某體育場異形柱預埋型鋼施工技術

楊韶勇

1 工程概況

某體育場工程鋼結構罩棚下“Y”字形鋼—混凝土結構柱作為支座，柱內為預埋型鋼。預埋型鋼為焊接H型鋼，材質為Q345B鋼，鋼柱翼緣板上焊接栓釘作為承力構件，全部在廠內加工拼裝后運輸至現場安裝就位。

2 施工方法

工藝流程:進料→材料處理→號料→下料→H型鋼組對→H型鋼焊接→矯正→焊縫檢查→矯正→組裝焊接→焊縫檢查→切頭→拼接板組裝焊接→矯正→焊縫檢查→各段拼接(編號)→打磨→栓釘焊接→構件編號出廠。

2.1 鋼構件半成品制作

1)放樣、號料。放樣所使用的鋼尺必須經過計量部門的檢驗校準，合格后方可使用。

號料前必須了解原材料的材質及規格，檢查原材料的質量。不同規格、不同材質的板件應分別號料，并依據先大后小的原則依次號料，以提高原材料利用率。

2)下料切割。下料前嚴格按工藝詳圖對照原材料的品種、規格、牌號是否一致，必要時請專職檢驗員鑒證，應確認所用材料規格、型號與設計圖紙要求相符時才可切割。

用于制作焊接H型鋼的翼緣板、腹板等板件的鋼板采用多頭自動切割機、半自動切割機下料，用于制作柱底板、加勁板等板件下料必須經復核無誤后進行下料切割。

所有對接焊接的鋼板必須按設計要求進行檢驗。材料切割后，對切割面尺寸公差、切口截面進行檢驗并清除毛刺，修磨光潔。材料切割后的彎曲變形，必須進行矯正。

板件加工質量應符合GB 50205-2001鋼結構施工質量驗收規范的規定。經全數檢查合格后，做合格標識并編號。下料后的板件由專業放樣人員劃出中心線、定位線。

3)矯正。矯正工作貫穿鋼結構制作的全過程，校正后的板件偏差不應超過規范規定的允許偏差值。第1，3，4段采用機械矯正，第2段采用火焰矯正。采用火焰矯正時，加熱溫度應控制在600℃～900℃以內，并保證加熱區域在空氣中自然冷卻，禁止用澆水等方法加速冷卻。

4)H型鋼組立。第一步組成T形，第二步組成H形，其工作原理是:a.翼緣板放入，由兩側輥道使之對中。b.腹板放入，由翻轉裝置使其立放，由輥道使之對中。c.由上下輥使翼板和腹板之間壓緊。d.用電焊機在兩側每隔一定間距點焊一定長度，一定焊縫高度的間斷焊。

2.2 半成品構件焊接與再矯正

1)焊接材料及使用。

選用與母材相匹配的焊接材料。

所有焊接材料進場均應附有質量保證書及產品說明書。

所有焊接材料的保管和使用均應符合有關焊接材料的保管和使用規定。

施焊前，焊條須經350℃烘培1 h，并置于保溫桶中備用。

焊工施焊前必須帶保溫桶，焊接過程中必須蓋好保溫桶蓋，嚴禁焊條外露受潮。如發現焊條受潮，須立即烘干(焊條烘干時間不應超過2 h)。

2)焊接工藝評定。

焊接工作正式開始前，對工程中首次采用的鋼材、焊接材料、焊接方法、焊接接頭形式、焊后熱處理等必須進行焊接工藝評定試驗，對于原有的焊接工藝評定試驗報告與新作的焊接工藝評定試驗報告，其試驗標準、內容及其結果均應在得到監理工程師的認可后才可進行正式焊接工作。

焊接工藝評定試驗的結果應作為焊接工藝編制的依據。

焊接工藝評定應按照JGJ 81-2002建筑鋼結構焊接技術規程第五章和GB 50205-2001鋼結構工程施工質量驗收規范第5.2.3條的規定進行。

3)焊接方法。

預埋型鋼分為4段焊接，第1，3，4段采用自動埋弧焊焊接，第2段采用手工電弧焊接，圓弧部分用機械壓彎成型。翼緣板拼接采用等強熔透對接焊縫，打坡口，分層焊接;腹板拼接時兩端預留應力孔，以釋放焊接應力，對接焊完后補齊。采用自動埋弧焊機進行焊接。焊接方法一般為向下橫焊和立焊，以保證焊縫質量。

2.3 打磨、栓釘焊接

構件除銹達到Sa2.5級后，進行栓釘的焊接。栓釘焊接采用電弧焊，主要過程為:把栓釘放在焊槍的夾持裝置中，把相應直徑的保護磁環置于鋼柱，把栓釘插入磁環內與鋼柱接觸。按動電源開關，栓釘自動提升，激發電弧。焊接電流增大，使栓釘端部和鋼柱部表面熔化。設定的電弧燃燒時間達到后，將栓釘自動壓入鋼柱。切斷電流，熔化金屬凝固，并使焊槍保持不動。冷卻后，栓釘端部表面形成均勻的環狀焊縫余高，敲碎并清除保護環。

2.4 編號

分段后的構件編號規定如下:

構件號后面須加上該構件的分段號。構件分段號可用A，B，C等字母表示。

2.5 構件驗收

構件半成品出廠前必須進行驗收，做詳細的驗收記錄。出廠的半成品構件應具有出廠合格證及原材檢驗復試報告等有關技術文件，并在工廠內進行檢查是否符合設計尺寸和整體質量情況等，待檢驗合格后方可出廠。

