某體育場(chǎng)異形柱預(yù)埋型鋼施工技術(shù)

楊韶勇

1 工程概況

某體育場(chǎng)工程鋼結(jié)構(gòu)罩棚下“Y”字形鋼—混凝土結(jié)構(gòu)柱作為支座，柱內(nèi)為預(yù)埋型鋼。預(yù)埋型鋼為焊接H型鋼，材質(zhì)為Q345B鋼，鋼柱翼緣板上焊接栓釘作為承力構(gòu)件，全部在廠(chǎng)內(nèi)加工拼裝后運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)安裝就位。

2 施工方法

工藝流程:進(jìn)料→材料處理→號(hào)料→下料→H型鋼組對(duì)→H型鋼焊接→矯正→焊縫檢查→矯正→組裝焊接→焊縫檢查→切頭→拼接板組裝焊接→矯正→焊縫檢查→各段拼接(編號(hào))→打磨→栓釘焊接→構(gòu)件編號(hào)出廠(chǎng)。

2.1 鋼構(gòu)件半成品制作

1)放樣、號(hào)料。放樣所使用的鋼尺必須經(jīng)過(guò)計(jì)量部門(mén)的檢驗(yàn)校準(zhǔn)，合格后方可使用。

號(hào)料前必須了解原材料的材質(zhì)及規(guī)格，檢查原材料的質(zhì)量。不同規(guī)格、不同材質(zhì)的板件應(yīng)分別號(hào)料，并依據(jù)先大后小的原則依次號(hào)料，以提高原材料利用率。

2)下料切割。下料前嚴(yán)格按工藝詳圖對(duì)照原材料的品種、規(guī)格、牌號(hào)是否一致，必要時(shí)請(qǐng)專(zhuān)職檢驗(yàn)員鑒證，應(yīng)確認(rèn)所用材料規(guī)格、型號(hào)與設(shè)計(jì)圖紙要求相符時(shí)才可切割。

用于制作焊接H型鋼的翼緣板、腹板等板件的鋼板采用多頭自動(dòng)切割機(jī)、半自動(dòng)切割機(jī)下料，用于制作柱底板、加勁板等板件下料必須經(jīng)復(fù)核無(wú)誤后進(jìn)行下料切割。

所有對(duì)接焊接的鋼板必須按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行檢驗(yàn)。材料切割后，對(duì)切割面尺寸公差、切口截面進(jìn)行檢驗(yàn)并清除毛刺，修磨光潔。材料切割后的彎曲變形，必須進(jìn)行矯正。

板件加工質(zhì)量應(yīng)符合GB 50205-2001鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范的規(guī)定。經(jīng)全數(shù)檢查合格后，做合格標(biāo)識(shí)并編號(hào)。下料后的板件由專(zhuān)業(yè)放樣人員劃出中心線(xiàn)、定位線(xiàn)。

3)矯正。矯正工作貫穿鋼結(jié)構(gòu)制作的全過(guò)程，校正后的板件偏差不應(yīng)超過(guò)規(guī)范規(guī)定的允許偏差值。第1，3，4段采用機(jī)械矯正，第2段采用火焰矯正。采用火焰矯正時(shí)，加熱溫度應(yīng)控制在600℃～900℃以?xún)?nèi)，并保證加熱區(qū)域在空氣中自然冷卻，禁止用澆水等方法加速冷卻。

4)H型鋼組立。第一步組成T形，第二步組成H形，其工作原理是:a.翼緣板放入，由兩側(cè)輥道使之對(duì)中。b.腹板放入，由翻轉(zhuǎn)裝置使其立放，由輥道使之對(duì)中。c.由上下輥使翼板和腹板之間壓緊。d.用電焊機(jī)在兩側(cè)每隔一定間距點(diǎn)焊一定長(zhǎng)度，一定焊縫高度的間斷焊。

