鋼結(jié)構(gòu)加工制作的質(zhì)量控制

李喜軍

(同煤集團(tuán)烯烴項(xiàng)目籌備處，山西大同 037003)

隨著我國鋼產(chǎn)量的不斷提高，經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對綠色環(huán)保型建筑的不斷要求，鋼材應(yīng)用于建筑主體結(jié)構(gòu)成為歷史發(fā)展的必然趨勢。我國正在加速發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，發(fā)展以標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，以專業(yè)化、社會化生產(chǎn)和商品化供應(yīng)為基本方向的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化體制。國家建設(shè)部和中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會正在組織研制和開發(fā)鋼結(jié)構(gòu)的建筑體系的結(jié)構(gòu)選型，新型圍護(hù)結(jié)構(gòu)與隔斷體系以及鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及配件，結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)與施工技術(shù)，編制相應(yīng)的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范和規(guī)程。可以預(yù)見，不遠(yuǎn)的將來鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展和應(yīng)用會有新的飛躍。

目前經(jīng)國內(nèi)廣泛研究、實(shí)驗(yàn)分析，鋼結(jié)構(gòu)具有獨(dú)特的優(yōu)勢，與其他通用體系相比，其主要特點(diǎn)是:1)鋼結(jié)構(gòu)自重輕，可減輕建筑物的重量約30%，可降低地基基礎(chǔ)的造價，同時方便運(yùn)輸、吊裝。2)建筑鋼材強(qiáng)度高、塑性韌性好，適用于建筑跨度大、高度高、承載重的結(jié)構(gòu)，有利于建設(shè)高層，特別是在地質(zhì)承載力低的地方和地震烈度較高的地方，其綜合經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)于一般建筑體系。3)鋼結(jié)構(gòu)密閉性好，布置靈活，開間大，使房型豐富，約可提高建筑面積3%～5%。具有充分的靈活性、可改性和安全性，有利于滿足現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)需要，適應(yīng)現(xiàn)代的市場需求。4)可以工廠化生產(chǎn)，更易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化、定型化、批量化生產(chǎn)，提高勞動生產(chǎn)率。5)施工周期大大縮短。據(jù)研究，鋼結(jié)構(gòu)建筑施工周期比混凝土建筑施工周期可縮短一半，減少了工作量，且其節(jié)能指標(biāo)可達(dá)50%，屬環(huán)保型綠色建筑體系。本文以同煤集團(tuán)洗煤廠鋼結(jié)構(gòu)主廠房工程為例，介紹了鋼結(jié)構(gòu)安裝制作中值得注意的幾個問題及其相應(yīng)對策，而鋼結(jié)構(gòu)主廠房主要是由H型鋼柱、屋面梁、斜支撐、C型鋼等構(gòu)成。這些加工件在車間制作中都存在焊接變形，如果焊接變形不予以矯正，就影響結(jié)構(gòu)安裝，不能保證工程的安全、質(zhì)量。

1 加工制作

焊條應(yīng)與焊接鋼材相適應(yīng)，一般為Q235鋼材采用E43型焊條(E4300-E4328);Q345鋼材采用E50型焊條(E5000-E5048);Q390鋼材和Q420鋼材采用E55型焊條(E5500-E5528);不同鋼種的鋼材焊接時，宜采用低組配方案，宜采用低強(qiáng)度鋼材相適應(yīng)的焊條。鋼結(jié)構(gòu)制作過程中，先進(jìn)的設(shè)備是保證質(zhì)量的前提，所以采用埋弧焊工藝，由于電弧熱量集中，熔深大，適用于厚板的焊接，采用自動或半自動操作，焊接時工藝條件穩(wěn)定，焊接化學(xué)成分均勻，故形成的焊縫質(zhì)量好，焊件變形小;同時，高的焊速也減小了熱影響區(qū)的范圍。質(zhì)量檢驗(yàn)控制:焊接缺陷，常見的有裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合和未焊透，焊縫缺陷的存在將削弱焊縫的受力面積，在缺陷處引起應(yīng)力集中，所以對連接的強(qiáng)度、沖擊韌性及冷彎性能等產(chǎn)生不利的影響，因此焊縫的質(zhì)量檢驗(yàn)極為重要。質(zhì)量的檢驗(yàn)一般分為外觀檢查及內(nèi)部無損探傷，實(shí)際制作中，按照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》的要求，在工件施焊時，檢查焊接材料使用是否正確、焊前準(zhǔn)備是否到位、焊接工藝條件是否滿足、工人是否持證有效、焊接規(guī)范是否合適等;對接焊縫:對一、二類焊縫表面質(zhì)量一般100%進(jìn)行檢查簽證;全焊透角焊縫和貼角焊縫進(jìn)行抽檢;對主要部位進(jìn)行3%的超聲波探傷檢驗(yàn)，來保證焊接質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)在焊接過程中，由于不均勻的加熱和冷卻，在焊接區(qū)的縱向和橫向收縮時，勢必導(dǎo)致構(gòu)件產(chǎn)生局部鼓曲、彎曲、歪曲、扭轉(zhuǎn)等現(xiàn)象。通常一個構(gòu)件會發(fā)生好幾種變形，在實(shí)際加工制作中必須嚴(yán)格控制，以免影響構(gòu)件在正常使用條件下的承載能力。在實(shí)際制作中采用機(jī)械液壓固定焊接和火焰矯正工藝，對構(gòu)件的變形進(jìn)行矯正。

