浅析高层钢结构焊接现场的施工工艺

滕秀宙

摘要：随着我国国民经济的不断发展，我国的建筑行业也在不断的发展，其中高层建筑目前在我国的城市发展中占有重要的地位。高层钢结构焊接技术是整个高层建筑施工工艺中的最重要因素，因此，相关的建设单位要加强对层钢结构焊接现场施工工艺的研究，同时也要保证高层钢结构建筑物的质量。本文主要分析和研究了高层钢结构建筑的施工要点以及相关的安全措施。

关键词：高层；钢结构；焊接；工艺

中图分类号：TU391文献标识码： A

一、高层钢结构建筑的特点

(一)钢结构材料强度高，结构自重轻

钢结构强度高，与混凝土结构相比，钢结构梁、柱截面面积小，可增加有效使用面积，一般高层钢结构柱的截面积占建筑面积的3％左右，而高层混凝土结构的截面积占建筑面积的7％-9％。

(二)钢结构施工速度快

钢结构大部分构件在工厂生产，运往现场通过焊接或螺栓连接进行整体组装，可以全天候作业，由于钢结构本身可以作为承载结构的施工荷载，所以减少了施工时的模板工作，因此不仅降低成本，而且大大加快施工速度。钢结构的施工速度约为混凝土结构施工速度的1.5倍。

(三)管线布置方便

在钢结构的结构空间中，可采用桁架式构件或采用有空腔的构件，这样使管线的布置较为方便，而且管线的更换、修理较为方便。但如果采用混凝土结构，梁不宜开孔，管道一般从梁下通过，从而占据一定的空间。因此，在楼层净高相同情况下，钢结构的楼层高度可比混凝土结构的楼层高度小，可减少外围护墙面积。

(四)钢结构施工环境污染少

钢结构施工时，很少使用砂、石、土、水泥等做料，从根木上避免了尘上飞扬、废物堆积和噪声等污染问题。

(五)钢结构建筑符合可持续发展政策

钢结构产业是一项绿包环保建筑产业，它对资源、能源的利用相对合理，对环境破坏相对较少，是解决环境问题的突破口。钢材是一种具有很高的再循环价值的材料，边角料都可以回收利用。对同样规模的建筑物，钢结构建造过程中有害气体的排放量只相当于混凝土结构的65％。

二、钢结构建筑物施工技术的控制要点

（一）施工前的准备，包括三个方面：

1、技术准备。施工前的组织设计，要保证设计的理念充分落实到现场施工中，完善和确定施工标准以及验收标准，规范施工方的行为，规范市场，进行重要试件的焊接工艺评定以及工艺试验，保障后面的施工顺利开展。

2、吊装准备。当前我国在钢结构施工上主要选用的吊装机械是塔式起重机。塔式起重机分为外附式和内爬式两种，随着其高度的增加，起重机的起重量会相对减少。对内爬式起重机的钢丝绳要格外注意，因为它决定了起重的高度。对外附式起重机要对塔身高度充分了解，判断其是否符合工程吊装的需要。

3、现场准备。在钢结构建筑施工前，其现场的准备工作有：零部件和连接件的检查以及验收，丈量器具和测量仪器的准备等。

（二）特殊节框架以及标准节框架的施工。

1、在节框架中，存在很多结构相同的情况，我们把这种节框架称为标准节框架。为了保证超高层钢结构的建筑施工质量，就要对节框架的施工进行严格的把控，严格按照相关的规范标准来施工。只要严格规范标准节框架的施工，那么就可以保证超高层钢结构的建筑施工。

2、特殊节框架与标准节框架的施工有所不同。由于超高层建筑在结构上的特殊要求，施工就有一些不同要求，因此，应该对特殊构件的施工制定专项技术方案，这样才可以有效完成其安装。底层大厅的网架结构较大，并且位于建筑的旁边以及内部，施工条件不好，一般采用高空散装、搭设平台等施工方法。通常，塔吊不能整体吊装，要采用散装法、分段吊以及整体提升。比如屋顶花园这种比较轻的结构，一般采用散装法。

3、钢管的安装。应该在分析具体数据后，确定好钢管的倾斜数据以及偏移，根据数据开始安装。应该依据钢管的每节长度以及截面变化，每三层进行一次浇筑。混凝土可以采用高位振捣法，利用其下落时的动力达到振实的目的。

4、钢梁吊装可以采用两点法。钢梁在安装前，必须要对钢梁的编号、外形、连接板方位、尺寸以及位置等进行复核，确定符合图纸要求以后在施工。安装的顺序应该是由上至下，先装上梁、接着装中梁、最后装下梁。在柱牛腿与吊装连接时，不能发生较大碰撞。如果螺栓孔发生较大错位，需要对牛腿、梁、安装轴线以及连接板尺寸进行复测，不可以强行安装。由于柱牛腿与梁是通过连接板进行连接，吊装完成后，表面通常比牛腿低，可使用千斤顶使梁的表面和牛腿对齐。钢梁安装完成以后，要先用冲钉定位，然后用普通螺栓临时固定，螺栓的数量要保证不少于总数的三分之一。临时固定工作完成以后，才可以拆掉吊梁索具。

