費建華（上海凱悅建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司， 上海 200032）

0 引 言

隨著我國城市化進程的加快推進，建筑行業(yè)進入了更高質(zhì)量的發(fā)展階段，在城市規(guī)劃、建筑建造和運維方面都提出了新的發(fā)展理念。城市在不斷擴張的過程中，更加注重建筑的土地利用率、結(jié)構(gòu)安全和抗震、建筑造型、綠色環(huán)保及效率等方面。由于建筑鋼結(jié)構(gòu)具有高強度、抗震性能好、相對自重輕、裝配方便及占地面積小等優(yōu)勢，大量被高層建筑、大空間大跨度建筑、異形建筑及工期較短項目所采用。根據(jù)世界鋼鐵協(xié)會發(fā)布的《世界鋼鐵統(tǒng)計數(shù)據(jù)2021》的統(tǒng)計結(jié)果：2020年全球粗鋼產(chǎn)量已經(jīng)達到18.18億t，其中中國粗鋼產(chǎn)量就占到56.7%；世界鋼材總消耗量達到17.72億t，中國鋼材消耗量占比56.2%?？梢?，中國已經(jīng)是世界上最大的鋼材生產(chǎn)和消費國。世界鋼鐵協(xié)會總干事埃德溫·巴松提到：“鋼鐵工業(yè)既是全球經(jīng)濟發(fā)展的核心，也是現(xiàn)代社會可持續(xù)發(fā)展的核心。”在這個大背景下，鋼結(jié)構(gòu)在建筑方面的應(yīng)用只會越來越廣泛，復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也將是建筑鋼結(jié)構(gòu)向高附加值方向發(fā)展的必然結(jié)果。由于復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)的自身特性，我們在看到鋼結(jié)構(gòu)建筑各種優(yōu)勢的同時，也應(yīng)當注重復(fù)雜建筑鋼結(jié)構(gòu)建造過程中的質(zhì)量控制，如此才能最大化地發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，保證建筑各項性能的發(fā)揮。

1 復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)工程的定義

在對鋼結(jié)構(gòu)工程的分類中，并沒有關(guān)于復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)的明確定義。復(fù)雜與否是一個相對的概念，通常結(jié)合建筑造型、建筑高度、鋼結(jié)構(gòu)的總用鋼量、空間結(jié)構(gòu)、節(jié)點型式及施工條件等進行綜合考量。通常認為，建筑體量較大、空間結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)工程，即可定義為復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)工程。例如，廣州市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會2011年4月14日發(fā)布的《關(guān)于明確我市部分復(fù)雜和大型房屋建筑、市政工程項目規(guī)模的通知》（穗建筑［2011］360號）中明確，以下鋼結(jié)構(gòu)工程為復(fù)雜和大型鋼結(jié)構(gòu)工程：跨度大于40 m及以上的鋼結(jié)構(gòu)工程、總重量2 000 t以上的鋼結(jié)構(gòu)工程、單體建筑面積30 000 m2以上的鋼結(jié)構(gòu)工程、邊長100 m以上的網(wǎng)架工程、總重量400 t以上的網(wǎng)架工程及建筑面積8 000 m2以上的網(wǎng)架工程。這個定義可以作為參考。對復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)工程進行定義的目的在于使工程管理人員對該類鋼結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性有充分認識，以便在質(zhì)量、進度、造價和安全控制等方面采取更有針對性的方案和措施。

2 工程概況

2.1 鋼結(jié)構(gòu)工程概貌

某游樂設(shè)施鋼結(jié)構(gòu)工程（以下簡稱“本工程”）占地11 000 m2，為單層建筑，采用鋼框架中心支撐結(jié)構(gòu)體系。建筑外形尺寸為110 m×80 m，結(jié)構(gòu)高13.2 m（不含部分11 m左右的局部高聳結(jié)構(gòu)），結(jié)構(gòu)安全等級一級，抗震設(shè)防類別乙類，建筑耐火等級二級。所用鋼管、H型鋼、板材為Q355B，所有非鍍鋅連接的高強度螺栓性能等級均為10.9S級，連接方式均為摩擦型。工程總用鋼量約為2 500 t。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)工程特點

