第一章绪论：钢结构工程计价体系待完善，研究意义重大

第一章 绪论

1.1

研究背景

浙江省2018年实施的计价标准，对于促进建筑工程成本管理的标准化起到了显著作用。不过，由于钢结构技术在建筑中的普遍应用，这个计价标准在处理大型钢结构项目时，特别是城市中的钢结构高架桥、横跨河流的大桥，以及建筑行业里的装配式钢结构厂房、住宅和超高层建筑，开始暴露出很多与实际需求不符的方面。实际施工过程中，钢结构的预算套用、市场询价等估价方法各不相同，造成估价出现出入，带来成本管理隐患，所以需要针对钢结构项目的估价机制进行体系化探究和改进。

1.2

研究目的与意义

此项工作依托当前计价机制，从技能与成本整合的层面，对钢结构项目进行详尽分解和深度研究，寻求建立周密可行、易于推行的钢结构定价方案。主要任务涵盖：

要全面整理并研究市面上普遍使用的现成钢结构构件的成本构成情况，促使这类现成构件被归入地方建筑项目造价信息公布体系，以此提升价格公开程度。

通过对钢结构加工、运送、装置等各阶段技术细节与成本构成进行深入剖析，归纳普遍性不同点与组合定价的法则，制定出能够广泛应用的计价范式或费用参照依据，从而增强钢结构项目成本核算的精确度。

1.3

研究内容与方法

这项工作重点关注市政桥梁的钢结构，还有建筑中的厂房、住宅和大型钢结构项目，涉及对标准钢材构件市场价（送到工地的价格）的调查和研究，以及现场吊装、安装流程和相关费用构成及定价方式的剖析。此外，还将专门研究特殊和特殊形状钢材构件的定价规则和定价逻辑，并进行详细的计算和评估。

调查方式包括资料收集、情况对比和费用核算，运用系统方法获取信息、考察实例、比较不同之处以及估算开销，完整探究钢构造在加工制造、物流配送、现场施工直至涂刷完成后的整体费用构成。

第二章 钢结构工艺介绍

2.1 钢结构在工程中的应用及优缺点

本节围绕钢结构在市政工程和建筑工程中的表现，从技术实施角度、项目时间控制、环境友好程度、持久性保障以及视觉协调性等层面，逐一说明其具体优势与潜在不足。

2.1.1市政工程中的应用

1.技术应用

钢结构在市政工程的高架桥以及各类大跨径特殊桥梁中十分常见，例如钢管拱桥、钢塔斜拉桥和钢塔悬索桥等。这种结构形式具有诸多显著优势，比如能够实现巨大跨度，具备良好的抗震能力，并且可以采用模块化方式进行施工，同时吊装过程也相当方便。

2.工期

钢结构建造过程几乎不受时节制约，常使用工厂加工完成后再到工地组装的连续工作模式，能够显著减少建造所需时间。

3.绿色节能

钢材能够实现几乎全部的回收利用，其单位重量产生的碳排放量要少于混凝土，因而更加契合环保方面的标准。

4.耐久性与美观

钢构件实施镀锌等防锈措施后，其持久能力十分出色，预计能维持使用期从五十年到一百年不等。

美观角度，钢结构利于打造流畅外形，或采用非标准构造，便于融入都市环境风貌。

2.1.2建筑工程中的应用

1.技术应用

这种构造具备优异的承力能力，其分量较轻，并且材料分布均衡，构件的横截面尺寸不大，能够增加建筑的实际可用空间，构件的重量较轻可以减轻对地基的压力，从而节省基础建设的成本，材料的一致性则增强了整体结构的稳固程度。

（2）抗震性能好：钢材延性优异，能有效吸收和消耗地震能量。

空间布局可以灵活调整，因为钢结构承重体系消除了室内空间划分的束缚，能够满足没有立柱的大空间建筑需求，例如工厂、展览馆、运动场馆以及大型会议场所等。

2.工期

钢结构以在制造场所完成加工和在建设地点进行组合相结合的形式实施，建造效率高、标准化水平强，产品品质更方便管理。现场拼接所需时间比一般砌体构造能减少三成到半数，明显提升工程完成期限。

