馬德志
(中冶建筑研究總院有限公司,北京 100088)
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50661《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》的編制
馬德志
(中冶建筑研究總院有限公司,北京 100088)
介紹了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》(GB 50661)的編制工作以及標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容和特點(diǎn),并與現(xiàn)行的《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》(JGJ81-2002)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了對(duì)比。
鋼結(jié)構(gòu);焊接;標(biāo)準(zhǔn);編制
現(xiàn)行的《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》(JGJ81-2002)自頒布執(zhí)行五年以來(lái),與《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2000)、《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50205-2001)、《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ99-98)、《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》(JGJ17-91)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)一起,為我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)的制作和安裝施工起到了指導(dǎo)作用,對(duì)規(guī)范焊接工藝技術(shù),保證鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量和使用安全發(fā)揮了重要作用。該規(guī)程不僅在建筑鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,在其他鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域如各種設(shè)備鋼構(gòu)架、工業(yè)爐窯罐殼體、照明塔架、通廊、工業(yè)管道支架、廠區(qū)或城市過(guò)街橋等也都得到應(yīng)用或借鑒。
但是現(xiàn)行的有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)焊接標(biāo)準(zhǔn)都是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),還沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。由于我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化工作是部門分管,條塊分割的管理體制,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之間協(xié)調(diào)不夠,統(tǒng)一性差,特別是涉及跨行業(yè)、跨部門應(yīng)用的共性技術(shù),給標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用帶來(lái)了諸多不方便,制約了行業(yè)之間的相互交流,給使用造成不應(yīng)該的混亂。又如標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容陳舊、滯后,新內(nèi)容新技術(shù)急待補(bǔ)充修訂等,都迫切需要制定統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》。如美國(guó)的《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》(AWSD1.1),該規(guī)范是美國(guó)鋼結(jié)構(gòu)焊接的主導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn),引導(dǎo)了超過(guò)130個(gè)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)則、實(shí)踐介紹、指南或設(shè)計(jì)說(shuō)明書等,由美國(guó)焊接協(xié)會(huì)(AWS)D1結(jié)構(gòu)焊接委員會(huì)編制。日本、歐洲的鋼結(jié)構(gòu)焊接相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也都統(tǒng)一在相同標(biāo)準(zhǔn)體系之中,適用于各行業(yè)(有特殊要求的如壓力容器和壓力管道除外),在應(yīng)用中可操作性強(qiáng),國(guó)際交往交流更方便。
隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的加快,國(guó)際交往和標(biāo)準(zhǔn)的互認(rèn)活動(dòng)日益增多,標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性將有利于我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)際交往中地位的提高和加強(qiáng)。制定一本統(tǒng)一的、具有影響力的、覆蓋范圍最廣的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》,既是國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的需要,也是走出國(guó)門參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的需要。
根據(jù)建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)定額司2007年7月10日下達(dá)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》制訂任務(wù)書,由中冶集團(tuán)建筑研究總院有限公司負(fù)責(zé)主編工作。計(jì)劃任務(wù)編號(hào)為2007-2-55。
本標(biāo)準(zhǔn)編制工作總的指導(dǎo)思想是:以現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》(JGJ81-2002)為基礎(chǔ),充分考慮現(xiàn)行的各行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)借鑒歐、美、日等先進(jìn)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,并進(jìn)行必要的試驗(yàn)加以驗(yàn)證,提高規(guī)程的先進(jìn)性、可操作性和實(shí)用性,主要遵循和把握以下原則:
(1)認(rèn)真貫徹執(zhí)行有關(guān)的國(guó)家法律、法規(guī)和方針、政策,做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。
(2)嚴(yán)格執(zhí)行建設(shè)部關(guān)于工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)定,保證規(guī)程的編寫水平。
(3)以《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》(JGJ81-2002)為基礎(chǔ),充分考慮國(guó)內(nèi)各行業(yè)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程焊接的要求,確定本規(guī)范的適用范圍如下。
a.結(jié)構(gòu)形式:建筑鋼結(jié)構(gòu)、橋梁鋼結(jié)構(gòu)(鐵路橋梁除外)、常壓容器、工業(yè)爐窯罐體。
b.荷載:靜荷載、動(dòng)荷載。
c.材料:鋼材為厚度大于等于3 mm的碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼、橋梁用鋼、耐候結(jié)構(gòu)鋼、建筑節(jié)點(diǎn)鑄鋼、奧氏體不銹鋼。
d.焊接方法:焊條電弧焊、氣體保護(hù)焊、自保護(hù)焊、埋弧焊、電渣焊、氣電立焊、栓釘焊及相應(yīng)焊接方法的組合。
(4)注重與《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)、《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50205-2001)、《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ99-98)、《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》(JGJ17-91)、《鋼制焊接常壓容器》(JB/T4735-97)、《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50236-1998)、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ041-2000)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相協(xié)調(diào)。
(5)為使重大技術(shù)問(wèn)題獲得可靠的技術(shù)數(shù)據(jù),在規(guī)程編制過(guò)程中要積極收集整理已有的試驗(yàn)數(shù)據(jù),并進(jìn)行必要的擴(kuò)充試驗(yàn)和工程驗(yàn)證,提高規(guī)程的先進(jìn)性、可操作性和實(shí)用性。
為提高標(biāo)準(zhǔn)的適應(yīng)性,本規(guī)范編制組囊括了包括冶金、建筑、市政、電力、水利、鐵路、機(jī)械等行業(yè)在內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)制造施工企業(yè)、科研院所、設(shè)計(jì)院、監(jiān)理公司共計(jì)27家參編單位,能夠充分體現(xiàn)國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的現(xiàn)狀,反映鋼結(jié)構(gòu)焊接行業(yè)的需求。
3.1 標(biāo)準(zhǔn)包含內(nèi)容
本標(biāo)準(zhǔn)共包含十章內(nèi)容:總則、術(shù)語(yǔ)和符號(hào)、材料、焊接連接構(gòu)造設(shè)計(jì)、焊接工藝評(píng)定、焊接工藝、焊接檢驗(yàn)、焊接補(bǔ)強(qiáng)與加固、焊工技術(shù)資格認(rèn)證。另外,還有四個(gè)附錄。
3.2 與《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》(JGJ81-2002)相比
新規(guī)范以《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》(JGJ81-2002)為基礎(chǔ),根據(jù)規(guī)范編制原則和工作大綱,主要進(jìn)行了以下幾項(xiàng)調(diào)整:
(1)擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍。本規(guī)范適用于工業(yè)與民用鋼結(jié)構(gòu)工程中承受靜/動(dòng)荷載、鋼材厚度大于等于3mm的結(jié)構(gòu)焊接。適用的焊接方法包括焊條電弧焊、氣體保護(hù)電弧焊、自保護(hù)電弧焊、埋弧焊、電渣焊、氣電立焊、栓釘焊及其組合。雖然規(guī)范沒(méi)有規(guī)定適用的具體結(jié)構(gòu)類型,一般桁架或網(wǎng)架(殼)結(jié)構(gòu)、多層和高層梁-柱框架結(jié)構(gòu)的工業(yè)與民用建筑鋼結(jié)構(gòu)、公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)、電站電力塔架、非壓力容器罐體以及各種設(shè)備鋼構(gòu)架、工業(yè)爐窯罐殼體、照明塔架、通廊、工業(yè)管道支架、人行過(guò)街天橋或城市鋼結(jié)構(gòu)跨線橋等鋼結(jié)構(gòu)的焊接均可依據(jù)或參考本規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。
對(duì)于特殊技術(shù)要求領(lǐng)域的鋼結(jié)構(gòu),根據(jù)設(shè)計(jì)要求和專門標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定補(bǔ)充特殊規(guī)定后,仍可參照?qǐng)?zhí)行。
本條所列的焊接方法包括了目前我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)制作、安裝中廣泛應(yīng)用的全部焊接方法,充分反映了我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展和焊接技術(shù)的進(jìn)步。
(2)在章節(jié)上按照《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)編制指南》的規(guī)定增加了“第二章 術(shù)語(yǔ)和符號(hào)”以及英文目次和“引用標(biāo)準(zhǔn)名錄”等內(nèi)容。
(3)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程焊接難度等級(jí)劃分做了較大修改,并與企業(yè)資質(zhì)、人員資格、材料選擇、工藝控制、質(zhì)量檢驗(yàn)等相結(jié)合,提出了一套較完整的根據(jù)不同工況條件控制焊接產(chǎn)品質(zhì)量的先進(jìn)方法。