2.2.1 空間結(jié)構(gòu)及節(jié)點復(fù)雜

本工程中，游樂設(shè)施項目鋼結(jié)構(gòu)既需要創(chuàng)造出建筑的高大空間，同時還需要滿足演出布景、燈光效果、各專業(yè)機電及騎乘設(shè)施等專業(yè)性要求，此外，還要滿足運維期間檢修的要求。因此，游樂設(shè)施項目鋼結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，進而也帶來了復(fù)雜的各類節(jié)點。

2.2.2 構(gòu)件類型和數(shù)量多

主鋼和次鋼構(gòu)件主要包括主框架柱、梁、斜撐、隔墻梁、柱、夾層、樓梯及平臺、馬道、雨棚、設(shè)備底座、設(shè)備支墩、地腳螺栓及埋件、屋面鋼構(gòu)、屋面造型次鋼及墻面造型次鋼等，構(gòu)件數(shù)量達到11 000余件之多。

2.2.3 螺栓連接節(jié)點多，螺栓孔加工和安裝精度要求高

各類柱梁之間主要采用螺栓連接，由于種類和數(shù)量都較多，空間制約關(guān)系復(fù)雜，螺栓孔加工的質(zhì)量直接影響了安裝的精度。

2.2.4 安裝定位難度大

安裝過程中，由于空間結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，構(gòu)件多而雜，往往一個構(gòu)件安裝的精度不足就會給一組構(gòu)件安裝帶來麻煩，進而影響整個鋼結(jié)構(gòu)安裝，因此，對測量定位的要求非常高。由于大量構(gòu)件安裝在游樂設(shè)施場景內(nèi)進行，給安裝定位帶來了更大挑戰(zhàn)。

2.2.5 與其他專業(yè)交叉較多

游樂設(shè)施鋼結(jié)構(gòu)除了自身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性外，還有大量構(gòu)件預(yù)留給演出布景、機電安裝、騎乘設(shè)備、特效燈光及裝飾專業(yè)使用。其他專業(yè)的使用要求給鋼結(jié)構(gòu)的安裝設(shè)置了較多制約因素，對鋼結(jié)構(gòu)安裝提出了更高要求。鋼結(jié)構(gòu)需要根據(jù)其他專業(yè)的要求進行深化，深化的工作量較常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)工程多出很多。

3 質(zhì)量管理要點

3.1 進場鋼材復(fù)驗標準

GB 50205—2020《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收標準》第3.0.4條規(guī)定，進場的原材料應(yīng)進行進場驗收，凡涉及安全、功能的原材料應(yīng)按規(guī)定進行復(fù)驗，并應(yīng)經(jīng)監(jiān)理工程師（建設(shè)方代表）見證取樣送樣。在實際工程管理中，對于需要復(fù)驗的鋼材種類及數(shù)量一直較為模糊。對于構(gòu)件種類較多的復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)來說，由于構(gòu)件的規(guī)格較多，單規(guī)格的數(shù)量卻較少，如果不能合理地確定鋼材復(fù)驗的要求，不僅會給工程質(zhì)量埋下隱患，也會增加不必要的檢測成本。GB 50205—2020《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收標準》在GB 50205—2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》的基礎(chǔ)上，針對鋼材復(fù)驗問題，有了更明確的規(guī)定。其中，第4.2.2條對于六種需要進行復(fù)驗的情況做了明確的規(guī)定，并在該標準附錄A（鋼材復(fù)驗檢測項目與檢測方法）中對鋼材質(zhì)量合格驗收的要求和鋼材復(fù)驗檢驗批量標準值進行了明確的規(guī)定，為工程進場鋼材復(fù)驗提供了準確的依據(jù)。實際工作中，對于六種情況中的“板厚不小于40 mm，且設(shè)計有Z向性能要求的厚板”應(yīng)特別關(guān)注，要結(jié)合設(shè)計文件要求進行準確判定，以免漏檢。

3.2 焊接工藝評定要求

由于鋼結(jié)構(gòu)加工和安裝完成后，不可能對已完成的焊接節(jié)點進行實體取樣，為了保證焊接節(jié)點的質(zhì)量，應(yīng)在鋼結(jié)構(gòu)制作和安裝焊接作業(yè)前進行焊接工藝評定，焊接工藝評定是對鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量進行間接控制的重要措施。在復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)工程當中，因為鋼材規(guī)格和焊接節(jié)點型式較多，對于哪些焊接工藝評定一定要做，哪些可以免于評定，以及焊接評定替代等問題，容易出現(xiàn)混淆。