3.绿色节能

钢结构建造期间，干作业占比较大，因此产生的建筑废弃物、空气中的尘埃以及噪音污染都相对轻微。钢材能够实现很高的回收比例，这与环保建筑和持续发展的理念十分契合。

4.耐久性与美观

抗腐蚀能力：采用镀锌等防护措施的钢质构造，预估可以使用五十年到一百年。

美观处理：外露钢构件一般要用金属幕墙进行遮蔽，这样做可以提升视觉效果，否则容易给人过于粗犷的感觉。

2.1.3优缺点小结

市政工程领域，钢结构在超宽桥梁建造以及要求高效的施工环境中极具优势，不过，它在建成之后，对于防锈处理方面的保养工作，有着比较高的标准。

建筑行业，长处在于构造可以做得轻巧，布局能够灵活调整，不过必须处理抗火能力差、抗腐蚀能力不强、规划建造标准高、隔音保温效果不好这些挑战。

2.2 钢结构类型

2.2.1市政工程常用钢结构类型

1.钢桁架桥

桁架构件主要承受拉力和压力，上、下弦杆与腹杆的布局科学，能够有效分配内部应力，材料的利用程度很高，因而能够大幅降低材料消耗并减轻构造的负担。各个构件的尺寸、横截面形状以及排列方法都具有很强的可变性，能够满足各种建筑样式和力学条件的要求。三角形单元的构造形式不会发生形变，因而能够提供扎实的稳固性，整个结构的刚性很强，抵御地震灾害的能力非常突出。

可用于连接道路的构造物，以及多层交叉的通道；同样适合深水区、水道等需要宽阔跨度或特殊设计的建筑项目。

鄞州大道特大桥

2.钢结构拱桥

该结构的主要承重部分由拱形结构构成，或采用拱肋形式。当承受垂直方向的压力时，拱形支座的位置会产生水平向的支撑力，这种力能够显著降低拱形结构内部的弯曲应力。因此，拱形结构或拱肋主要承担的是沿轴向的压力，属于抗压构件。

该类型桥梁外观设计精巧，经常被运用于都市中的桥梁工程；当地质环境较为复杂或者建造作业存在较高挑战时，凭借其建设效率高且对基础承载能力需求不严苛的特点而展现出明显好处；同时它还能充当临时性通道，在遭遇突发状况时能够迅速完成搭建。

新典桥

春晓大桥（梅山红桥）

3.斜拉桥

斜拉桥利用众多斜向钢索将主梁固定在桥墩上，构成由受压的塔柱、受拉的钢索和承受弯矩的梁体组合的结构形式。这种构造能够大幅降低梁体的弯曲应力，缩短桥塔的建造高度，减轻整体结构的重量，从而节省材料用量。

该桥梁适用范围广，能够跨越200至1000米的距离；其外观设计别致，桥塔和拉索的造型新颖，能够作为城市标志或风景桥梁；它对地基的要求不高，可以在软土地区、山区等地质条件复杂的区域建造；此结构坚固，承重性能优越，适合在车流量大的主要道路以及跨江跨海工程中使用。

西洪大桥

4.悬索桥

悬索桥的关键构造包含桥塔、主缆、吊索、加劲梁以及锚碇这些核心承重部件。施加的负荷会经由加劲梁传递到吊索和主缆上，主缆仅负责承受拉力，从而能够最大程度地利用高强度钢缆的优异抗拉特性。此类结构具有重量轻、建筑高度低的特点，并且拥有非常强大的跨越能力，是当前能够实现单跨长度接近2000米的唯一桥梁形式。

适用于超大跨度的桥梁工程，如600至3000米范围；外观设计精致，观赏性强，常被用于风景旅游区或对环境美学要求高的地带；对中间支撑结构的地基承压能力要求不高，能够适应软土地基、深海区域或地质条件不均等复杂环境；经过科学规划，能够承载铁路等重型运输工具的巨大压力。

