高層鋼結構施工工藝及焊接技術的應用

黃瑞婕 喬琳

【摘要】隨著高產能鋼結構施工需求的進步，研究其施工工藝及焊接技術的應用凸顯出重要意義。本文首先介紹了高層鋼結構施工的難點，分析了施工中存在的問題及預防措施。在探討其施工質量控制的基礎上，研究了焊接變形的控制方法。

【關鍵詞】高層鋼結構；施工工藝；焊接技術；應用

一、前言

作為一種常見的施工方法，高層鋼結構施工在近期得到了極大的推廣，研究其施工工藝及焊接技術的應用，能夠更好地提升其實際水平，從而優化鋼結構的實際施工效果。本文從介紹高層鋼結構施工的難點著手本課題的研究。

二、高層鋼結構施工的難點

1.選擇塔吊

為了使施工速度得到加快并降低勞動消耗，必須合理對垂直運輸設備進行選擇。選擇塔吊與整個塔吊的運行安全產生直接聯系，不僅與鋼結構安裝使用的進行考慮，而且還應對相關單位的吊裝任務進行分析，從而實現施工任務的共同完成。若在選擇塔吊時有不合理存在，會對工程的正常施工造成影響，從而導致安全隱患產生。

2.布置施工現場平面

科學合理地布置施工現場平面，確保存在足夠的使用面積對物料和眾多數量的構件進行堆放。該工程現場位置狹小，因此應選擇市郊的一塊中轉場地。堆場運用架空鋼平臺。布置堆場時，應盡可能與塔吊靠近，使塔吊起重性能得到充分發揮。當天需使用的鋼結構構件應提前放置在現場的堆放場內，當有不合格變形產生，則應及時進行處理，避免對安裝進度造成影響。

3.安裝大型構件

大型構件相對較重，應分批將鋼柱運至現場實施對接，與工程現場條件、結構特點及運輸設備相結合，控制上部燈籠架的大箱梁構件程度，使其達到40m，且有31t重即可。所以應運用分段加工的方法，分段運輸至現場后實施拼裝，然后開展整體吊裝工作。

4.控制結構測量

高層建筑的施工必須與測量技術相結合，使鋼結構的精度得到有效控制。某工程中，結構構成主要包括內框筒和外框筒兩部分，因此控制外框筒四根角柱的精度顯得極為重要。為了使其穩定性得到保障，應運用多次校正和調整的方法對鋼結構進行處理，該工程對穩定性的控制是通過提前預計偏移趨勢實施跟蹤測量校正。

5.焊接后鋼板

高層鋼結構厚板焊接質量對建筑結構安全產生影響。在焊接施工中，應對焊接順序和速度實施及時調整，操作者的水平和執行焊接工藝的能力都與后鋼板的焊接質量產生直接聯系，選用具有高層鋼結構施工經驗的焊工完成施焊工作。所以，對于該工程而言，應運用二氧化碳氣體半自動保護焊，具有良好的工藝性能和較高的施工效率。

三、高層鋼結構施工中存在的問題及預防措施

1.鋼結構安裝存在的問題：單位無安裝工藝，安裝構件無順序，如鋼結構構件已全部安裝到頂，但主鋼柱仍沒有進行焊接固定，而邊上的輔助小鋼柱已全部焊完了；螺栓裝配面不符合要求，影響螺栓安裝和緊固；螺栓絲扣損傷，螺桿不能自由旋入螺母；現場焊縫不到位，如剛性連接襯墊焊間隙太小，無法焊透，結果墊板手一拉就掉，襯墊板規格不符合要求，甚至用鋼筋代替，焊縫的成形不好，高低不平，寬窄不一，飛濺焊瘤未清除，咬肉氣孔較多，弧頭弧尾不加引熄弧板，出現凹陷等。

2.安裝階段的預防措施：安裝構件時應嚴格按安裝工藝順序進行，當天應形成穩固的框架單元，當不能形成時，應加纜風繩固定，防止出現倒坍事故。鋼構件柱、梁安裝完畢后，應盡快調整鋼柱垂直度和高差墊片，然后封閉柱腳，并及時二次灌漿密實。高強螺栓表面浮銹、油污，以及螺栓孔壁毛病，應逐個清理干凈。使用前必須經防銹處理，試拼裝用的螺栓，不得在正式拼裝時使用。螺栓應專人保管和發放。處理裝配面應考慮到施工安裝順序，防止重復進行。并盡量在吊裝之前處理。使用前螺栓應進行挑選，清洗除銹后作好預配。絲扣損傷的螺栓，不能做臨時螺栓使用，嚴禁強行打入螺孔。預先選配的螺栓，組件應按套存放，使用時不得互換。加強安裝現場焊接質量控制，盡可能選擇具有較高水平的焊工焊接，提高焊接質量。

