鋼結(jié)構(gòu)安裝焊接施工技術(shù)

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；焊接；全熔透焊；工藝評(píng)定

　　1工程概況

　　某工程位于湖南長沙，為全鋼結(jié)構(gòu)，地上35層,鋼柱錨入地下一層，高150m.南北立面為雙曲面，外圍鋼柱以每4層為一折線點(diǎn)。核心筒共31根鋼柱，外圍鋼框架柱共23根。鋼柱主要為箱形柱，鋼梁為軋制、焊接H形梁。鋼結(jié)構(gòu)總重量約14000t。

　　1.1鋼材

　　本工程鋼柱使用的鋼材為高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板Q345GJC，大于40mm厚鋼板為Q345GJC-Z15，產(chǎn)地為舞陽鋼鐵廠，主梁使用鋼材為Q345C，鋼支撐采用Q235C，產(chǎn)地為武漢鋼鐵廠。

　　1.2構(gòu)件

　　鋼柱長12m，構(gòu)件單件最重19.8t，鋼柱板厚28、34、40、55、70、85mm，典型截面600×600×70，鋼梁翼緣板厚16、24、28、40mm，典型截面700×240×14×28。由于鋼板厚度大，因此焊接難度大，焊接質(zhì)量要求高。

　　1.3節(jié)點(diǎn)形式與焊縫檢測

　　按照設(shè)計(jì)，現(xiàn)場安裝柱與柱之間的對(duì)接為全熔透焊，鋼梁與鋼柱牛腿上、下翼緣為全熔透焊，鋼梁腹板大部分為高強(qiáng)螺栓連接，雙剪連接板與鋼柱為角焊縫。

　　由于鋼板厚度大，焊縫又多數(shù)是全熔透焊縫，所以對(duì)本工程的全熔透焊縫實(shí)施B級(jí)超聲波檢測，100%超聲波探傷�，F(xiàn)場探傷工作中，由現(xiàn)場焊接員填寫檢測委托單，檢測單位按照填寫的檢測部位進(jìn)行探傷。如發(fā)現(xiàn)焊接缺陷，檢測單位填寫質(zhì)量返修單，通知焊接負(fù)責(zé)人，進(jìn)行返修重焊后，再進(jìn)行超聲波探傷。本工程委托單位為冶金院檢測所，采用的儀器為CTS-2000，選用斜探頭進(jìn)行超聲波探傷。探傷報(bào)告必須明確探傷部位、缺陷的位置和大小、評(píng)定級(jí)別，并判定合格或不合格；返修部位嚴(yán)格按照焊接工藝評(píng)定的參數(shù)進(jìn)行焊接，返修不得超過二次。

　　2典型焊接節(jié)點(diǎn)概況

　　2.1鋼柱對(duì)接焊縫。

　　3焊接準(zhǔn)備

　　3.1焊接吊籃與平臺(tái)

　　3.2焊接設(shè)備和焊接材料

　　4焊接施工勞動(dòng)力安排

　　高層鋼結(jié)構(gòu)焊接工程專業(yè)性很強(qiáng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，專業(yè)管理人員和焊工都要求有較好的技術(shù)素質(zhì)。本工程現(xiàn)場焊工均持有鋼結(jié)構(gòu)焊接CO2氣體保護(hù)焊合格證，在正式施工前，在業(yè)主、監(jiān)理等各單位的監(jiān)督下進(jìn)行了現(xiàn)場附加考試。

　　5焊接施工順序和工藝

　　5.1焊接順序

　　5.1.1根據(jù)本工程平面和立面形狀，結(jié)構(gòu)形式等，塔樓分東西兩區(qū)組織施工。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)安裝完成三個(gè)及以上單元的校正和高強(qiáng)螺栓的終擰后，從平面中心選擇四面都有焊接梁的柱子作為基準(zhǔn)柱，并以此作為垂偏測量基準(zhǔn)，并首先安排其四側(cè)都有抗彎焊接的梁、然后向四周擴(kuò)展施焊。隨安裝滯后跟進(jìn)。采取結(jié)構(gòu)對(duì)稱、節(jié)點(diǎn)對(duì)稱和全方位對(duì)稱焊接的原則。

　　5.1.2栓-焊混合節(jié)點(diǎn)中，設(shè)計(jì)要求梁的腹板上的高強(qiáng)度螺栓先初擰70%后→焊接梁的下、上翼緣板→終擰梁腹板上的高強(qiáng)度螺栓至100%施工扭矩值。