庆丰桥

2.2.2建筑工程常用钢结构类型

钢结构在各类建筑工程中用途广泛，例如工业厂房、民用住宅、高层及超高层建筑，还包括体育场馆、机场航站楼、火车站等大跨度公共设施。其常见构造形式有网架结构、网壳结构、悬索结构、拱形结构以及立体桁架结构，主要体系则涵盖门式刚架轻钢结构、纯钢结构框架、钢与混凝土组合框架-核心筒结构，以及空间网格结构体系。

1.门式刚架轻钢结构体系

结构形式包含可变宽度或固定宽度实心框架，外部装饰选用轻质屋顶和墙面材料。整体构造由主要支撑框架、斜撑构件、竖向梁体、连接构件以及隔热填充物构成，其优势在于受力路径清晰，构件加工方便，工业化生产水平高，建设时间能够有效压缩。

适用情况：主要用于单层工业厂房。

2.钢框架结构体系

该结构体系运用钢梁与钢柱的连接方式，构建出具备抵抗侧向力与弯曲能力的装配式构造，属于仅依靠单重构件实现抗侧向支撑的类型。

适用情况：适用于多层和高层民用建筑。

3.钢（钢管混凝土）框架-混凝土核心筒结构体系

这种建筑结构体系采用钢材，或者钢管与混凝土共同作为材料，构成框架部分，同时设置混凝土核心筒，两者结合形成了混合结构，适用于建造高层建筑。

适用情况：适用于高层和超高层民用建筑。

4.空间网格结构体系

结构特色在于，规则排列的杆件与构件，经由节点相接，组合成空间构造，涵盖网架、网壳及立体桁架等形式。

适用于大跨度的屋顶结构，包括网架、网壳、悬索和拱形设计，也适用于楼板结构，例如立体桁架和40米以内跨度的网架。

2.3 钢结构的制造工艺

2.3.1钢结构制造主要包括以下工序：

1.放样与号料

依照施工详图或零部件图纸，以实际尺寸绘制构件的实体形态，制作出样板和样杆，这些将作为后续切割、塑形、打磨、钻孔等工序的参考标准。

2.切割

按照范例来实施钢材分割，通常手段有氧乙炔切割、设备切割和电弧切割。氧乙炔切割灵活度高、费用少、准确度好，能处理各种厚度钢材；设备切割速度快但断面不够精细；电弧切割适合处理高熔点材料。

3.成型加工

借助专门工具和模具，把钢板或型材折成预设形态，包含两种主要做法。第一种是低温弯曲，适合用在含碳量低的钢材和一般低合金钢上。第二种是高温弯曲，必须在特定温度下操作。

4.边缘加工

运用铲边、刨边、铣边或者碳弧气刨等工艺来修整切割的边缘，目的是去除硬化层，从而确保后续焊接工作的质量。

5.组装与焊接

组装之前要确认部件的标识、材质以及数量，同时查验是否有破损或瑕疵。焊接环节必须严格把控相关条件，条件允许时进行后续加工，以此保障整体稳固可靠。

6.表面处理

对成品构件进行喷涂、防锈等处理，以提高耐久性与外观质量。

2.3.2常用钢结构板材种类

钢结构用材主要包括热轧钢板与型钢，以及冷弯薄壁型钢。

1.钢板

依据国家规范GB/T 15574—2016，钢板可依据厚度区分为薄板（小于3毫米）以及厚板（大于等于3毫米）。在具体科研与制造活动中，通常还会对厚度进行更细致的划分，包含极薄带（不足0.2毫米）、薄板（介于0.2至3毫米之间）、中板（介于3至20毫米之间）、厚板（介于20至60毫米之间）以及特厚板（超过60毫米）。