5、主楼楼板要使用混凝土与压型钢板组合楼板。在铺板之前，先测出钢板梁顶部的标准高，并且沿着搭接方向弹出中心线，确定板的铺放位置。压型钢板铺放完以后，将各个梁的中心线，弹到钢板上，让搭接的位置更加清楚，保证其正确的焊接位置。

（三）焊接的施工工艺的进行

进行焊接时应装焊垫板及引弧板。引弧板与母材焊接应牢固,其表面清洁程度要求与坡口表面相同,垫板与母材应贴紧。根据平面和立面形状结构形式等就实际地理位置进行分区组织施工。焊接时,第一层的焊道应封住坡口内母材与垫板的连接处。然后逐道逐层累焊至填满坡口。每道焊缝焊完后都必须清除焊渣及飞溅物,出现焊接缺陷应及时磨去并修补。如不得已而中途停焊时,应进行保温缓冷处理。再焊前应重新按规定加热。一个接口必须连续焊完。当对某一建筑工程进行施工时，要注重焊接的顺序，结构的安装以及高强螺栓的终拧，随后,从平面中心选择四面都有焊接梁的柱子作为基准柱并以此作为垂偏测量基准，并首先安排其四侧都有抗弯焊接的梁，然后向四周扩展施焊。采取结构对称，节点对称和全方位对称焊接的原则。在一柱节点焊接时,箱形柱的对称两面应由两名焊工相对依次逆时针焊接。梁的焊接应先焊下翼缘,后焊上翼缘,以减少角变形。为应对变形问题焊接时,操作者要对称分散分布，使收缩应力分散,以借自身的刚性抵消部分变形。焊接位置要选择正确,以避免焊接应力释放时产生变形。焊接时必须注重顺序，应先焊构件的主焊缝，后焊次要焊缝;先焊对称部位的焊缝,后焊非对称焊缝;先焊收缩量大的焊缝,后焊收缩量小的焊缝;先焊对接焊缝后焊角焊缝。手工焊接较长焊缝时，应采用分段焊接的方法,由工件的中间向两头退焊捍接时人员应对称分散布置,避免由于热量集中引起变形。形状不对称的大型构件应将小部件组焊矫正完变形后再进行总组装配焊接,以减少整体变形。构件焊接应经常翻动使变形互相抵消。对尺寸大和焊缝多的构件应采用分段、分层和间断施焊的方法并控制焊接电流、焊接速度和方向一致。对焊后易产生角变形的零部件，应在焊前进行预变形处理。

三、 施工过程中保证安全的措施

（一）垂直登高措施。永久性扶梯以及临时性的两用电梯要保证满足人员以及货物的正常登高。对于拆除吊索的柱顶施工，要在其安装之前与地面固定好，在钢柱的侧面进行临时的固定。

（二）水平通道设施。一般都采用钢管脚手架通道、扶手绳、工具式脚手架通道以及装配通道板等形式。一般扶手绳在没有安全通道的情况下，都使用尼纶或者钢丝绳来代替。其可用于钢梁上行走的施工人员扶绳缓行以及安全固定，确保施工人员的安全。

（三）操作平台。钢柱与钢柱之间的连接一般都采用焊接的方法。必须要有供焊工使用的操作平台。通常都用钢管脚手架或者工具式平台来进行平台的搭设。在吊装前将其固定与柱上，一起吊装。

（四）钢梁与钢梁以及钢梁与柱子之间的节点一般采用焊接以及高强螺栓形式。这些节点一般采用钢制脚手架，悬挂梁上不仅使用灵活还便于移动。

（五）超高层钢结构建筑在施工过程中要设有竖向防护网、挑网以及楼层水平网这三种。楼层水平网可以设置在钢梁上，也可以设置在脚手架通道下方或者钢梁下的挂钩上，挑网和竖向防护网主要起到侧面防护的作用。在钢结构的施工过程中，工地实施立体交叉作业，一些材料或者工具可能由安全网的眼漏处落下，导致砸伤施工人员，因此，有必要设置隔离层。目前在施工中，隔离层经常使用压型钢板。一般在钢结构的安装过程中，可将隔离层的铺设工作穿插于施工中，起到安全保护的作用。

结 语

超高层建筑的跨度以及高度是衡量一个国家建筑技术水平的主要指标，我国在超高层建筑上也在不断的发展。目前，钢结构已经在超高层建筑中被广泛应用，钢结构也是未来建筑业的发展趋势。钢结构建筑是一个工艺和技术都比较复杂的工作，随着科技进步，越来越多的先进仪器应用到施工中，也对施工、监理、设计提出了更高要求，这还需要我们进行更深的研究。

参考文献

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