(4)為適應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展要求,擴(kuò)大了標(biāo)準(zhǔn)的鋼材適用范圍,除原行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的低碳鋼、低合金鋼外,增加Q420、Q460等超高強(qiáng)建筑鋼板的焊接技術(shù)規(guī)程以及高層建筑用鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、鑄鋼、橋梁用鋼、耐候結(jié)構(gòu)鋼等,新規(guī)范涉及到的鋼材標(biāo)準(zhǔn)包括《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T 699),《碳素結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T 700),《橋梁用結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T 714),《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T 1591),《耐候結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T 4171),《焊接結(jié)構(gòu)用碳素鋼鑄件》(GB/T 7659-1987),《建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》(GB/T 19879),《鑄鋼節(jié)點(diǎn)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(CECS 235),以及日本、美國(guó)、歐洲相應(yīng)的結(jié)構(gòu)用鋼(為方便使用,在條文說(shuō)明中對(duì)國(guó)外鋼材按照本規(guī)范規(guī)定進(jìn)行了分類),提高了規(guī)范的適用性、可操作性。
(5)在“第五章 焊接連接構(gòu)造設(shè)計(jì)”對(duì)設(shè)計(jì)施工圖和制作詳圖的焊接技術(shù)要求給出了明確規(guī)定,有利于鋼結(jié)構(gòu)焊接工程各方職責(zé)分明,避免由于遺漏而影響工程質(zhì)量。
(6)結(jié)合國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)焊接的特點(diǎn),參照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T 50017,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊縫質(zhì)量等級(jí)的劃分原則作出了規(guī)定,增加了對(duì)鐵路、公路橋焊縫質(zhì)量等級(jí)的劃分要求。
(7)增加了承受動(dòng)荷載鋼結(jié)構(gòu)焊接的相應(yīng)內(nèi)容和規(guī)定。
(8)對(duì)焊接工藝評(píng)定的一般規(guī)定和替代規(guī)則進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整,根據(jù)實(shí)際需要,增加了諸如栓釘焊接、陶瓷襯墊等方面的內(nèi)容。
(9)結(jié)合《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》(JGJ81-2002)的應(yīng)用情況,取消了原規(guī)程中對(duì)角接及十字型焊接節(jié)點(diǎn)的彎曲試驗(yàn)要求。對(duì)硬度試驗(yàn)方法進(jìn)行了補(bǔ)充及細(xì)化。
(10)借鑒歐美國(guó)家先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,結(jié)合國(guó)內(nèi)特點(diǎn),增加焊接工藝免予評(píng)定的條文。
(11)借鑒歐美國(guó)家先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,結(jié)合國(guó)內(nèi)特點(diǎn),對(duì)焊接工藝一章進(jìn)行了相應(yīng)的修改、補(bǔ)充、調(diào)整,將鋼結(jié)構(gòu)焊接中每個(gè)工藝過(guò)程各成一節(jié),分別規(guī)定,使標(biāo)準(zhǔn)更具條理性,使用時(shí)也大為方便。
(12)基于本規(guī)范編制過(guò)程中的大量試驗(yàn)以及近年來(lái)國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)焊接實(shí)踐,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)用鋼最低預(yù)熱溫度進(jìn)行了較大調(diào)整,如表1所示。
調(diào)整后的規(guī)定不僅適用的鋼材種類大大增加,同時(shí)增加了標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)用性和可參考性,而且常用碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼如Q235、Q345等鋼的最低預(yù)熱溫度要求也大幅降低,有助于節(jié)約能源、提高效率。

表1 常用結(jié)構(gòu)鋼材板厚δ與預(yù)熱溫度關(guān)系 ℃
(13)根據(jù)國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)的實(shí)際情況,本規(guī)范適時(shí)提出了對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊接自檢、監(jiān)檢的相應(yīng)規(guī)定,并提出過(guò)程控制的內(nèi)容,不僅有助于規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)焊接檢測(cè)行業(yè),明確鋼結(jié)構(gòu)焊接參與各方的職責(zé),同時(shí)更強(qiáng)調(diào)了過(guò)程檢驗(yàn)的重要性。因?yàn)榫秃附赢a(chǎn)品質(zhì)量控制而言,過(guò)程控制比焊后無(wú)損檢測(cè)顯得更為重要,特別是對(duì)高強(qiáng)鋼或特種鋼,產(chǎn)品制造過(guò)程中工藝參數(shù)對(duì)產(chǎn)品性能和質(zhì)量的影響更為直接,產(chǎn)生的不利后果更難于恢復(fù),同時(shí)也是用常規(guī)無(wú)損檢測(cè)方法無(wú)法檢測(cè)到的,正確的過(guò)程檢驗(yàn)程序和方法是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。
(14)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)焊接的特點(diǎn)及國(guó)內(nèi)實(shí)際情況,對(duì)比國(guó)內(nèi)外十余部焊縫無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),參照《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》(GB/T11345),對(duì)超聲波檢測(cè)的檢驗(yàn)作出了相應(yīng)規(guī)定,本規(guī)范規(guī)定寬嚴(yán)適度,避免了原規(guī)程執(zhí)行GB/T11345標(biāo)準(zhǔn)時(shí)因控制過(guò)嚴(yán)而造成的不必要的返修,在不損害整體工程質(zhì)量的前提下,有利于提高效率、降低成本。