GB 50661—2011《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》對于以上容易混淆的問題進行了明確規(guī)定，應(yīng)當在實際工作中準確把握，予以嚴格控制。比如，所謂免于焊接工藝評定，就是把符合規(guī)范要求的鋼材種類、焊接方法、焊接坡口形式與尺寸、焊接位置、匹配的焊接材料及焊接工藝參數(shù)規(guī)范化，對于符合這種規(guī)范化的焊接工藝規(guī)程和作業(yè)指導(dǎo)書的，施工企業(yè)可以不再進行焊接工藝評定。當然，這對施工企業(yè)的技術(shù)實力提出了一定的要求，要求施工企業(yè)具有將焊接工藝進行程序化和標準化的管理能力。

在實際工程中，焊接工藝評定還有一個較為普遍的問題，就是工藝評定報告的制定與現(xiàn)場實際焊接施工的割裂，形成了一種為了工藝評定而工藝評定的形式主義，工藝評定報告脫離了指導(dǎo)現(xiàn)場實際焊接作業(yè)的功能。為此，在實際工程質(zhì)量控制中，既要按照規(guī)范要求制定焊接工藝評定報告，更要按照工藝評定報告的要求，對現(xiàn)場實際焊接作業(yè)進行控制，以回歸到報告指導(dǎo)施工的正常軌道上來。

對于復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)來說，由于焊接節(jié)點較多，應(yīng)更加尊重工藝評定報告的嚴肅性，否則將很難控制好復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)的總體焊接質(zhì)量。

3.3 復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)加工

3.3.1 鋼結(jié)構(gòu)加工單位的選擇

鋼結(jié)構(gòu)工程主要包含鋼結(jié)構(gòu)加工與安裝兩個階段，鋼結(jié)構(gòu)加工質(zhì)量的高低直接決定了安裝施工的難易和安裝質(zhì)量的好壞，因此，鋼結(jié)構(gòu)加工單位的選擇，對于鋼結(jié)構(gòu)工程的總體質(zhì)量管理具有決定性的意義。目前，隨著國家環(huán)保整治力度的加強，鋼結(jié)構(gòu)加工企業(yè)分布形成了從市區(qū)到郊區(qū)，從發(fā)達地區(qū)到次發(fā)達地區(qū)轉(zhuǎn)移的現(xiàn)狀，這給優(yōu)質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)加工單位的選擇帶來了一些新的問題。優(yōu)質(zhì)加工單位訂單超過產(chǎn)能而導(dǎo)致管理出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，能力較弱的加工企業(yè)由于訂單缺乏而導(dǎo)致管理能力繼續(xù)下滑，從而也導(dǎo)致加工外包現(xiàn)象普遍出現(xiàn)。復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)工程由于鋼結(jié)構(gòu)加工具有較大難度，沒有優(yōu)質(zhì)的加工企業(yè)承擔(dān)加工任務(wù)，必然會給工程質(zhì)量、進度和造價埋下巨大隱患。同時，游樂設(shè)施鋼結(jié)構(gòu)具有構(gòu)件類別多而單類別噸位低的特點，許多有能力的加工企業(yè)不愿承擔(dān)該類項目。因此，建設(shè)單位、總包單位應(yīng)認真關(guān)切加工單位的選擇，監(jiān)理單位也應(yīng)協(xié)助建設(shè)單位把好加工單位的選擇關(guān)。

在對加工單位的選擇過程中，除了對加工單位的資質(zhì)進行審查外，還應(yīng)對加工單位的質(zhì)量、安全和環(huán)境三體系進行資料和現(xiàn)場檢查，了解企業(yè)的真實管理水平。要重視對加工企業(yè)的現(xiàn)場考察，以了解加工企業(yè)的廠房倉庫狀況、產(chǎn)能、設(shè)備狀況、試驗室管理狀況、技術(shù)和生產(chǎn)管理團隊狀況及市場聲譽等情況，并形成完整的考察報告。

3.3.2 加工方案的編制與審查

鋼結(jié)構(gòu)加工方案是鋼結(jié)構(gòu)加工的指導(dǎo)性文件，體現(xiàn)了加工的組織管理、進度管理、質(zhì)量管理及包裝與運輸管理。復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)工程，其加工方案的可行性是確保其加工質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。在對加工方案的審查過程中，應(yīng)當重點關(guān)注原材料試驗檢測計劃、加工過程隱蔽工程驗收程序、加工構(gòu)件規(guī)格型號和數(shù)量的核對、原材料的管理制度、加工質(zhì)量控制措施、構(gòu)件編號的規(guī)則、加工圖紙的審查與管理、加工順序與現(xiàn)場安裝順序的對接及驗收資料形成等方面的內(nèi)容。