1.1 工藝上的措施

1)采用合理的施焊次序;2)采用反變形;3)對于小尺寸焊件，焊前預(yù)熱，或焊后回火加熱至600℃左右，然后緩慢冷卻，可以消除焊接應(yīng)力和焊接變形。

1.2 矯正質(zhì)量控制

1)整體施焊構(gòu)件，利用機(jī)械液壓胎具進(jìn)行定位，檢查外觀尺寸符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求后，方可進(jìn)行焊接，以保證成品構(gòu)件滿足質(zhì)量要求。2)對于構(gòu)件局部變形，采用火焰矯正。在局部加熱中，嚴(yán)格控制火焰溫度，否則引起母材金屬變脆，影響沖擊韌性，不應(yīng)在同一位置反復(fù)加熱，加熱過程中不要進(jìn)行澆水。這兩點(diǎn)是火焰矯正的一般原則。

2 安裝

進(jìn)入施工安裝現(xiàn)場后的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，在運(yùn)輸和吊裝中，還會發(fā)生構(gòu)件變形的問題，造成構(gòu)件的連接接觸面無法滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求(設(shè)計(jì)要求兩構(gòu)件頂緊的節(jié)點(diǎn)接觸面的面積不得小于70%)，很多鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件還存在露天堆放的問題，由于天氣的原因，環(huán)境的影響，使鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件受潮，對有工藝要求的連接接觸面，在構(gòu)件噴砂除銹后，又產(chǎn)生浮銹或銹斑，影響構(gòu)件接觸面抗滑移系數(shù)，雖然施工現(xiàn)場進(jìn)行了除銹處理，但很難保證符合設(shè)計(jì)要求。

鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接副的安裝，要嚴(yán)格控制高強(qiáng)度螺栓質(zhì)量和規(guī)格必須是同一批次，不得混合亂用，施工順序分為初擰、終擰兩部分，利用扭矩扳手或?qū)Ｓ玫亩ㄅる妱影馐诌M(jìn)行操作，對于高強(qiáng)度大六角螺栓連接副終擰完成1 h后，48 h內(nèi)進(jìn)行終擰扭矩檢查。由于施工安裝環(huán)境的局限性，存在質(zhì)量檢查不到位的情況。

質(zhì)量的控制:1)對進(jìn)入施工安裝現(xiàn)場的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行分類堆放，做好成品保護(hù)措施，對構(gòu)件連接的接觸面用塑料布進(jìn)行包裹防止接觸面受潮生銹。2)提高施工作業(yè)人員的專業(yè)素質(zhì)，加強(qiáng)技術(shù)交底工作，落實(shí)到每個操作人員中，并簽字記錄。3)鋼結(jié)構(gòu)工程在實(shí)際安裝過程中采用扭剪型高強(qiáng)度螺栓連接副進(jìn)行連接，更便于現(xiàn)場的檢查及質(zhì)量的控制，有利于保證工程的質(zhì)量。

3 結(jié)語

隨著我國建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)的使用也越來越廣泛?？梢灶A(yù)言，21世紀(jì)將是鋼結(jié)構(gòu)快速發(fā)展時期，長期以來，由混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)一統(tǒng)天下的格局將被打破，從事鋼結(jié)構(gòu)制造、施工的企業(yè)前景一定寬闊，鋼結(jié)構(gòu)工程未來發(fā)展道路一定是可觀的、廣闊的。

［1］ 戴國欣.鋼結(jié)構(gòu)［M］.武漢:武漢理工大學(xué)出版社，2007.

［2］ GB 50300-2001，建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［3］ 侯美林.鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量通病及預(yù)防措施［J］.山西建筑，2012，38(8):235-236.