论劲型钢柱施工工艺

张瑞婷

(太原理工大成工程有限公司，山西太原 030024)

我单位承建的某集团公司办公楼，结构形式为核心筒结构，地下2层，地上28层，檐口高度132 m，属超高层建筑;4层以下核心筒墙体为抗剪加强区，设计有钢板焊接的H型劲型钢柱，以减少墙体内配筋，降低施工难度。因钢柱为每层主体施工的第一个分项工程，故从钢柱下料、焊接、吊装等工艺方面谈谈在实际施工方面的心得。首先，由钢结构加工厂技术人员和设计院设计人员进行沟通，明确其设计意图后，技术人员根据设计说明及施工蓝图进行二次深化设计，深化设计图纸经设计人员认可后作为施工方编制专项施工方案及制作、安装、自检的依据。在专项方案中需明确钢柱翼缘与腹板焊接焊缝及钢柱竖向对接焊缝的类型、焊接方法、质量等级要求等。

第一部分:加工车间制作。

制作工艺流程:原材料检验→钢板切割下料→校正→钢板打坡口→校正→钢板组焊H型钢柱→校正→焊接连接耳板→焊接栓钉→焊缝检测。

对钢柱使用的钢板原材，要求进场材料所标明的炉批号与质量证明文件相符，并进行外观、尺量截面厚度等检验，合格后按规定进行取样送试验室进行力学性能检测，检测合格后出具检测报告，方能允许使用。钢板焊接采用V形坡口双面埋弧焊(平焊)的方法，先焊一面再焊另一面。

钢板下料前必须对操作工人进行技术交底，看懂深化设计图纸，考虑钢板焊接收缩量、坡口尺寸后计算好每块钢板的长度、宽度，再在整张钢板上进行放样、划线，以减小误差、节约原材，划线采用钢针划线，并配钢尺、直尺、卷尺、角尺联合划线，以保证精度;切割采用多头自动切割机床下料，用专用板夹将板料固定至机床上，贴紧定位器进行初定位，将两把割刀移至指定位置先空车快速运转，观察板料是否有跑边现象，符合要求后才能进行正式切割作业。下料公差控制在±1 mm;切口处必须保持平直，并清除毛刺及熔渣。切割面应无裂纹、夹渣、分层等缺陷。在腹板两侧开坡口，计算好尺寸划好切割线，坡口按30°～45°用坡口机切割，钢板下料后，由于切割受热钢板可能变形，钢板发生弯曲和扭曲变形的程度超过规范规定范围时，必须进行校正处理，需一一检验尺寸，用压力机校正平直，方可使用。在焊接工作开始之前，用钢丝刷和砂轮机打磨清除焊缝附近至少20 mm范围内的氧化物、铁锈、漆皮、油污等其他有害杂质。

钢板拼装一般在装配平台上进行，使用吊车将切割好的钢板吊至平台上，吊装时必须吊点均匀、吊牢，以防吊装过程中脱落，使钢板变形，影响使用;将钢板零件摆列在平台板上，调整粉线，用撬杠等工具将钢板平面对接缝对齐，用定位焊固定。焊缝在施焊时的起弧和落弧处常会出现未熔透的焊口，为此，在对接焊缝的两端设引弧板，尺寸不小于100 mm×100 mm。焊接完毕用气割将引弧板切除，并用砂轮或其他方法将焊缝端部表面加工平整。引弧板不得用锤击落。在组合时，为使腹板与翼缘垂直和稳固，防止向两侧倾斜，用直角尺和水平尺检验侧面与平面垂直，几何尺寸正确后，方可按一定距离进行点焊。拼装上翼缘以下翼缘为基准。为保证上下翼缘与腹板严密结合，如果接触面间隙大，可用撬杠或卡具压严靠紧，然后进行点焊和焊接。焊接机械使用埋弧焊机，进行埋弧焊时，熔敷金属的机械性能主要取决于焊剂、焊丝及二者的匹配。在选择焊接材料时，必须根据对焊缝性能的要求，选择匹配适宜的焊剂和焊丝。施焊人员要求取得特殊工种操作证且技术娴熟、有丰富的焊接经验，能解决焊接过程中的一般技术问题，尽量减少焊缝表面夹渣、表面气泡、未焊透、咬边等质量缺陷。采用多层焊，注意焊接过程中道间熔渣的清理;每焊完一道应进行检查，对坡口母材边缘形成的深凹槽用砂轮打磨至覆盖焊道能充分熔化焊透为止;若发现咬边、夹渣等缺陷必须清除和修复。

