高層鋼結構施工工藝及焊接技術的應用

黃瑞婕 喬琳

【摘要】隨著高產(chǎn)能鋼結構施工需求的進步，研究其施工工藝及焊接技術的應用凸顯出重要意義。本文首先介紹了高層鋼結構施工的難點，分析了施工中存在的問題及預防措施。在探討其施工質(zhì)量控制的基礎上，研究了焊接變形的控制方法。

【關鍵詞】高層鋼結構；施工工藝；焊接技術；應用

一、前言

作為一種常見的施工方法，高層鋼結構施工在近期得到了極大的推廣，研究其施工工藝及焊接技術的應用，能夠更好地提升其實際水平，從而優(yōu)化鋼結構的實際施工效果。本文從介紹高層鋼結構施工的難點著手本課題的研究。

二、高層鋼結構施工的難點

1.選擇塔吊

為了使施工速度得到加快并降低勞動消耗，必須合理對垂直運輸設備進行選擇。選擇塔吊與整個塔吊的運行安全產(chǎn)生直接聯(lián)系，不僅與鋼結構安裝使用的進行考慮，而且還應對相關單位的吊裝任務進行分析，從而實現(xiàn)施工任務的共同完成。若在選擇塔吊時有不合理存在，會對工程的正常施工造成影響，從而導致安全隱患產(chǎn)生。

2.布置施工現(xiàn)場平面

科學合理地布置施工現(xiàn)場平面，確保存在足夠的使用面積對物料和眾多數(shù)量的構件進行堆放。該工程現(xiàn)場位置狹小，因此應選擇市郊的一塊中轉場地。堆場運用架空鋼平臺。布置堆場時，應盡可能與塔吊靠近，使塔吊起重性能得到充分發(fā)揮。當天需使用的鋼結構構件應提前放置在現(xiàn)場的堆放場內(nèi)，當有不合格變形產(chǎn)生，則應及時進行處理，避免對安裝進度造成影響。

3.安裝大型構件

大型構件相對較重，應分批將鋼柱運至現(xiàn)場實施對接，與工程現(xiàn)場條件、結構特點及運輸設備相結合，控制上部燈籠架的大箱梁構件程度，使其達到40m，且有31t重即可。所以應運用分段加工的方法，分段運輸至現(xiàn)場后實施拼裝，然后開展整體吊裝工作。

4.控制結構測量

高層建筑的施工必須與測量技術相結合，使鋼結構的精度得到有效控制。某工程中，結構構成主要包括內(nèi)框筒和外框筒兩部分，因此控制外框筒四根角柱的精度顯得極為重要。為了使其穩(wěn)定性得到保障，應運用多次校正和調(diào)整的方法對鋼結構進行處理，該工程對穩(wěn)定性的控制是通過提前預計偏移趨勢實施跟蹤測量校正。

5.焊接后鋼板

高層鋼結構厚板焊接質(zhì)量對建筑結構安全產(chǎn)生影響。在焊接施工中，應對焊接順序和速度實施及時調(diào)整，操作者的水平和執(zhí)行焊接工藝的能力都與后鋼板的焊接質(zhì)量產(chǎn)生直接聯(lián)系，選用具有高層鋼結構施工經(jīng)驗的焊工完成施焊工作。所以，對于該工程而言，應運用二氧化碳氣體半自動保護焊，具有良好的工藝性能和較高的施工效率。

三、高層鋼結構施工中存在的問題及預防措施

1.鋼結構安裝存在的問題：單位無安裝工藝，安裝構件無順序，如鋼結構構件已全部安裝到頂，但主鋼柱仍沒有進行焊接固定，而邊上的輔助小鋼柱已全部焊完了；螺栓裝配面不符合要求，影響螺栓安裝和緊固；螺栓絲扣損傷，螺桿不能自由旋入螺母；現(xiàn)場焊縫不到位，如剛性連接襯墊焊間隙太小，無法焊透，結果墊板手一拉就掉，襯墊板規(guī)格不符合要求，甚至用鋼筋代替，焊縫的成形不好，高低不平，寬窄不一，飛濺焊瘤未清除，咬肉氣孔較多，弧頭弧尾不加引熄弧板，出現(xiàn)凹陷等。

2.安裝階段的預防措施：安裝構件時應嚴格按安裝工藝順序進行，當天應形成穩(wěn)固的框架單元，當不能形成時，應加纜風繩固定，防止出現(xiàn)倒坍事故。鋼構件柱、梁安裝完畢后，應盡快調(diào)整鋼柱垂直度和高差墊片，然后封閉柱腳，并及時二次灌漿密實。高強螺栓表面浮銹、油污，以及螺栓孔壁毛病，應逐個清理干凈。使用前必須經(jīng)防銹處理，試拼裝用的螺栓，不得在正式拼裝時使用。螺栓應專人保管和發(fā)放。處理裝配面應考慮到施工安裝順序，防止重復進行。并盡量在吊裝之前處理。使用前螺栓應進行挑選，清洗除銹后作好預配。絲扣損傷的螺栓，不能做臨時螺栓使用，嚴禁強行打入螺孔。預先選配的螺栓，組件應按套存放，使用時不得互換。加強安裝現(xiàn)場焊接質(zhì)量控制，盡可能選擇具有較高水平的焊工焊接，提高焊接質(zhì)量。