3.3.3 駐廠監(jiān)造

對于復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)工程來說，一旦開工，各工序及工作之間將緊密銜接，鋼結(jié)構(gòu)加工的質(zhì)量和進度對現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)安裝和整個建設(shè)工程來說都是牽一發(fā)而動全身的因素。一個小構(gòu)件的質(zhì)量和供貨問題，可能會導(dǎo)致現(xiàn)場后續(xù)工作的無法進行，或者給后續(xù)安裝工作埋下巨大隱患。為此，復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)的加工過程中，落實駐廠監(jiān)造制度，是杜絕以上隱患的最有效措施之一。鋼結(jié)構(gòu)的監(jiān)造團隊，最好由工程總包單位、鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)分包單位和監(jiān)理單位（建設(shè)單位代表）組成，這樣既有利于鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)工作的管理決策，也利于整個建設(shè)工程的管理決策。監(jiān)造團隊應(yīng)當將項目管理的質(zhì)量流程復(fù)制到加工廠，保證出廠的構(gòu)件即為合格的構(gòu)件，避免返廠返修。通過有效的駐廠監(jiān)造，本工程的11 000余件構(gòu)件，無一進行返廠返修，均能夠順利安裝，滿足了規(guī)范和設(shè)計要求，在工程進度的推進和質(zhì)量的保障中發(fā)揮了重要作用。

3.3.4 模型和深化圖與加工圖的對接

在復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)工程項目中，BIM模型的應(yīng)用已經(jīng)逐步成為常態(tài)。BIM模型在復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)加工階段的應(yīng)用效益已經(jīng)凸顯出來，在異形結(jié)構(gòu)和特殊節(jié)點的數(shù)字化加工方面提供了較大技術(shù)支持。在大型復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)工程項目中，普遍采用了BIM模型正向出圖的深化圖管理模式，而鋼結(jié)構(gòu)深化圖通常直接轉(zhuǎn)化為鋼結(jié)構(gòu)加工圖。如此一來，從模型到深化圖再到加工圖，中間的對接環(huán)節(jié)就顯得非常重要，稍有失誤就會造成系統(tǒng)性的差錯。鋼結(jié)構(gòu)加工廠的技術(shù)管理人員和駐廠監(jiān)造人員，應(yīng)當加強對模型、深化圖和加工圖審批流程的完善性的確認，確保加工圖的正確性。

3.4 復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)測量定位

對于常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)來說，在建筑軸線及柱網(wǎng)中心線的測量精度達到要求后，總體安裝精度基本在受控范圍內(nèi)，然而對于復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)來說，做到這些還遠遠不夠。對于游樂設(shè)施項目鋼結(jié)構(gòu)來說，由于其涉及大量的異形主鋼和次鋼，空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，關(guān)聯(lián)構(gòu)件和設(shè)施較多，會給測量控制帶來更大挑戰(zhàn)。

鋼結(jié)構(gòu)的測量，理論上包含建筑物絕對位置的測量控制和建筑物內(nèi)構(gòu)件相對位置的控制。通常有兩種控制路徑，一條路徑是建筑物總體軸網(wǎng)由絕對坐標控制，建筑物內(nèi)構(gòu)件采用軸網(wǎng)的相對坐標進行控制；另一條路徑是建筑物軸網(wǎng)和建筑物內(nèi)構(gòu)件均采用絕對坐標控制，即坐標控制法。對于空間結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、構(gòu)件數(shù)量較多的鋼結(jié)構(gòu)，采用坐標控制法具有更高的可靠性。

游樂設(shè)施等復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)項目測量控制，還應(yīng)關(guān)注以下幾個方面：

（1）在做好構(gòu)件空間絕對位置控制的同時，確保各施工工序之間相對位置精度的控制，確?？傮w安裝精度符合規(guī)范和設(shè)計要求；

（2）對于復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)，必須充分考慮側(cè)向風(fēng)力、環(huán)境溫度、日照以及施工塔吊等因素對安裝精度的影響；