2.2 半成品構(gòu)件焊接與再矯正

1)焊接材料及使用。

選用與母材相匹配的焊接材料。

所有焊接材料進(jìn)場(chǎng)均應(yīng)附有質(zhì)量保證書(shū)及產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)。

所有焊接材料的保管和使用均應(yīng)符合有關(guān)焊接材料的保管和使用規(guī)定。

施焊前，焊條須經(jīng)350℃烘培1 h，并置于保溫桶中備用。

焊工施焊前必須帶保溫桶，焊接過(guò)程中必須蓋好保溫桶蓋，嚴(yán)禁焊條外露受潮。如發(fā)現(xiàn)焊條受潮，須立即烘干(焊條烘干時(shí)間不應(yīng)超過(guò)2 h)。

2)焊接工藝評(píng)定。

焊接工作正式開(kāi)始前，對(duì)工程中首次采用的鋼材、焊接材料、焊接方法、焊接接頭形式、焊后熱處理等必須進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)，對(duì)于原有的焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)報(bào)告與新作的焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)報(bào)告，其試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、內(nèi)容及其結(jié)果均應(yīng)在得到監(jiān)理工程師的認(rèn)可后才可進(jìn)行正式焊接工作。

焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)作為焊接工藝編制的依據(jù)。

焊接工藝評(píng)定應(yīng)按照J(rèn)GJ 81-2002建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程第五章和GB 50205-2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范第5.2.3條的規(guī)定進(jìn)行。

3)焊接方法。

預(yù)埋型鋼分為4段焊接，第1，3，4段采用自動(dòng)埋弧焊焊接，第2段采用手工電弧焊接，圓弧部分用機(jī)械壓彎成型。翼緣板拼接采用等強(qiáng)熔透對(duì)接焊縫，打坡口，分層焊接;腹板拼接時(shí)兩端預(yù)留應(yīng)力孔，以釋放焊接應(yīng)力，對(duì)接焊完后補(bǔ)齊。采用自動(dòng)埋弧焊機(jī)進(jìn)行焊接。焊接方法一般為向下橫焊和立焊，以保證焊縫質(zhì)量。

2.3 打磨、栓釘焊接

構(gòu)件除銹達(dá)到Sa2.5級(jí)后，進(jìn)行栓釘?shù)暮附印Ｋㄡ敽附硬捎秒娀『?，主要過(guò)程為:把栓釘放在焊槍的夾持裝置中，把相應(yīng)直徑的保護(hù)磁環(huán)置于鋼柱，把栓釘插入磁環(huán)內(nèi)與鋼柱接觸。按動(dòng)電源開(kāi)關(guān)，栓釘自動(dòng)提升，激發(fā)電弧。焊接電流增大，使栓釘端部和鋼柱部表面熔化。設(shè)定的電弧燃燒時(shí)間達(dá)到后，將栓釘自動(dòng)壓入鋼柱。切斷電流，熔化金屬凝固，并使焊槍保持不動(dòng)。冷卻后，栓釘端部表面形成均勻的環(huán)狀焊縫余高，敲碎并清除保護(hù)環(huán)。

2.4 編號(hào)

分段后的構(gòu)件編號(hào)規(guī)定如下:

構(gòu)件號(hào)后面須加上該構(gòu)件的分段號(hào)。構(gòu)件分段號(hào)可用A，B，C等字母表示。

2.5 構(gòu)件驗(yàn)收

構(gòu)件半成品出廠(chǎng)前必須進(jìn)行驗(yàn)收，做詳細(xì)的驗(yàn)收記錄。出廠(chǎng)的半成品構(gòu)件應(yīng)具有出廠(chǎng)合格證及原材檢驗(yàn)復(fù)試報(bào)告等有關(guān)技術(shù)文件，并在工廠(chǎng)內(nèi)進(jìn)行檢查是否符合設(shè)計(jì)尺寸和整體質(zhì)量情況等，待檢驗(yàn)合格后方可出廠(chǎng)。