四、高層建筑中鋼結構施工質量控制

1.測量放線控制

定位軸線準確性對于高層建筑鋼結構體系非常重要，尤其是基礎軸線位置的準確程度，細微的偏差都有可能對鋼構件的安裝質量造成不良后果，因此要盡量減少鋼構件的摩擦與碰撞，提高測量放線過程中的精細程度，對放線整個過程要隨時監測。

2.焊接過程控制

高層建筑鋼結構各構件之間是靠焊接進行連接，因此焊接施工的質量和技術會對鋼結構的使用壽命與構件強度造成直接影響。要做好焊接施工，第一步是要選擇自覺性好、責任心強、工作素質好、技術水平佳的焊接施工團隊。第二步要優化焊接環境，因為環境溫度過低、過高，或是焊接表面油污、潮濕，這均會使得焊接出現裂紋等不良質量問題，同時，焊接過程里也要依據規范標準進行加熱工作與后熱工作。

3.安裝過程控制

鋼構件的安裝過程是高層建筑鋼結構體系中的核心階段，涵蓋了鋼構件的檢驗、油漆、固定、調整、吊裝、組裝等一系列施工過程。首先，安裝鋼結構前，需要嚴格檢查鋼構件的設計文件以及產品合格證書等，同時準確記錄相關構件的實際尺寸。如果構件殘缺或變形程度超出了允許范圍，那么需要針對性處理，并編制科學矯正方案和測量技術交底。其次，鋼構件在全部吊裝完后，即要復測鋼構件的軸線控制點，這是在焊接施工之前對吊裝對接部位準確性的查驗，同時要確保臨時支架的穩定性，以保障施工過程的安全。

五、鋼結構焊接變形的控制方法分析

1.設計上的鋼結構焊接變形控制分析

鋼結構由于本身固有的屬性，有著成材后不易修復的特點。如果鋼材料在設計過程中就存在不足和缺陷，那么焊接變形便會不可避免。而這時的誤差只能依靠人工修復，如果設計存在嚴重缺陷，那么鋼材料只能回爐從造了。設計上的缺失會導致鋼材料在焊接變形中的不可控制，而合理科學的設計則會大大降低焊接的難度，將焊接過程中的變形減少到最低。

2.施工過程中的焊接變形控制分析

在鋼材料的施工和焊接過程中，焊縫的不同形式和節點的不同構造是鋼材料焊接施工的依據。對于焊縫要以對稱焊接的方法進行施工。而不對稱焊縫則需先對焊縫較少的一側優先焊接，然后再進行另一側的施工。在焊接后所產生的變形角度，可以通過焊接前的反變形方法對其進行合理的控制。而遇到T形接頭板厚度相對較大時，通常情況下我們采用開坡口角進行焊縫對接。

3.熱處理措施

在鋼材料的焊接過程，熱處理過程十分重要。當鋼材料直接作用在高溫下時，采取合理的熱處理措施既能消除變形和應力，又能防止產生變形時的裂紋。而普遍采用的方法是在焊接時采用預熱以及厚板下料的方法。對鋼材料焊接預熱時會有效降低熱影響區和焊接金屬的常規冷卻速度，抑制淬硬組織馬氏體的形成，從而減少了焊縫產生的較大應力，也避免了氣割邊緣。熱處理的措施是控制鋼結構焊接變形的重要方法之一，國內雖然早有應用，但由于專業和細節的不過關與不到位，總體上講，收效不大，故而培訓合格的專業技術人員，做好優質的質檢工作便十分緊迫了。

六、結束語

通過對高層鋼結構施工工藝及焊接技術應用的相關研究，我們可以發現，該項工作的注意要點牽涉到諸多因素，有關人員應該從高層鋼結構施工的客觀環境出發，利用多項技術優勢因素，研究制定最為切實可行的施工及焊接實施方案。

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