（3）對于復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)，高空架設(shè)儀器及棱鏡均較為困難且穩(wěn)定性差，需針對性設(shè)計適用于本工程的測量輔助裝置和設(shè)施，以滿足測量操作及精度控制需要；

（4）需在充分考慮構(gòu)件加工制作誤差、工藝檢驗數(shù)據(jù)、測量及安裝誤差、各類變形數(shù)據(jù)（如光照、溫度、沉降、焊接等）的基礎(chǔ)上制訂鋼結(jié)構(gòu)安裝控制方案，并根據(jù)施工中實時反饋的實際監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時調(diào)整和制訂階段性控制細則；

（5）游樂設(shè)施項目馬道及外立面鋼結(jié)構(gòu)高低錯落，外形復(fù)雜，安裝過程中應(yīng)注重坐標控制點的選取和跟蹤精度。

3.5 復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)螺栓連接

本工程中，由于次鋼結(jié)構(gòu)和小型異形結(jié)構(gòu)數(shù)量占比較大，螺栓連接的數(shù)量也較多。本工程的連接螺栓主要選用了10.9級和8.8級摩擦型高強螺栓，有扭剪型和大六角型兩種類型。

鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點連接有焊接連接、螺栓連接及栓焊連接三種形式。焊接連接有探傷等客觀的檢測手段進行檢測，而螺栓連接主要是采用扭矩控制的方式進行質(zhì)量控制。扭矩的控制受人為因素的影響較大，因此應(yīng)高度重視螺栓連接質(zhì)量的控制，做好如下幾個方面的工作。

（1）做好高強螺栓連接副的進場檢查工作，確保高強度大六角螺栓連接副帶有扭矩系數(shù)檢驗報告，扭剪型高強度螺栓連接副帶有緊固軸力（預(yù)拉力）檢驗報告。

（2）按照規(guī)范要求復(fù)驗高強度大六角螺栓連接副的扭矩系數(shù)和扭剪型高強度螺栓連接副的緊固軸力（預(yù)拉力）。

（3）核實現(xiàn)場構(gòu)件摩擦面抗滑移系數(shù)試驗報告。

（4）對于扭剪型高強螺栓，除非因為構(gòu)造原因（有些部位無法施扭），均應(yīng)確保將尾部梅花頭擰斷。對于所有未擰斷的扭剪型高強螺栓，應(yīng)按照規(guī)范比例要求采用扭矩法或轉(zhuǎn)角法進行終擰并做好標記。

（5）對于大六角高強螺栓，應(yīng)當根據(jù)復(fù)驗后的扭矩系數(shù)，做好終擰值的計算，并做好安裝過程中初擰和終擰的控制且做好記錄。

（6）按照方案制定的順序施擰，保證終擰后螺栓絲扣外露2扣～3扣。

3.6 復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)防火施工

鋼結(jié)構(gòu)具有強度高和相對質(zhì)量輕等天然優(yōu)勢，但也有耐火性能差等不足之處，因此防火是鋼結(jié)構(gòu)的重點之一。游樂設(shè)施是人員密集場所，運營期間屬于重點消防單位，其防火要求較常規(guī)項目更高。此外，由于游樂設(shè)施項目鋼結(jié)構(gòu)具有自身的特點，對鋼結(jié)構(gòu)防火的施工提出了更高的要求，例如，在演出布景和騎乘設(shè)備進場后，場景內(nèi)應(yīng)滿足無塵要求；由于空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，異形結(jié)構(gòu)和小型結(jié)構(gòu)較多，給許多部位的防火涂料施工造成較大難度；游樂設(shè)施機電安裝內(nèi)容較多，大量的吊支架需要在鋼結(jié)構(gòu)上生根，增加了鋼結(jié)構(gòu)防火施工的難度。這些特殊性，都要求施工單位針對游樂設(shè)施項目制定有針對性的鋼結(jié)構(gòu)防火施工方案，保證防火施工一次成型，一次合格。

4 結(jié) 語

鋼結(jié)構(gòu)工程的類型千差萬別，鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量管理的知識也浩如煙海。復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)與簡單鋼結(jié)構(gòu)是一個相對的概念，在努力做出區(qū)分的時候，應(yīng)力圖抓住問題的關(guān)鍵點，以指導(dǎo)實際工作。本文從游樂設(shè)施鋼結(jié)構(gòu)這種相對復(fù)雜的工程類型著手，找出該類工程鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量管理的要點，給類似鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量管理提供些許啟發(fā)。