(15)參照《鐵路鋼橋制造規(guī)范》(TB10212),確定了承受疲勞荷載焊縫的外觀及內(nèi)部質(zhì)量的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
(16)為滿足工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化的相應(yīng)規(guī)定,原“焊工考試”一章更名為“焊工技術(shù)資格認(rèn)證”,強(qiáng)調(diào)本規(guī)范作為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)焊工的技術(shù)要求進(jìn)行規(guī)定。本章根據(jù)近年鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展的最新動(dòng)態(tài),對(duì)原規(guī)程的內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整、補(bǔ)充,有助于使企業(yè)焊工滿足現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)焊接施工的實(shí)際技術(shù)要求,推動(dòng)焊工技術(shù)培訓(xùn)的全面開(kāi)展。
3.3 工程驗(yàn)證
為檢驗(yàn)驗(yàn)證本規(guī)范的先進(jìn)性、科學(xué)性、適用性和可操作性,本規(guī)范在“中國(guó)國(guó)際貿(mào)易中心工程三期A階段工程”“重慶菜園壩長(zhǎng)江大橋工程”等工程中進(jìn)行了工程驗(yàn)證工作,參照本規(guī)范的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行焊接工藝制定、評(píng)定,并進(jìn)行質(zhì)量控制、檢測(cè)。實(shí)踐證明,本規(guī)范較原規(guī)程更具可操作性,同時(shí)各規(guī)定適度、合理,既可靠保障工程質(zhì)量,又符合國(guó)家節(jié)約降耗的大政方針,取得了很好的效果。
(1)本標(biāo)準(zhǔn)編制組成員涵蓋了各行業(yè)鋼結(jié)構(gòu)焊接相關(guān)單位,既有科研、設(shè)計(jì)單位,也有制作、施工、監(jiān)理單位,充分體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)編制的產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的基本原則,為該標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行應(yīng)用提供了保障,歷時(shí)兩年多完成的《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》是一項(xiàng)集全體編制組和業(yè)內(nèi)眾多專家智慧的結(jié)晶,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。此項(xiàng)規(guī)范的頒布執(zhí)行必將產(chǎn)生不可估量的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
(2)本標(biāo)準(zhǔn)編制組通過(guò)大量試驗(yàn)研究,并對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)焊接實(shí)踐的技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié),同時(shí)借鑒歐、美、日國(guó)家鋼結(jié)構(gòu)先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),在《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》(JGJ81-2002)的基礎(chǔ)上擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)適用范圍,調(diào)整、補(bǔ)充相應(yīng)技術(shù)規(guī)定,使其更具先進(jìn)性、科學(xué)性、適用性和可操作性。
(3)通過(guò)工程實(shí)際驗(yàn)證,本標(biāo)準(zhǔn)在規(guī)范國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)、有效保障鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量上能夠起到積極作用,相信該標(biāo)準(zhǔn)頒布執(zhí)行后,必將對(duì)國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)焊接行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,同時(shí)作為唯一一本鋼結(jié)構(gòu)焊接的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),有利于各行業(yè)鋼結(jié)構(gòu)焊接相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)、統(tǒng)一,不斷提高和加強(qiáng)我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)焊接標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)際交往中的地位。
Authorization of the national standard GB 50661“Structure Welding Code-steel”
MA De-zhi
(Central Research Institute of Building and Construction Co.,Ltd.,MCC Group,Beijing 100088,China)
Introduces the establishment of the authorization of national standard GB 50661“Structure Welding Code-steel”,and code's detail and features,and compared with the Industry standard JGJ81-2002“Technical Specification for Welding of Steel Structure of Building”.
steel structure;welding;standard;establishment
TG457
C
1001-2303(2011)08-0004-04
2011-06-21
馬德志(1971—),男,河北保定人,教授級(jí)高工,主要從事鋼結(jié)構(gòu)焊接和無(wú)損檢測(cè)工作。