　　5.1.3豎向上的焊接順序：

　�。�1）地下一柱一層梁的焊接順序：

　　上層框架梁→柱腳板部位的焊接→支撐→焊接檢驗(yàn)。

　�。�2）地上及以上一柱二層梁的焊接順序：

　　上層框架梁→壓型金屬板支托→下層框架梁→壓型金屬板支托→上柱與下柱焊接→焊接檢驗(yàn)（也可先焊柱—柱節(jié)點(diǎn)→上層框架梁→下層框架梁→焊接檢驗(yàn)）。

　�。�3）地上及以上一柱三層的焊接順序：

　　上層框架梁→壓型金屬板支托→下層框架梁→壓型金屬板支托→中層框架梁→壓型金屬板支托→上柱與下柱焊接→焊接檢驗(yàn)，（但也可先焊柱—柱節(jié)點(diǎn)→上層框架梁→下層框架梁→中層框架梁→焊接檢驗(yàn)）。

　　5.1.4柱—梁節(jié)點(diǎn)上對(duì)稱的兩根梁應(yīng)同時(shí)施焊，而一根梁的兩端不得同時(shí)施焊作業(yè)。

　　5.1.5柱—柱節(jié)點(diǎn)焊接時(shí)，箱形柱的對(duì)稱兩面應(yīng)由兩名焊工相對(duì)依次逆時(shí)針焊接。

　　5.1.6梁的焊接應(yīng)先焊下翼緣，后焊上翼緣，以減少角變形。

　　5.2安裝焊接工藝

　　5.2.1安裝焊接前的準(zhǔn)備工作

　　本工程使用的高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板在國內(nèi)應(yīng)用并不多，針對(duì)其中數(shù)量較多且具有代表性的接頭形式進(jìn)行了相應(yīng)焊接方法的工藝評(píng)定試驗(yàn)。試驗(yàn)鋼材包括Q345GJC-Z15（壁厚70mm）、Q345GJC-Z15（壁厚40mm）、Q345C（翼緣厚28mm），焊接位置為柱—柱橫焊、柱—梁平焊（包括桁架梁上下翼緣平焊）、T型角立焊。坡口形式及尺寸按設(shè)計(jì)要求。焊后外觀及超聲波檢查合格后取樣進(jìn)行了力學(xué)和物理試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果接頭的抗拉強(qiáng)度達(dá)到母材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，接頭彎曲180°無裂紋。采用的焊接材料和焊接設(shè)備技術(shù)條件應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，性能優(yōu)良。清渣、氣刨、焊條烘干保溫等裝置應(yīng)齊全有效。

　　5.2.2手工電弧焊及CO2氣保焊焊材和設(shè)備

　　（1）焊條應(yīng)在高溫烘干箱中150℃烘干2小時(shí)，且焊條烘干次數(shù)不得超過兩次。

　�。�2）焊絲包裝應(yīng)完好，如有破損而導(dǎo)致焊絲污染或彎折、紊亂時(shí)應(yīng)部分棄之。

　�。�3）CO2氣體純度應(yīng)不低于99.9%（體積比），含水量應(yīng)低于0.05%（重量比），瓶內(nèi)高壓低于1MPa時(shí)應(yīng)停止使用。

　　（4）焊機(jī)電壓應(yīng)正常，地線壓緊牢固，接觸可靠，電纜及焊鉗無破損，送絲機(jī)應(yīng)能均勻送絲，氣管應(yīng)無漏氣或堵塞。

　　5.3安裝焊接程序及一般規(guī)定

　　焊接的一般順序?yàn)椋汉盖埃ㄑb配）檢查→裝焊墊板和引弧板→除銹預(yù)熱→焊接→檢驗(yàn)（返修，不得超過二次），

　　5.3.1焊前檢查坡口角度、鈍邊、間隙及錯(cuò)邊量（小于規(guī)范要求），坡口內(nèi)和兩側(cè)的銹斑、油污、氧化鐵皮等應(yīng)清除干凈。

　　5.3.2裝焊墊板及引弧板，其表面清潔程度要求與坡口表面相同，墊板與母材應(yīng)貼緊，引弧板與母材焊接應(yīng)牢固。

　　5.3.3預(yù)熱。焊前用氣焊或特制烤槍對(duì)坡口及其兩側(cè)各100mm范圍內(nèi)的母材均勻加熱，并用表面測溫計(jì)測量溫度，防止溫度不符合要求或表面局部氧化，預(yù)熱溫度。