2.型钢

常见的钢材种类有角钢，包括等边与不等边两种，还有工字钢，分为普通型和轻型，以及槽钢，同样有普通和轻型，此外还有H型钢和钢管。H型钢可以分成热轧和焊接两种，热轧的H型钢又包含宽翼缘、中翼缘、窄翼缘和钢柱这些类型。而焊接的H型钢是由钢板经过高频焊接形成的。钢管则可以分为热轧无缝钢管和焊接钢管。

3.冷弯薄壁型钢

这种构件是用薄钢板冷压加工塑形而成的，其厚度一般在1.5到12毫米之间，用作承重结构时，其最小厚度不该低于2毫米。此类构件的横截面样式多种多样，比如有Z形和C形等类型。压型钢板也属于这个系列，它以0.4到2毫米厚的底板（能够进行镀锌或涂装处理）通过冷压方式制成波纹状的横截面。

2.3.3常用钢材牌号

1.Q235B

这种钢材属于碳素钢类型，其屈服力为235兆帕，具有很好的柔韧性、连接性和熔铸特点，方便进行冲压和连接操作。它经常被用在建筑和桥梁领域，制作那些对质量标准要求比较高的连接部件。

2.Q355B

这种钢材属于低合金高强度类型，其屈服强度为355兆帕，具有突出的物理特性与抗腐蚀能力，能够满足桥梁、交通工具、船只、楼宇、承压设备以及特殊装置的使用要求。

3.Q390B

这种特殊钢材的屈服点达到390兆帕，耐疲劳特性突出，能够承受持续的循环应力，同时拥有不错的抗磨损能力和耐热性能，常被应用于大型机械制造、建筑钢构、轨道交通装备以及新能源装置等领域。

4.Q420B

这种钢材属于低合金高强度类型，其屈服点为420兆帕，具有很高的强度，耐疲劳性能优异，韧性表现良好，并且脆性转变温度较低，同时具备良好的冷加工成型能力以及焊接性能，此外还拥有一定的抗腐蚀和抗磨损能力，可以用于制造电力铁塔、起重机械、石油钻探平台、矿山用设备、重型运输车辆以及大型钢结构构件。

5.Q345GJ

建筑结构用钢适用于高性能项目，其屈服指标为345兆帕，具备良好的抗弯能力，易于进行焊接作业，强度与延展性比例恰当，能够有效抵御层状断裂现象，同时拥有较强的抗震效果，焊接过程中通常不需要进行预热或后续热加工，有利于提升施工进度，常见于超高层建筑、大型体育设施、展览场馆以及机场等公共设施的建设。

6.其他常用材料

钢箱梁的主体部分通常使用Q345D或者Q355D类型的钢板，而支座垫板则多选用Q235C钢板，防撞护栏一般会采用Q345C钢板。关于钢材牌号里字母和数字所代表的含义，可以查阅《低合金高强度结构钢》（GB/T 1591-2018）这项标准。

2.3.4钢结构涂装工艺

1.除锈等级

按照GB/T8923.1-2011《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定》标准，除锈程度分为三个类别，具体如下：