2.6 構件的裝卸及運輸

1)吊運大件必須有專人負責，使用合適的工具，嚴格遵守吊運規則，以防止在吊運過程中發生振動、撞擊、變形、墜落或其他損壞。2)裝車時，必須有專人監管，清點上車的箱號及打包件號，車上堆放牢固穩妥，并增加必要的捆扎，防止構件松動遺失。為防止運輸過程中構件變形，裝車時需保證側放裝車，使一端與墊木接觸。3)在運輸過程中，保持平穩，超長、超寬、超高物件運輸，必須由經過培訓的駕駛員，押運人員負責，并在車輛上設置標記。4)嚴禁野蠻裝卸，裝卸人員裝卸前，要熟悉構件的重量、外形尺寸，并檢查吊具、索具的情況，防止意外。5)構件到達施工現場后，及時組織卸貨，分區堆放好。6)現場采用機動車輛運送構件時，要注意周圍地形、空中情況，防止傾覆及構件碰撞。7)到達現場后將各構件按安裝位置擺放就位，準備吊裝。

2.7 鋼構件吊裝及構件安裝

1)吊裝準備工作。復測基準點，并以此為依據，進行鋼結構基準線和軸線的放線和測量。應先檢查復核軸線位置、高低偏差、垂直度、標高，然后在相應位置彈出鋼柱十字定位中心線，并引測標高。

構件吊裝前按照構件明細表核對進場構件，查驗質量證明單和設計更改文件，檢查驗收構件在運輸過程中造成的變形情況，并記錄在案，如發現超出規范允許的變形及時進行矯正。

2)錨栓埋設。鋼筋綁扎完畢后立即派專業技術人員進行鋼結構柱腳錨栓預埋指導工作。預埋時必須嚴格控制預埋件的位置、水平和標高等。

柱混凝土澆筑完畢，在混凝土初凝前，復查鉆孔鋼模的位置標高以及錨栓的垂直度等，發現超出規范允許的偏差時及時進行矯正。

3)鋼架柱吊裝。吊裝前，先將基頂清理干凈。測定基頂標高，安裝柱底調節螺母，必要時設置柱底墊鐵。50 t汽車起重機按設計停機點位置就位，做好起吊準備工作。安裝吊索、柱頭沿四個方向的纜風繩、柱腳棕繩拉索、吊鉤掛鉤，檢查吊索，U形卡環的緊固情況，確認安全無誤后，起重機正式緩緩起吊。隨著鋼柱柱頭的上升，安排工人拉緊柱腳的棕繩拉索，確保鋼架柱緩緩直立，直至鋼柱完全吊離地面。起重機慢慢旋轉吊臂，將鋼架柱移至4.5 m高混凝土柱上方停止旋轉。操作人員在鋼架柱吊至柱基上方后，各自站好位置穩住柱腳，起重機緩慢落鉤，將鋼架柱落至錨栓的調節螺母上。

在鋼架柱即將降至基頂時停止落鉤，用撬棍撬動鋼柱，使其兩側的中心線對準基頂中心線，然后緩慢將柱子落下。利用撬棍、油壓千斤頂等工具，配合起重機對鋼架柱的垂直度、平面位置進行調整，待鋼架柱就位后垂直度偏差控制在20 mm以內時，在柱腳用鋼板、鋼楔等進行臨時固定。柱頭的四根纜風繩沿45°方向加以固定，防止柱身擺動。鋼架柱臨時固定后，吊車方可脫鉤。

就位后將鋼架柱臨時固定，對鋼柱位置、標高等進行矯正，應保證其水平位置偏差、垂直度及標高等控制參數必須滿足施工規范的要求。鋼架柱垂直度矯正通過經緯儀觀測的方法加以控制。鋼架柱安裝后經過驗收滿足規范附錄E規定的安裝允許偏差要求后，在柱基預留50 cm處進行二次澆灌細石混凝土。然后按設計要求進行鋼筋、模板、混凝土施工。

3 防治質量通病措施

建立健全質量預控體系，施工過程堅決杜絕質量通病，確保工程的使用功能和觀感效果。施工前，結合本工程特點，并針對本項目的關鍵部位、薄弱環節重點進行質量預控和重點實施。

1)焊接變形:可在施焊前進行裝配時，將工件向與焊接變形相反的方向預留偏差，采用合理的焊接順序，不同的工件采用不同的焊接順序。2)構件安裝偏差:在地面拼裝時必須墊平，以防下撓，可采取加固措施，以增強其剛度;嚴格檢查構件幾何尺寸，安裝前檢查節間間距尺寸，如發現問題，在地面處理后再吊裝。3)螺絲扣損傷:使用前螺栓應進行挑選，清洗除銹后作好預配;嚴禁強行打入螺孔;預先選配好的螺栓組件應按套存放，使用時不得互換。

4 成品保護工作

1)鋼構件嚴禁平放高疊，成品應立放，并用支撐固定，構件不得發生彎曲變形。2)鋼構件在吊運過程中嚴禁碰撞。3)不得在焊縫外母材上隨意引弧，焊接完后應用氣割將引弧板切掉并整修磨光，不得用錘擊落。4)鋼構件及其附件、焊條等不得受潮。

[1]陸惠明，金 玉.體育館工程主體鋼結構施工技術應用[J].山西建筑，2010，36(4):141-142.