論勁型鋼柱施工工藝

張瑞婷

(太原理工大成工程有限公司，山西太原 030024)

我單位承建的某集團公司辦公樓，結構形式為核心筒結構，地下2層，地上28層，檐口高度132 m，屬超高層建筑;4層以下核心筒墻體為抗剪加強區，設計有鋼板焊接的H型勁型鋼柱，以減少墻體內配筋，降低施工難度。因鋼柱為每層主體施工的第一個分項工程，故從鋼柱下料、焊接、吊裝等工藝方面談談在實際施工方面的心得。首先，由鋼結構加工廠技術人員和設計院設計人員進行溝通，明確其設計意圖后，技術人員根據設計說明及施工藍圖進行二次深化設計，深化設計圖紙經設計人員認可后作為施工方編制專項施工方案及制作、安裝、自檢的依據。在專項方案中需明確鋼柱翼緣與腹板焊接焊縫及鋼柱豎向對接焊縫的類型、焊接方法、質量等級要求等。

第一部分:加工車間制作。

制作工藝流程:原材料檢驗→鋼板切割下料→校正→鋼板打坡口→校正→鋼板組焊H型鋼柱→校正→焊接連接耳板→焊接栓釘→焊縫檢測。

對鋼柱使用的鋼板原材，要求進場材料所標明的爐批號與質量證明文件相符，并進行外觀、尺量截面厚度等檢驗，合格后按規定進行取樣送試驗室進行力學性能檢測，檢測合格后出具檢測報告，方能允許使用。鋼板焊接采用V形坡口雙面埋弧焊(平焊)的方法，先焊一面再焊另一面。

鋼板下料前必須對操作工人進行技術交底，看懂深化設計圖紙，考慮鋼板焊接收縮量、坡口尺寸后計算好每塊鋼板的長度、寬度，再在整張鋼板上進行放樣、劃線，以減小誤差、節約原材，劃線采用鋼針劃線，并配鋼尺、直尺、卷尺、角尺聯合劃線，以保證精度;切割采用多頭自動切割機床下料，用專用板夾將板料固定至機床上，貼緊定位器進行初定位，將兩把割刀移至指定位置先空車快速運轉，觀察板料是否有跑邊現象，符合要求后才能進行正式切割作業。下料公差控制在±1 mm;切口處必須保持平直，并清除毛刺及熔渣。切割面應無裂紋、夾渣、分層等缺陷。在腹板兩側開坡口，計算好尺寸劃好切割線，坡口按30°～45°用坡口機切割，鋼板下料后，由于切割受熱鋼板可能變形，鋼板發生彎曲和扭曲變形的程度超過規范規定范圍時，必須進行校正處理，需一一檢驗尺寸，用壓力機校正平直，方可使用。在焊接工作開始之前，用鋼絲刷和砂輪機打磨清除焊縫附近至少20 mm范圍內的氧化物、鐵銹、漆皮、油污等其他有害雜質。

鋼板拼裝一般在裝配平臺上進行，使用吊車將切割好的鋼板吊至平臺上，吊裝時必須吊點均勻、吊牢，以防吊裝過程中脫落，使鋼板變形，影響使用;將鋼板零件擺列在平臺板上，調整粉線，用撬杠等工具將鋼板平面對接縫對齊，用定位焊固定。焊縫在施焊時的起弧和落弧處常會出現未熔透的焊口，為此，在對接焊縫的兩端設引弧板，尺寸不小于100 mm×100 mm。焊接完畢用氣割將引弧板切除，并用砂輪或其他方法將焊縫端部表面加工平整。引弧板不得用錘擊落。在組合時，為使腹板與翼緣垂直和穩固，防止向兩側傾斜，用直角尺和水平尺檢驗側面與平面垂直，幾何尺寸正確后，方可按一定距離進行點焊。拼裝上翼緣以下翼緣為基準。為保證上下翼緣與腹板嚴密結合，如果接觸面間隙大，可用撬杠或卡具壓嚴靠緊，然后進行點焊和焊接。焊接機械使用埋弧焊機，進行埋弧焊時，熔敷金屬的機械性能主要取決于焊劑、焊絲及二者的匹配。在選擇焊接材料時，必須根據對焊縫性能的要求，選擇匹配適宜的焊劑和焊絲。施焊人員要求取得特殊工種操作證且技術嫻熟、有豐富的焊接經驗，能解決焊接過程中的一般技術問題，盡量減少焊縫表面夾渣、表面氣泡、未焊透、咬邊等質量缺陷。采用多層焊，注意焊接過程中道間熔渣的清理;每焊完一道應進行檢查，對坡口母材邊緣形成的深凹槽用砂輪打磨至覆蓋焊道能充分熔化焊透為止;若發現咬邊、夾渣等缺陷必須清除和修復。