喷射或抛射方法用于清除金属表面的锈蚀，分为四个等级，分别是轻度的基本清理，完全的清理，极为彻底且工程上普遍采用的处理，以及达到最高清洁度的标准。

手工与机械去锈（St），涵盖St2（基础清除），以及St3（深度清除）。

（3）火焰除锈（F1）：仅清除附着物，表面轻微变色。

2.除锈方法

离心力抛射钢丸进行除锈作业，选用铸铁丸经济实惠，钢丝切割形成的丸效果更佳，表面粗糙程度与钢丸种类相关。

利用钢珠和强风进行打磨除垢，空气湿度要低于百分之八十五，这种方法适合处理范围很广的表面。

使用天然或者人造砂粒进行冲击清理金属表面的锈迹，这种方式的环境保护效果不太好，而且需要很多人工参与作业。

化学方法去除锈迹，容易造成环境污染，其成效不及物理方式除锈，通常只在特定情况下采用。

手工与机械去锈，所需器具简便，耗费体力较多，适合小范围或临时性作业。

3.涂装体系

底漆一般选用环氧富锌底漆，涂刷两遍，每遍干膜厚度达到80微米，这种底漆防锈性能优异，锌粉能够起到阴极保护作用。

中间漆通常采用环氧云铁底漆，涂刷两遍，每遍干膜厚度达到一百微米，这样做能够提升涂层的附着力，同时全面提高整体的防腐效果。

面漆选用聚氨酯或丙烯酸涂料，涂刷两遍，每遍干膜厚度达到一百微米，具备耐候性、装饰性和防护作用。当防火涂料暴露在外时，通常无需再涂面漆，但对于外观要求较高的项目，应在防火涂料表面先涂封闭漆，再涂面漆。

热喷铝工艺是将铝材在高温下进行喷涂，对基材表面必须经过喷砂处理达到Sa3级标准，喷涂完成后再用环氧树脂进行封孔处理，这种做法能够使钢结构在恶劣环境中保持良好性能，特别适合那些维护不便的关键性建筑构件，从长期使用角度来看，这种处理方式具有良好的经济效益

4.防火涂料

厚度小于等于三毫米的为膨胀型防火涂料，其防火耐力通常在两小时以下，具备良好的美观效果，操作起来比较容易，适合用在耐火程度要求不超过两小时的轻钢和网架构造上。

厚度为3至7毫米的薄型膨胀性水基防火涂料，其防火耐力不超过两小时，具备不错的装饰效果，通常被用于需要相似耐火性能的钢结构上

这种涂料属于厚型，厚度范围在七到四十五毫米之间，是一种非膨胀的无机防火材料，耐火时间超过两个小时，导热性不高，使用时能够保持稳定，但涂层表面不够光滑，常用于需要隐藏的构造部位或者耐火标准比较严格的场所，例如高楼的承重柱以及工厂的支撑架构等。

2.4 钢结构的吊（安）装工艺

2.4.1市政工程

市政桥梁建设中，钢结构的提升技术必须平衡速度、稳固程度与生态平衡，普遍方式有大型车辆起重机、桥梁架设设备、水平推进作业以及跨过桥墩的龙门式吊装装置等。

1.汽车吊安装

该技术无需使用支架进行作业，能够显著降低对地面交通的干扰；能够充分运用先进的施工器械，运作灵活多变，有助于增强作业的安全性；不需要另外开辟施工区域，有利于节省开支。

该结构对上部结构的使用寿命标准设定得比较严格，建造时必须精确管理各个组成部分的工艺，并且其成败与核心机械设备的运作状况密切相关。

适用于中小跨度桥梁建设，施工空间有限，或者要求迅速实施吊装的工程情形。

2.架桥机安装

长处在于作业速度快，能够迅速搭建预制钢箱梁，大幅压缩工程周期；作业水准可靠，有利于维护桥梁整体稳固与持久使用；尤其适合用在大型桥梁和宽跨度桥梁的建设上。

施工环节或许会引发声响和废气污染问题，工厂制作及运输环节的构件品质管理标准需设定得极为严格。

（3）适用情况：适用于预制化、标准化程度高的大型桥梁项目。

3.顶推施工

优势在于无需借助大型起重装置；特别适合在水域或架桥位置作业，不会阻碍船只通行或交通运行；自动化水平高，操作过程安全可靠。

这种结构形式不适用于多跨且高度变化的梁式建筑，当单跨长度超过七十至八十米时，其成本效益会显著降低，而且整个建造过程耗时较长。

（3）适用情况：适用于跨河、跨路且桥下空间受限的工程。

4.跨墩龙门吊安装

安装迅速，制作方法比较容易，完成度高，能够满足多种规格和重量梁构件的吊装需求。

该设备存在不足之处,需要另外增加支撑和加固手段来维持其稳固性,导致初始投资额很高。以五十吨的龙门吊为例,在市场上购买的价格大约是一百五十万元。因为设备登记备案、安装拆卸以及运输的开销很大,租用该设备的费用一般会占到设备价值的三分之一,所以承建单位大多倾向于自己购买。

