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探讨钢结构安装焊接施工技术

摘要:随着经济社会的蓬勃发展,建筑技术不断进步,钢结构以其独特的优越性被广泛应用于建筑工程。然而钢结构是一项较复杂的技术,一旦在施工过程中出现质量缺陷将会给整个工程带来安全隐患。因此有必要对钢结构安装焊接施工技术和质量管理进行探究,本文先介绍钢结构的安装焊接施工技术,再介绍如果做好钢结构安装焊接的质量管理,以供参考。 

关键词:钢结构;安装;焊接;施工技术; 
  由于钢结构在施工时周期短,且承载力高以及抗震性能好,已经在各个领域中得到广泛使用,建筑钢结构技术也已被列为建筑业推广的最佳新技术之一。钢结构的质量一旦有缺陷将会对整个建筑工程起到致命的影响,所以必须强调钢结构工程焊接安装的质量控制。 
  1.钢结构安装焊接施工技术要点 
  1.1钢结构地脚螺栓的安装 
  为保证地脚螺栓埋设的精度(不超过5mm),需要在地脚螺栓的加工和埋设中进行严格的控制。 
  保证地脚螺栓埋设精度的前提是地脚螺栓加工精度符合要求。加工时,其精度应控制在直线2mm,轴线3mm以内。为了对地脚螺栓进行精确定位,按地脚螺栓尺寸加工两套定型模板,加工前先用两套定型模板先将地脚螺栓拼装在一起,再用角钢将螺栓相互固定,使同一组螺栓成为一个整体。同时,地脚螺栓预埋时,用斜向刚性支架将螺栓固定在桩上,防止了螺栓的整体偏移。 
  预先在桩承台上根据地脚螺栓的底部标高焊接两道水平角钢,焊接时,将加工完的地脚螺栓放至水平角钢上,严格控制其标高和轴线位置后用角钢将地脚螺栓与桩固定在一起。 
  先用全站仪将库房的四角龙门桩打出,根据四角桩将每个轴线放出,地脚螺栓固定时,用两台经纬仪按两道轴线交叉控制,同时用水准仪随时控制其标高。在承台砼浇注之前和之后对地脚螺栓进行复测。 
  1.2钢构件安装 
  钢构构件安装工艺流程如下:清理现场、定位测量→钢立柱安装→柱间支撑安装→吊车梁安装→校正、检验→屋面梁拼装。 
  安装过程中按照尽早形成稳定的刚性单元原则,针对本工程实际,从边轴开始安装立柱,吊车梁,形成稳定的刚性单元,再依次转向其他轴。安装完钢立柱、吊车梁后进行钢屋架梁安装,过程中随时进行校正。 
  1.3钢立柱安装 
  立柱安装前,用经纬仪和水平仪对立柱基础、标高和地脚螺栓尺寸进行复查确认,确保各点符合平面轴线度、坐标标高、平整度等方面的要求。每个基础找出毛面,并清扫干净,确保细石砼灌注的有效咬合。在每个独立基础弹出纵横轴线,同时在柱底座承面上也刻出纵横轴线,确保安装时柱底座轴线与基础纵横轴线重合。在柱的腹面弹出中轴线,以便在安装时控制、调整立柱的垂直度。从牛腿顶往下返出1m标高线,以便测量、控制牛腿的标高,确认以上工作完成后开始进行立柱的安装。 
  立柱的吊升采用旋转法进行。吊机边升钩、边旋转,使柱身绕柱脚而旋转,当立柱由水平转为直立后,将立柱吊离地面,然后转至基础上方,将立柱落在基础顶面对正。当柱脚离基础顶面约30~50mm时,进行对位。对位后立柱落到基础顶面,同时将临时固定架支撑在立柱上,使立柱临时固定。对于单根不稳定结构的立柱,加风缆临时予以保护。设计有柱间支撑处,安装柱间支撑,以增强结构稳定性。 
  1.4吊车梁安装 
  吊车梁安装前对构件进行检查,清除吊车梁表面的油污、灰尘等杂物。吊车梁吊装采用单片吊装,在起吊前按要求配好调整板、螺栓,并在两端拉揽风绳。吊装就位后及时与牛腿螺栓连接,并将梁上缘与柱之间连接板连接,用水平仪和带线调整,符合规范后将螺丝拧紧。 
  1.5钢梁安装 
  钢屋架梁拼装的控制重点是拼装后屋面梁的直线度和屋面坡度,直线度定位系统采用定位块,屋面梁坡度由调整垫块进行控制。为了安全,拼装时加用临时支撑,保证构件的稳定性。连接用高强度螺栓使用前检查合格证并按出厂批号复验扭矩系数。高强度螺栓应自由穿入孔内,穿入方向一致。在终拧1h以后,24h以内,检查螺栓扭矩,应在理论检查扭矩±10%以内。 