2.6 構(gòu)件的裝卸及運(yùn)輸

1)吊運(yùn)大件必須有專(zhuān)人負(fù)責(zé)，使用合適的工具，嚴(yán)格遵守吊運(yùn)規(guī)則，以防止在吊運(yùn)過(guò)程中發(fā)生振動(dòng)、撞擊、變形、墜落或其他損壞。2)裝車(chē)時(shí)，必須有專(zhuān)人監(jiān)管，清點(diǎn)上車(chē)的箱號(hào)及打包件號(hào)，車(chē)上堆放牢固穩(wěn)妥，并增加必要的捆扎，防止構(gòu)件松動(dòng)遺失。為防止運(yùn)輸過(guò)程中構(gòu)件變形，裝車(chē)時(shí)需保證側(cè)放裝車(chē)，使一端與墊木接觸。3)在運(yùn)輸過(guò)程中，保持平穩(wěn)，超長(zhǎng)、超寬、超高物件運(yùn)輸，必須由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的駕駛員，押運(yùn)人員負(fù)責(zé)，并在車(chē)輛上設(shè)置標(biāo)記。4)嚴(yán)禁野蠻裝卸，裝卸人員裝卸前，要熟悉構(gòu)件的重量、外形尺寸，并檢查吊具、索具的情況，防止意外。5)構(gòu)件到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，及時(shí)組織卸貨，分區(qū)堆放好。6)現(xiàn)場(chǎng)采用機(jī)動(dòng)車(chē)輛運(yùn)送構(gòu)件時(shí)，要注意周?chē)匦巍⒖罩星闆r，防止傾覆及構(gòu)件碰撞。7)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后將各構(gòu)件按安裝位置擺放就位，準(zhǔn)備吊裝。

2.7 鋼構(gòu)件吊裝及構(gòu)件安裝

1)吊裝準(zhǔn)備工作。復(fù)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)，并以此為依據(jù)，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)線(xiàn)和軸線(xiàn)的放線(xiàn)和測(cè)量。應(yīng)先檢查復(fù)核軸線(xiàn)位置、高低偏差、垂直度、標(biāo)高，然后在相應(yīng)位置彈出鋼柱十字定位中心線(xiàn)，并引測(cè)標(biāo)高。

構(gòu)件吊裝前按照構(gòu)件明細(xì)表核對(duì)進(jìn)場(chǎng)構(gòu)件，查驗(yàn)質(zhì)量證明單和設(shè)計(jì)更改文件，檢查驗(yàn)收構(gòu)件在運(yùn)輸過(guò)程中造成的變形情況，并記錄在案，如發(fā)現(xiàn)超出規(guī)范允許的變形及時(shí)進(jìn)行矯正。

2)錨栓埋設(shè)。鋼筋綁扎完畢后立即派專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)柱腳錨栓預(yù)埋指導(dǎo)工作。預(yù)埋時(shí)必須嚴(yán)格控制預(yù)埋件的位置、水平和標(biāo)高等。

柱混凝土澆筑完畢，在混凝土初凝前，復(fù)查鉆孔鋼模的位置標(biāo)高以及錨栓的垂直度等，發(fā)現(xiàn)超出規(guī)范允許的偏差時(shí)及時(shí)進(jìn)行矯正。

3)鋼架柱吊裝。吊裝前，先將基頂清理干凈。測(cè)定基頂標(biāo)高，安裝柱底調(diào)節(jié)螺母，必要時(shí)設(shè)置柱底墊鐵。50 t汽車(chē)起重機(jī)按設(shè)計(jì)停機(jī)點(diǎn)位置就位，做好起吊準(zhǔn)備工作。安裝吊索、柱頭沿四個(gè)方向的纜風(fēng)繩、柱腳棕繩拉索、吊鉤掛鉤，檢查吊索，U形卡環(huán)的緊固情況，確認(rèn)安全無(wú)誤后，起重機(jī)正式緩緩起吊。隨著鋼柱柱頭的上升，安排工人拉緊柱腳的棕繩拉索，確保鋼架柱緩緩直立，直至鋼柱完全吊離地面。起重機(jī)慢慢旋轉(zhuǎn)吊臂，將鋼架柱移至4.5 m高混凝土柱上方停止旋轉(zhuǎn)。操作人員在鋼架柱吊至柱基上方后，各自站好位置穩(wěn)住柱腳，起重機(jī)緩慢落鉤，將鋼架柱落至錨栓的調(diào)節(jié)螺母上。