适用于桥墩之间的距离比较合适，安装作业比较集中，而且进行的时间比较长的情况。

2.4.2建筑工程

建筑项目里钢结构的提升作业要依据构造布局、垂直距离以及场地实际状况来挑选适宜的设备，常用设备有汽车起重机、塔式起重机、履带式起重机等，此外还有整体提升、滑动安装以及高空分段组装等特殊施工方法。

1.汽车吊安装

具备高度的适应性,移动起来十分便利,通过液压系统进行提升作业时,运行平稳且成效显著;其吊装臂能够进行长度调整,工作起来灵活多变。

吊重时必须借助支撑装置，无法承载移动；转向时所需空间宽阔，在崎岖地面的适应性不强；整体箱式吊臂分量很重，降低了负载效率，设备维修的开销也相对较大。

适用于零散的施工场地,临时性的工程项目,以及室外进行的装卸活动,常见的规格有十六吨,二十五吨,五十吨等。

2.塔吊吊装

优点：设备种类丰富，包含固定式、附着式、内爬式等，能够满足多种施工条件；安装附着装置后，能够达到超过百米的起升高度，工作范围宽广，支持负载下调整作业角度；采用电力驱动，运行稳定，且维修费用不高。

设备体积庞大，安装耗时较多，运输成本较高；必须建设专用地基，高空施工对安全标准要求严格。

适用于高层建筑群和重工业厂房建筑，例如发电厂主厂房等。常见的型号有QTZ200（7020）、QTZ315（7030/7035）。

3.履带吊吊装

长处在于行驶能力强悍，特别适合在松软的地形上作业；吊运货物时稳定可靠，能够应对多种复杂工况。

该设备存在不足之处：它会损害路面，远距离移动时必须借助平板车，自身无法实现伸缩功能，并且活动范围受场地条件制约。

适用于作业区域划定明确、场地环境普通的情况。常见的规格有100吨、200吨等。

4.钢结构提升施工

优势在于显著降低高空作业需求，保障作业安全；组装与焊接等工序均在地面实施，便于提升工艺水准；能够与其他施工环节同步进行，有效压缩整体建设周期；无需动用大型设备，从而节省了相关成本；对自然环境的影响微乎其微，完全契合环保建设规范。

技术要求苛刻，必须由专门小组执行模拟检测和协同管理；初始资金消耗严重，要配置专用支撑装置和液压装置；对构造测算和流程管理标准极高。

适用于大跨度的屋顶结构，比如体育馆和剧院，也适用于非常高的建筑构件，例如电视塔和桅杆，还适用于大型设备的安装作业。

5.钢结构滑移施工

优势在于无需高空作业，保障了作业安全；能够不受场地条件制约，达成无障碍施工；地面进行组装时质量有保障，测量工作也较为便捷；无需使用大型起重设备，体现出较好的经济性；支持多个工序同时进行，有助于压缩整体工期。

技术层面存在难点，需要专门的设计工作和过程仿真；滑移轨道和顶推系统初期的资金投入较多；同步操作和摩擦管理标准严格；实施监控与调整工作比较困难。

适用于大跨度的网架结构，也适用于桁架形式的屋盖结构，同样适用于处于特殊地理位置的桥梁工程项目。

6.钢结构高空散装施工

优点：起重机械条件不必苛刻，不需宽阔的组装区域，可在空间有限的工地上作业，机动性好，能够应对复杂及非标准构造。

施工高空环节繁重，存在安全隐患；成果品质易受外界条件制约；定位调整复杂，偏差容易叠加；项目周期漫长，作业速率不高；必须建造众多支撑平台，相关开销巨大；气候状况对其干扰严重。

适用于螺栓球网架，也适用于其他难以整体吊装的复杂空间结构。

下期预告：

钢结构现行计价定额分析