论型钢柱熔槽帮条焊+可焊接套筒连接施工方法

杨书伟

（山西三建集团有限公司，山西 晋城 048000）

1 工程概况

某体育场工程总建筑面积17655.96m2；主看台分为A区、B区、C区三大块，A区、C区地上两层，B区地上四层，混凝土灌注桩+承台基础，框架结构、局部型钢柱。本工程包括78根Q235B型钢柱（其中圆柱38根，直径1200，配筋：主筋16C32，箍筋C14@100；方柱40根，截面尺寸1800mm×1200mm，配筋：主筋56C32，箍筋C12@100）；型钢柱截面尺寸分别为H200×200×20×20、H300×300×20×20、H400×300×20×20、H700×300×20×20，穿型钢柱梁40根，截面尺寸450mm×700mm，穿型钢柱梁配筋：主筋10C25，箍筋C10@150。

由于穿型钢柱的梁钢筋配筋密集且排数多，焊接牛腿方式无法解决第二、第三排梁钢筋与型钢柱连接问题，若型钢柱上开孔会较大面积地削弱型钢柱腹板，甚至将腹板上下截断，严重破坏型钢柱结构。逆施梁钢筋与正施型钢柱连接采用熔槽帮条焊+可焊接套筒钢筋连接技术，解决了第二、第三排梁钢筋与型钢柱连接施工的难点问题，缩短了工期，保证了质量，节约了成本。

2 工艺原理及施工流程

工艺原理：型钢柱熔槽帮条焊+可焊接套筒连接施工技术是将正施梁钢筋与逆施梁钢筋端头用无齿锯切平，两钢筋端头间隙控制在10～20mm之间，在钢筋下垫设角钢（角钢中心两钢筋间隙中心重合），从接缝处垫板引弧后连续施焊，使两钢筋端部熔合，保证焊接后钢筋能轴心受力的连接工艺。

施工流程：施工准备→可焊接套筒焊接在型钢柱上→正施梁钢筋拧入套筒内→短角铁卡固正施梁钢筋与逆施梁钢筋→引弧打底→连续施焊至4/5处→断续焊封顶成形→两侧帮条焊。

3 操作要点

3.1 施工准备

为确保钢筋连接质量，熔槽帮条焊实施前编制专项施工方案，经企业技术负责人审批，报总监理工程师审核后，严格按方案组织实施；同时根据二次深化后的施工图纸设计要求，选择有焊工资格证且经验丰富的焊工进行该部位的施工，按要求做焊接试件并进行工艺性能检验，合格后方可开始正式施焊。

3.2 型钢柱加工完毕——可焊接套筒定位焊接

型钢柱在钢结构加工厂焊接完毕，然后进行可焊接套筒的焊接工作。为保证可焊接套筒焊接后能够满足钢筋连接需要，可焊接套筒施工中应按以下要求进行：

（1）可焊接套筒进场前全数进行检验，严禁质量不合格的套筒进场。

（2）在套筒焊接前将与可焊接套筒匹配的套丝短钢筋拧入可焊接套筒内，防止可焊接套筒焊接时造成套筒的变形及焊接中造成焊渣进入套筒中。

（3）将可焊接套筒有大倒角的一端面与型钢点焊定位，两端应对称焊接，并保证套筒和型钢之间的间隙控制在2mm。

（4）沿可焊接套筒的倒角进行施焊一圈达到规定焊缝要求：焊缝不得有气孔、夹渣、裂纹、弧坑、焊瘤等，发现有缺陷时及时补焊；焊缝外形均匀、饱满、过渡平滑，在焊缝任意25mm长度范围内，焊缝表面高低差值不得大于2mm；焊脚尺寸偏差在0～3mm以内。