  2. 钢结构安装焊接的质量控制 
  2.1焊接变形的控制 
  (1)尽量减少焊缝的截面积,施焊量以满足连接需要即可。对于凸出很高的焊缝,多出的焊缝金属,按规范作用并不能提高其许可强度,反而增大了应力集中系数,消弱了坡口的综合性能。对厚板,对接焊缝,可采用U型刨边形成U型坡口,可进一步减少焊缝金属量。 
  (2)焊缝应尽可能对称,布置要靠近中和轴施焊,减少变形。 
  (3)环绕中和轴的焊缝要平衡,应用对称施焊的原则,即一个收缩力对另一个收缩力相互平衡的办法,也同样可以在设计和焊接工序中,有效的控制变形。 
  (4)采用逆向回焊法施焊。当焊接总进程从左到右时,则每一焊的施焊却应从右到左,也就是分段侧焊法。因为每道施焊后,沿焊缝板内侧的热量将导致该处膨胀,而使两块板暂时向外分开;但当热量在板内侧向外扩散后沿板外缘的膨胀又会使板合拢。 
  (5)将收缩力引至有用的方法,施焊前采用焊件有意偏置的办法有可能较好地利用收缩力,如某些组合在焊接前先装偏一些,使其预偏量恰好可使收缩后的半间回到所需求对准位置上来。将焊接前的部件进行弯曲或预拱,就是用机械方法产生反向力来抵消收缩力的简单例子。 
  2.2钢结构焊接裂纹的控制 
  2.2.1热裂纹 
  热裂纹是指高温下所产生的裂纹,通常产生在焊缝内部,有时也可能出现在热影响区。其产生原因是由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象,低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层形式存在从而形成偏析,凝固以后强度也较低,当焊接应力足够大时,就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂纹。 
  解决措施:限制母材及焊接材料(包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体)中易偏析元素和有害杂质的含量,一般用于焊接的钢材中硫的含量不应大于0.045%,磷的含量不应大于0.055%;另外钢材含碳量越离,焊接性能越差,一般焊缝中碳的含量控制在0.10%以下时,热裂纹敏感性可大大降低;调整焊缝金属的化学成分,改善焊缝组织,细化焊缝品粒,以提高其塑性,减少或分散偏析程度,控制低熔点共品的有害影响;采用碱性焊条或焊剂,以降低焊缝中的杂质含摄,改善结晶时的偏析程度;适当提高焊缝的形状系数,采用多层多道焊接方法,避免中心线偏析,可防止中心线裂纹。 
  2.2.2冷裂纹 
  冷裂纹指焊缝在冷却过程中温度降到马氏体转变温度范围内(300-200℃以下)产生的,可以在焊接后立即出现,也可以在焊接以后的较长时间才发生,故也称为延迟裂纹。 
  解决措施:选择合理的焊接规范和线能,改善焊缝及热影响区组织状态,如焊前预热、控制层问温度、焊后缓冷或后热等以加快氢分子逸出;采用碱性焊条或焊剂,以降低焊缝中的扩散氧含量;焊条和焊剂在使用前应严格按照规定的要求进行烘干,认真清理坡口和焊丝,去除油污、水分和锈斑等脏物,以减少氢的来源;焊后及时进行热处理。 
  3.结语 
  钢结构工程焊接安装的专业性很强、过程较多、范围较广、对施工要求极高。为此在施工过程中要严格控制钢结构工程焊接安装的几个重要环节的质量、效率和安全性。钢结构的连接和稳定性在整个钢结构中占有着决定性的地位,必须要采取合理的施工工艺消除钢结构的各种制造、安装缺陷,以保证整个钢结构的承受力以及稳定性。 
  参考文献: 
  [1]苟继新,钢结构安装工程质量控制与管理[J],新疆钢铁,2002. 
  [2]魏良,钢结构厂房建设中施工与质量控制问题探讨[J],福建建材,2010(03).

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