钢结构拼装与焊接施工的质量控制要点

2018-03-23白晓方勾应林

山西建筑 2018年35期

白晓方勾应林

(1.华电和祥工程咨询有限公司，山西太原 030006; 2.中国能源建设集团山西电力建设一公司，山西太原 030006)

随着现代社会的发展，建筑工程质量要求的不断提高，钢结构建筑物以其强度高、周期短、质量轻，材料均匀，塑性、韧性好，抗震性能优越，制造简单，工业化程度高，施工周期短，密闭性好，构件截面小，有效空间大等特点，加之其具有施工速度快、预制、安装简便快捷、可实现高层大跨度建构，当前在很多施工行业中都有了深入的应用。同时，钢结构的外形效果越来越新颖，视觉性越来越震撼，逐步应用广泛和多样化。在钢结构施工中，拼装与焊接的施工是整个质量控制的关键，本文着重对该工序的质量控制要点进行了论述。

1 拼装的质量控制要点

1)钢结构在加工厂家完成后，出厂前，应对构件的质量进行检验，出具材料的力学、机械性能的化学成分报告，在加工中的材料、预拼装的质量验收记录，齐全完整，并附构件、零配件的发货清单及组装的顺序代码。钢结构安装中，在其主要构件中禁止利用短料进行拼接，在施工设计图纸中有特殊规定的除外，不得在面板、墩顶处有横向接缝，腹板在垂直方向必须采用整板。施工所用钢材在安装之前要求必须全部进行二次检验，如发现钢材出现变形等情况，可以在不损坏钢材自身强度和牢固度的情况下进行展直矫正。连接复杂的钢结构，应当进行预拼装。

2)拼装钢结构吊装机械选择，根据现场的实际施工情况，对拼装使用的场地及吊装机械进行统一的考虑，场地内应采用压实机械压实，地基承载力满足规范的要求，四周设置排水沟渠，场地内设置一定的坡度，以不聚水为宜。

3)对每段构件机械进行重量验算，取最大值乘以2倍的重量系数作为起重机械的选用原则，当采用两台机械吊装同一构件时，应进行吊装重量的验算，根据验算结果选用吊装机械。当受场地和机械起重能力条件限制时，对构件进行切割和分段，为保证工程质量，尽量提高起重机械的起吊能力，最大程度的减少现场拼装的段数，当不可避免时，现场拼装的位置，应设置在应力最小的四分位上。

4)构件拼装时，应保持和及时纠正构件的预拱度、平面尺寸，使结构保持稳定性和不发生变形；对在装卸、运输、吊装等过程中破坏掉落的喷涂油漆，应在焊缝焊接完成，喷涂面漆时，同时进行，保证颜色的一致性及喷涂质量。

5)构件的对接应采用精密仪器进行测量定位，所使用的量具、仪器、仪表等测量仪器必须经过计量部门的检查合格，在标定的期限内，同时应相互校验，确保安装的精度要求。由于GPS定位系统的测量误差较大，不能满足构件的定位要求，杜绝使用该系统对构件进行测量定位。构件比较复杂时，拼装时应进行空间三维放样，使构件的曲线平滑拟合，应多点精确定位，不能以折代曲或以弯代直，平顺对接，保证整体的平滑流畅。

6)为保证构件的焊接质量，拼装对接时应设置预拱度，进行预拼装，拼装实行分段，一节为一个单元。焊接前先进行预装，在预装过程中可以提前对钢材构件的尺寸、连接所需的栓柱、孔眼位置等进行检验、排查，及时发现并排除误差，确保在后期的实际焊接的顺利，保证焊接成品的质量。对于孔眼误差在3 mm以内的，可以使用铰刀铣孔，铣孔后的直径应控制在原本直径的1.2倍范围内；预装后，经检验合格，应在构件上标注上下定位中心线、标高基准线、交线中心点等。同时在构件上编注顺序号，做出必要的标记。必要时焊上临时支撑和定位器等，以便按预拼装的结果进行安装。如采用假隔舱的方法，对接头、节段的位置进行编号，拼装尺寸需满足精度的设计，确保施工构件整体的拼装流畅及准确到位。