（5）待同一梁截面可焊接套筒焊接完毕后，经套丝短钢筋头拧出，然后封堵套筒口，以防止其他后续施工污染套筒。

（6）将型钢柱上的套筒全部焊接完毕后，对型钢柱进行抛丸施工。

质量检查：可焊接套筒与型钢柱之间的焊缝焊接强度取决于焊接质量等级，本工程焊缝等级为三级，施工时根据《钢结构工程施工质量验收规范》（GB 50205—2015）中三级焊缝的验收方法进行验收，外观质量标准及尺寸偏差满足规范规定。

3.3 可焊接套筒与型钢柱连接——钢筋加工

工艺流程：钢筋两端面平头→套丝机套丝→丝头质量检查→带帽保护→丝头质量抽检→存放待用。

（1）钢筋端面平头：平头的目的是让钢筋端面与母材轴线方向垂直，同时将钢筋头部弯曲的部分切掉，采用砂轮切割机将钢筋两端切割平齐。

（2）套丝：使用套丝机将连接钢筋的端头加工成丝头。钢筋丝头加工长度为一倍可焊套筒长度，偏差为+1P（P为1个丝扣）。

（3）丝头质量检查：采用环规对加工的丝头进行质量检验，环通规应能顺利地旋入，环止规旋入长度不超过3倍的螺距。

（4）丝头带帽：用专用的钢筋丝头保护帽对丝头进行保护，防止丝头被磕碰或污染。

3.4 钢筋与型钢柱上可焊接套筒连接

（1）将正施梁钢筋拧入型钢柱上的可焊接套筒内并拧紧，拧紧力矩满足行业标准《滚压直螺纹钢筋连接接头》（JGJ 163—2004）的规定。

（2）拧紧后正施梁钢筋与逆施梁钢筋间距应控制在10～20mm之间，图1为逆施梁钢筋与型钢柱连接，若不合格应进行更换。

图1 逆施梁钢筋与型钢柱连接

3.5 熔槽帮条焊焊接工艺——逆施梁钢筋与正施梁钢筋熔槽焊接

在梁钢筋两端头的结构下垫设角钢，以保证两端头钢筋中心在一条直线上，从接缝处垫板引弧后连续施焊，并使钢筋端部熔合，焊接过程中须停焊清渣一次，钢筋与角钢垫板之间加焊3层侧面焊缝，焊缝高度不得大于3mm，图2为逆施梁钢筋与正施梁钢筋熔槽焊接。

图2 逆施梁钢筋与正施梁钢筋熔槽焊接

4 质量控制

（1）焊缝表面应平整，不得有凹陷或焊瘤。

（2）焊接接头区域不得有肉眼可见裂纹。

（3）咬边深度、气孔、夹渣等缺陷允许值及接头尺寸偏差应符合规范规定。

（4）接头焊缝余高不得大于3mm。

5 安全措施

（1）机械设备使用前认真检查各部件和电动机的安装是否符合安全规定，安全防护设施是否齐全有效，使用前须经过试运转合格后方可进行正式操作。

（2）所有操作人员必须经三级安全教育培训且合格后方可上岗作业，特工种必须持证上岗。

（3）使用砂轮切割机前要先检查各部件的螺丝和砂轮夹板有无松动，砂轮片是否有裂纹，拆装砂轮时片要切断电源。

6 环保措施

（1）电动设备及工具应安装在专用加工棚内，且加工棚四周采取防吸音措施，以免施工噪声超标影响周围居民休息。

（2）各种机械设备维修保养润滑油不得随意丢弃，以免污染地面。

（3）各种机械设备噪声超标或有杂音时，应停机检修，严禁带病作业。

（4）夜间焊接施工时，焊接区域采取遮光板隔离，防止光污染。

（5）工作完毕后应切断电动设备电源，将工作范围内废料和垃圾清理干净。

7 结语

本工程穿型钢柱的梁钢筋配筋密集部位，通过采用型钢柱熔槽帮条焊+可焊接套筒连接施工技术，有效解决了梁钢筋与型钢柱连接施工的难题，保证了工程质量。该技术与传统技术相比，具有不受操作空间限制、焊接成型快、焊缝质量好、生产效率高等特点，还能够大幅降低工程造价，缩短工期，值得推广应用。