四、高層建筑中鋼結構施工質(zhì)量控制

1.測量放線控制

定位軸線準確性對于高層建筑鋼結構體系非常重要，尤其是基礎軸線位置的準確程度，細微的偏差都有可能對鋼構件的安裝質(zhì)量造成不良后果，因此要盡量減少鋼構件的摩擦與碰撞，提高測量放線過程中的精細程度，對放線整個過程要隨時監(jiān)測。

2.焊接過程控制

高層建筑鋼結構各構件之間是靠焊接進行連接，因此焊接施工的質(zhì)量和技術會對鋼結構的使用壽命與構件強度造成直接影響。要做好焊接施工，第一步是要選擇自覺性好、責任心強、工作素質(zhì)好、技術水平佳的焊接施工團隊。第二步要優(yōu)化焊接環(huán)境，因為環(huán)境溫度過低、過高，或是焊接表面油污、潮濕，這均會使得焊接出現(xiàn)裂紋等不良質(zhì)量問題，同時，焊接過程里也要依據(jù)規(guī)范標準進行加熱工作與后熱工作。

3.安裝過程控制

鋼構件的安裝過程是高層建筑鋼結構體系中的核心階段，涵蓋了鋼構件的檢驗、油漆、固定、調(diào)整、吊裝、組裝等一系列施工過程。首先，安裝鋼結構前，需要嚴格檢查鋼構件的設計文件以及產(chǎn)品合格證書等，同時準確記錄相關構件的實際尺寸。如果構件殘缺或變形程度超出了允許范圍，那么需要針對性處理，并編制科學矯正方案和測量技術交底。其次，鋼構件在全部吊裝完后，即要復測鋼構件的軸線控制點，這是在焊接施工之前對吊裝對接部位準確性的查驗，同時要確保臨時支架的穩(wěn)定性，以保障施工過程的安全。

五、鋼結構焊接變形的控制方法分析

1.設計上的鋼結構焊接變形控制分析

鋼結構由于本身固有的屬性，有著成材后不易修復的特點。如果鋼材料在設計過程中就存在不足和缺陷，那么焊接變形便會不可避免。而這時的誤差只能依靠人工修復，如果設計存在嚴重缺陷，那么鋼材料只能回爐從造了。設計上的缺失會導致鋼材料在焊接變形中的不可控制，而合理科學的設計則會大大降低焊接的難度，將焊接過程中的變形減少到最低。

2.施工過程中的焊接變形控制分析

在鋼材料的施工和焊接過程中，焊縫的不同形式和節(jié)點的不同構造是鋼材料焊接施工的依據(jù)。對于焊縫要以對稱焊接的方法進行施工。而不對稱焊縫則需先對焊縫較少的一側優(yōu)先焊接，然后再進行另一側的施工。在焊接后所產(chǎn)生的變形角度，可以通過焊接前的反變形方法對其進行合理的控制。而遇到T形接頭板厚度相對較大時，通常情況下我們采用開坡口角進行焊縫對接。

3.熱處理措施

在鋼材料的焊接過程，熱處理過程十分重要。當鋼材料直接作用在高溫下時，采取合理的熱處理措施既能消除變形和應力，又能防止產(chǎn)生變形時的裂紋。而普遍采用的方法是在焊接時采用預熱以及厚板下料的方法。對鋼材料焊接預熱時會有效降低熱影響區(qū)和焊接金屬的常規(guī)冷卻速度，抑制淬硬組織馬氏體的形成，從而減少了焊縫產(chǎn)生的較大應力，也避免了氣割邊緣。熱處理的措施是控制鋼結構焊接變形的重要方法之一，國內(nèi)雖然早有應用，但由于專業(yè)和細節(jié)的不過關與不到位，總體上講，收效不大，故而培訓合格的專業(yè)技術人員，做好優(yōu)質(zhì)的質(zhì)檢工作便十分緊迫了。

六、結束語

通過對高層鋼結構施工工藝及焊接技術應用的相關研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，該項工作的注意要點牽涉到諸多因素，有關人員應該從高層鋼結構施工的客觀環(huán)境出發(fā)，利用多項技術優(yōu)勢因素，研究制定最為切實可行的施工及焊接實施方案。

參考文獻：

[1] 王紅兵，黃正東.鋼結構焊接變形的成因及矯正方法[J].建筑.2010（08）：52-54.

[2] 陳柏新，朱德根.有關建筑鋼結構焊接工藝評定和裂紋的探討[J].中國建筑金屬結構.2010（07）：48-51.

[3] 孫少忠.建筑鋼結構焊接技術的發(fā)展現(xiàn)狀研究[J].焊接.2012（05）：1-7.