7)钢结构连接中的高强度螺栓连接。高强度螺栓连接的质量直接决定着整个钢结构连接的质量。在安装之前，就要对高强度螺栓的各方面质量进行严格检查、控制，必须使用有正规出厂证明、有明确批号的产品，对螺栓的表面抗滑移系数要有严格检测，并且要对各批次的螺栓定期进行轴力抽检。同时，做好对于螺栓的保护也很重要，螺栓的防锈、防污工作必须到位。在安装中，对于孔眼的要求孔径与高强螺栓的直径刚好匹配，不得随意用强力改动孔径大小。为保证孔径的精确度，要在预制钢结构时采用胎架模具以防变形，并且采用固定保护措施运输构件。在构件的安装中，必须保证接触面平整，且接触面面积不得小于构件表面的75%，接触面边缘之间的间距必须在0.8 mm以内。在高强度螺栓的整个过程中，对每个部件的安装顺序、操作流程、扭力大小、紧固度等都要严格监控，安装完毕后，要对每一个螺栓进行安装质量复检、修正，确保不存在欠拧、超拧情况，以使高强度螺栓的安装工艺达到规定要求。

2 焊接的质量控制要点

2.1 焊接介质材料的选择

应与所用钢材的化学成分、强度、力学性能等相适应，所选用焊材的品牌应通过合格的焊接工艺综合评定并试验选取，当采用手工焊时，应采用E50XX型焊条。对于同种材质的钢构件进行焊接时，在焊接介质材料的选择上，遵循与焊接接头、母材材质同等的原则。对于碳钢与低合金钢或不同强度等级的低合金钢焊接时，在焊接介质材料的选择上，遵循就低原则选择，即以两种材料里强度等级较低的为准。

2.2 焊接工艺的评定

为保证整个焊接工艺的质量，在进行正式焊接前，首先应进行焊接工艺的评定试验，编制焊接工艺的文件，经相关单位认可后方可进行下步的施工。

在焊接前，技术人员必须对作业焊工进行技术交底，明确焊接工艺参数，定位焊、焊缝清理、焊缝检测及工艺的要求，严格按照现行的国家规范的要求执行。

2.3 工地焊接

1)环境的要求。工地焊接时，母材的焊接部位对环境的要求比较高，必须对焊接部位进行有效的防护，采取措施进行防风、防潮和预先加热、烘干进行配置。在满足设计要求和符合施工工艺要求的前提下，方可进行焊接作业。当雨雪天、母材表面潮湿或大风的露天天气，严禁作业，必须采取有效的防护措施，满足风力小于5级，温度不小于5 ℃，湿度不大于80%的条件下方可进行焊接作业。

2)焊接的质量控制要点。环向焊缝应采用手工焊或自动焊，对接头应做成阶梯形。钢结构工地的焊接应采用全焊接工艺，即对于焊接实施的前、中、后进行全过程控制。首先，在实施焊接前，对进行操作的人员要求必须持证上岗，对于操作所使用的焊材的质量严格把控，使用正规出厂并有合格证的焊条。其次，在实施焊接操作过程中，对于焊缝的外观、工艺要严格要求管控。打火引弧操作必须控制在焊缝区之内，焊缝无裂纹、无焊瘤；在坡口内起弧的局部面积应焊接一次，不得留下弧坑，二级焊缝要求做到无气孔、无夹渣、无弧坑裂纹，一级焊缝要求做到满焊、无咬边。在焊接结束后，为确保每一道焊缝的质量可控，焊工要在指定部位加盖钢印，并在确保不损害焊缝完好度的情况下进行检测。顶板、腹板、底板接缝要错开，错开位置与前后分段节段错开位置不重合。

3)焊缝的质量控制要点。为确保焊缝质量，要求所有连接焊缝及溶透的对接都应采用溶焊，坡口焊接时贴角的焊缝，如设计未能给出准确贴角尺寸，一般不能小于1.5(t)1/2考虑取值，t为两焊件中较厚焊件的厚度。顶板、底板的纵横向对接焊缝、外腹板与顶板、斜底板间的焊接缝隙全部为Ⅰ级的溶透性焊缝，并最好做到热熔金属量少、焊后不易变形的坡口。

4)焊缝检测的质量控制要点。焊接完成后，应对焊缝进行无损检测，主要构件的对接接头和角接头的机械性能(包括拉伸、弯曲和冲击)的试验值不得低于母材的标准值。当检测的焊缝不合格时，应进行返修重焊，返修的次数不宜大于2次，在第二次返修时，应查明不合格的原因。