鋼結構加工制作的質量控制

李喜軍

(同煤集團烯烴項目籌備處，山西大同 037003)

隨著我國鋼產量的不斷提高，經濟的不斷發展，對綠色環保型建筑的不斷要求，鋼材應用于建筑主體結構成為歷史發展的必然趨勢。我國正在加速發展鋼結構產業化進程，發展以標準化、系列化、通用化，以專業化、社會化生產和商品化供應為基本方向的產業現代化體制。國家建設部和中國工程建設標準化協會正在組織研制和開發鋼結構的建筑體系的結構選型，新型圍護結構與隔斷體系以及鋼結構構件及配件，結構體系設計與施工技術，編制相應的設計與施工技術規范和規程。可以預見，不遠的將來鋼結構的發展和應用會有新的飛躍。

目前經國內廣泛研究、實驗分析，鋼結構具有獨特的優勢，與其他通用體系相比，其主要特點是:1)鋼結構自重輕，可減輕建筑物的重量約30%，可降低地基基礎的造價，同時方便運輸、吊裝。2)建筑鋼材強度高、塑性韌性好，適用于建筑跨度大、高度高、承載重的結構，有利于建設高層，特別是在地質承載力低的地方和地震烈度較高的地方，其綜合經濟效益優于一般建筑體系。3)鋼結構密閉性好，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，有利于滿足現代經濟需要，適應現代的市場需求。4)可以工廠化生產，更易實現工業化、定型化、批量化生產，提高勞動生產率。5)施工周期大大縮短。據研究，鋼結構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，且其節能指標可達50%，屬環保型綠色建筑體系。本文以同煤集團洗煤廠鋼結構主廠房工程為例，介紹了鋼結構安裝制作中值得注意的幾個問題及其相應對策，而鋼結構主廠房主要是由H型鋼柱、屋面梁、斜支撐、C型鋼等構成。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，就影響結構安裝，不能保證工程的安全、質量。

1 加工制作

焊條應與焊接鋼材相適應，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，宜采用低強度鋼材相適應的焊條。鋼結構制作過程中，先進的設備是保證質量的前提，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，焊接時工藝條件穩定，焊接化學成分均勻，故形成的焊縫質量好，焊件變形小;同時，高的焊速也減小了熱影響區的范圍。質量檢驗控制: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，在缺陷處引起應力集中，所以對連接的強度、沖擊韌性及冷彎性能等產生不利的影響，因此焊縫的質量檢驗極為重要。質量的檢驗一般分為外觀檢查及內部無損探傷，實際制作中，按照《鋼結構工程施工質量驗收規范》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、焊接規范是否合適等;對接焊縫:對一、二類焊縫表面質量一般100%進行檢查簽證;全焊透角焊縫和貼角焊縫進行抽檢;對主要部位進行3%的超聲波探傷檢驗，來保證焊接質量。鋼結構在焊接過程中，由于不均勻的加熱和冷卻，在焊接區的縱向和橫向收縮時，勢必導致構件產生局部鼓曲、彎曲、歪曲、扭轉等現象。通常一個構件會發生好幾種變形，在實際加工制作中必須嚴格控制，以免影響構件在正常使用條件下的承載能力。在實際制作中采用機械液壓固定焊接和火焰矯正工藝，對構件的變形進行矯正。

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，可以消除焊接應力和焊接變形。

1.2 矯正質量控制

1)整體施焊構件，利用機械液壓胎具進行定位，檢查外觀尺寸符合設計規范要求后，方可進行焊接，以保證成品構件滿足質量要求。2)對于構件局部變形，采用火焰矯正。在局部加熱中，嚴格控制火焰溫度，否則引起母材金屬變脆，影響沖擊韌性，不應在同一位置反復加熱，加熱過程中不要進行澆水。這兩點是火焰矯正的一般原則。

2 安裝

進入施工安裝現場后的鋼結構構件，在運輸和吊裝中，還會發生構件變形的問題，造成構件的連接接觸面無法滿足設計規范的要求(設計要求兩構件頂緊的節點接觸面的面積不得小于70%)，很多鋼結構構件還存在露天堆放的問題，由于天氣的原因，環境的影響，使鋼結構構件受潮，對有工藝要求的連接接觸面，在構件噴砂除銹后，又產生浮銹或銹斑，影響構件接觸面抗滑移系數，雖然施工現場進行了除銹處理，但很難保證符合設計要求。

鋼結構高強度螺栓連接副的安裝，要嚴格控制高強度螺栓質量和規格必須是同一批次，不得混合亂用，施工順序分為初擰、終擰兩部分，利用扭矩扳手或專用的定扭電動扳手進行操作，對于高強度大六角螺栓連接副終擰完成1 h后，48 h內進行終擰扭矩檢查。由于施工安裝環境的局限性，存在質量檢查不到位的情況。

質量的控制:1)對進入施工安裝現場的鋼結構構件進行分類堆放，做好成品保護措施，對構件連接的接觸面用塑料布進行包裹防止接觸面受潮生銹。2)提高施工作業人員的專業素質，加強技術交底工作，落實到每個操作人員中，并簽字記錄。3)鋼結構工程在實際安裝過程中采用扭剪型高強度螺栓連接副進行連接，更便于現場的檢查及質量的控制，有利于保證工程的質量。

3 結語

隨著我國建筑技術的不斷發展，鋼結構的使用也越來越廣泛。可以預言，21世紀將是鋼結構快速發展時期，長期以來，由混凝土結構、砌體結構一統天下的格局將被打破，從事鋼結構制造、施工的企業前景一定寬闊，鋼結構工程未來發展道路一定是可觀的、廣闊的。

［1］ 戴國欣.鋼結構［M］.武漢:武漢理工大學出版社，2007.

［2］ GB 50300-2001，建筑工程施工質量驗收規范［S］.

［3］ 侯美林.鋼結構施工質量通病及預防措施［J］.山西建筑，2012，38(8):235-236.