在鋼架柱即將降至基頂時(shí)停止落鉤，用撬棍撬動(dòng)鋼柱，使其兩側(cè)的中心線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)基頂中心線(xiàn)，然后緩慢將柱子落下。利用撬棍、油壓千斤頂?shù)裙ぞ撸浜掀鹬貦C(jī)對(duì)鋼架柱的垂直度、平面位置進(jìn)行調(diào)整，待鋼架柱就位后垂直度偏差控制在20 mm以?xún)?nèi)時(shí)，在柱腳用鋼板、鋼楔等進(jìn)行臨時(shí)固定。柱頭的四根纜風(fēng)繩沿45°方向加以固定，防止柱身擺動(dòng)。鋼架柱臨時(shí)固定后，吊車(chē)方可脫鉤。

就位后將鋼架柱臨時(shí)固定，對(duì)鋼柱位置、標(biāo)高等進(jìn)行矯正，應(yīng)保證其水平位置偏差、垂直度及標(biāo)高等控制參數(shù)必須滿(mǎn)足施工規(guī)范的要求。鋼架柱垂直度矯正通過(guò)經(jīng)緯儀觀(guān)測(cè)的方法加以控制。鋼架柱安裝后經(jīng)過(guò)驗(yàn)收滿(mǎn)足規(guī)范附錄E規(guī)定的安裝允許偏差要求后，在柱基預(yù)留50 cm處進(jìn)行二次澆灌細(xì)石混凝土。然后按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鋼筋、模板、混凝土施工。

3 防治質(zhì)量通病措施

建立健全質(zhì)量預(yù)控體系，施工過(guò)程堅(jiān)決杜絕質(zhì)量通病，確保工程的使用功能和觀(guān)感效果。施工前，結(jié)合本工程特點(diǎn)，并針對(duì)本項(xiàng)目的關(guān)鍵部位、薄弱環(huán)節(jié)重點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)量預(yù)控和重點(diǎn)實(shí)施。

1)焊接變形:可在施焊前進(jìn)行裝配時(shí)，將工件向與焊接變形相反的方向預(yù)留偏差，采用合理的焊接順序，不同的工件采用不同的焊接順序。2)構(gòu)件安裝偏差:在地面拼裝時(shí)必須墊平，以防下?lián)?，可采取加固措施，以增?qiáng)其剛度;嚴(yán)格檢查構(gòu)件幾何尺寸，安裝前檢查節(jié)間間距尺寸，如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，在地面處理后再吊裝。3)螺絲扣損傷:使用前螺栓應(yīng)進(jìn)行挑選，清洗除銹后作好預(yù)配;嚴(yán)禁強(qiáng)行打入螺孔;預(yù)先選配好的螺栓組件應(yīng)按套存放，使用時(shí)不得互換。

4 成品保護(hù)工作

1)鋼構(gòu)件嚴(yán)禁平放高疊，成品應(yīng)立放，并用支撐固定，構(gòu)件不得發(fā)生彎曲變形。2)鋼構(gòu)件在吊運(yùn)過(guò)程中嚴(yán)禁碰撞。3)不得在焊縫外母材上隨意引弧，焊接完后應(yīng)用氣割將引弧板切掉并整修磨光，不得用錘擊落。4)鋼構(gòu)件及其附件、焊條等不得受潮。

[1]陸惠明，金 玉.體育館工程主體鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用[J].山西建筑，2010，36(4):141-142.