H型钢柱焊接允许偏差应在以下偏差要求内:截面高度±2.0 mm，截面宽度 ±3.0 mm，腹板中心偏移 2.0 mm，翼缘板垂直度b/100，且不应大于3.0 mm，弯曲矢高l/1 000，且不应大于10.0 mm，扭曲 h/250，且不应大于 5.0 mm，腹板局部平整度2.0 mm，对口错边 l/10，且不应大于3.0 mm，坡口间隙 ±1.0 mm。每根钢柱焊接过程中及完成后，可按上述要求进行自检，将偏差控制在允许范围内。

组焊H型钢柱焊接后，由于焊接受热组焊好的钢柱可能有变形情况，待施焊温度降至大气温度后，逐根检验尺寸，用压力机校正平直;检验合格后及时编号，加焊工证号，堆放整齐，不得叠加。

加工好的钢柱最后一道工序便是进行焊缝超声波无损探伤检测，根据设计要求钢柱组焊焊缝质量等级要求为二级，邀请有相应检测资质的试验室派有资质的人员使用探伤仪器进行逐一检测，按照不小于每道焊缝总长的20%进行焊缝内部缺陷检测。将探伤处飞溅、油渍等清理干净，均匀涂刷工业浆糊后，用探头进行检测，对缺陷较大的部位应进行返工处理，处理部位二次焊接后再进行无损探伤，合格后方允许出厂。

第二部分:施工现场吊装、焊接。

现场焊接采用二氧化碳气体保护手工焊接，要求二氧化碳纯度不低于99.5%，焊条为低合金钢焊条，且使用前进行烘焙，烘焙温度350℃ ～400℃烘干1 h～2 h，低氢焊条烘干后必须存放在保温筒内，随用随取，焊条由保温筒取出到施焊的时间不宜超过4 h。不符上述要求时，应重新烘干后再用，但焊条烘干次数不宜超过4次。

钢柱吊装采用现场塔吊起吊，由司索工吹哨指挥吊装，首先进行试吊，吊起一端离地高度为100 mm～200 mm时应停吊，检查索具牢固和塔吊稳定，确定安全后继续吊装，当钢柱吊到安装基础上方或钢柱对接上方200 mm左右时，可指挥塔吊缓缓下降，配合人员手扶钢柱与下方临时连接后，采用多点定位焊牢后方可松钩。钢柱安装好后应校正，钢柱校正包括平面位置、标高及垂直度三个方面，首先校正平面位置，根据基础轴线，采用扩孔的方法校正柱上的轴线，直至两轴线相符，其次校正钢柱标高，通过调整柱底螺帽来调整标高;最后校正垂直度，用经纬仪或线坠通过调柱脚螺帽校正。

对接施焊前，因钢板较厚达40 mm，在对接前，应对焊缝处用氧气进行预热，预热温度为100℃ ～150℃，预热范围为焊缝两侧各100 mm;预热前必须先检查定位焊缝有无裂缝，预热后再次检查，确定无裂缝后正式焊接。焊缝坡口的允许偏差角度±5°，钝边±1 mm，焊缝余高不高于2 mm。焊接过程中注意以下几点:

1)进行多层堆焊时，应在焊完一层后将此层的焊渣清理干净才能进行下层焊接;

2)气体保护焊时，焊丝不能伸出太长，保持10 mm～12 mm，导电嘴与钢柱焊缝的距离保持12 mm～20 mm;

3)应及时清理导电嘴内的熔渣，清理时严禁与其他构件磕碰，以免撞坏导电嘴使气体保护失效;

4)严禁在焊道内引弧打火，要求配有专门的引弧板和熄弧板;

5)钢柱表面所有的飞溅必须清理干净;

6)现场施焊，必须用竹胶板或其他措施进行挡风，减少刮风对气保焊焊接质量的影响;

7)焊接完成，应使钢柱缓慢冷却，室外温度低于5℃，应使用岩棉等保温材料覆盖焊缝，以避免焊缝降温过快产生收缩裂缝。

每根钢柱焊接完成，由质检员进行外观检查，检查合格后最少24 h后进行焊缝超声波无损探伤检测，质量等级要求为二级，探伤合格后方能进行下道工序。

［1］GB 50205-2001，钢结构工程施工质量验收规范［S］.

［2］04SG523型钢混凝土组合结构构造［Z］.

［3］钢结构工程施工手册［Z］.