H型鋼柱焊接允許偏差應在以下偏差要求內:截面高度±2.0 mm，截面寬度 ±3.0 mm，腹板中心偏移 2.0 mm，翼緣板垂直度b/100，且不應大于3.0 mm，彎曲矢高l/1 000，且不應大于10.0 mm，扭曲 h/250，且不應大于 5.0 mm，腹板局部平整度2.0 mm，對口錯邊 l/10，且不應大于3.0 mm，坡口間隙 ±1.0 mm。每根鋼柱焊接過程中及完成后，可按上述要求進行自檢，將偏差控制在允許范圍內。

組焊H型鋼柱焊接后，由于焊接受熱組焊好的鋼柱可能有變形情況，待施焊溫度降至大氣溫度后，逐根檢驗尺寸，用壓力機校正平直;檢驗合格后及時編號，加焊工證號，堆放整齊，不得疊加。

加工好的鋼柱最后一道工序便是進行焊縫超聲波無損探傷檢測，根據設計要求鋼柱組焊焊縫質量等級要求為二級，邀請有相應檢測資質的試驗室派有資質的人員使用探傷儀器進行逐一檢測，按照不小于每道焊縫總長的20%進行焊縫內部缺陷檢測。將探傷處飛濺、油漬等清理干凈，均勻涂刷工業漿糊后，用探頭進行檢測，對缺陷較大的部位應進行返工處理，處理部位二次焊接后再進行無損探傷，合格后方允許出廠。

第二部分:施工現場吊裝、焊接。

現場焊接采用二氧化碳氣體保護手工焊接，要求二氧化碳純度不低于99.5%，焊條為低合金鋼焊條，且使用前進行烘焙，烘焙溫度350℃ ～400℃烘干1 h～2 h，低氫焊條烘干后必須存放在保溫筒內，隨用隨取，焊條由保溫筒取出到施焊的時間不宜超過4 h。不符上述要求時，應重新烘干后再用，但焊條烘干次數不宜超過4次。

鋼柱吊裝采用現場塔吊起吊，由司索工吹哨指揮吊裝，首先進行試吊，吊起一端離地高度為100 mm～200 mm時應停吊，檢查索具牢固和塔吊穩定，確定安全后繼續吊裝，當鋼柱吊到安裝基礎上方或鋼柱對接上方200 mm左右時，可指揮塔吊緩緩下降，配合人員手扶鋼柱與下方臨時連接后，采用多點定位焊牢后方可松鉤。鋼柱安裝好后應校正，鋼柱校正包括平面位置、標高及垂直度三個方面，首先校正平面位置，根據基礎軸線，采用擴孔的方法校正柱上的軸線，直至兩軸線相符，其次校正鋼柱標高，通過調整柱底螺帽來調整標高;最后校正垂直度，用經緯儀或線墜通過調柱腳螺帽校正。

對接施焊前，因鋼板較厚達40 mm，在對接前，應對焊縫處用氧氣進行預熱，預熱溫度為100℃ ～150℃，預熱范圍為焊縫兩側各100 mm;預熱前必須先檢查定位焊縫有無裂縫，預熱后再次檢查，確定無裂縫后正式焊接。焊縫坡口的允許偏差角度±5°，鈍邊±1 mm，焊縫余高不高于2 mm。焊接過程中注意以下幾點:

1)進行多層堆焊時，應在焊完一層后將此層的焊渣清理干凈才能進行下層焊接;

2)氣體保護焊時，焊絲不能伸出太長，保持10 mm～12 mm，導電嘴與鋼柱焊縫的距離保持12 mm～20 mm;

3)應及時清理導電嘴內的熔渣，清理時嚴禁與其他構件磕碰，以免撞壞導電嘴使氣體保護失效;

4)嚴禁在焊道內引弧打火，要求配有專門的引弧板和熄弧板;

5)鋼柱表面所有的飛濺必須清理干凈;

6)現場施焊，必須用竹膠板或其他措施進行擋風，減少刮風對氣保焊焊接質量的影響;

7)焊接完成，應使鋼柱緩慢冷卻，室外溫度低于5℃，應使用巖棉等保溫材料覆蓋焊縫，以避免焊縫降溫過快產生收縮裂縫。

每根鋼柱焊接完成，由質檢員進行外觀檢查，檢查合格后最少24 h后進行焊縫超聲波無損探傷檢測，質量等級要求為二級，探傷合格后方能進行下道工序。

［1］GB 50205-2001，鋼結構工程施工質量驗收規范［S］.

［2］04SG523型鋼混凝土組合結構構造［Z］.

［3］鋼結構工程施工手冊［Z］.