淺談?dòng)嘘P(guān)鋼結(jié)構(gòu)的冬季施工

摘要：我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)在高層結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛，甚至漸漸演變?yōu)槌邔咏Y(jié)構(gòu)和高聳結(jié)構(gòu)的主流，但是冬季帶來(lái)的嚴(yán)寒卻嚴(yán)重影響施工，尤其是東北地區(qū)，過(guò)低溫度使工程的進(jìn)行舉步維艱。低溫環(huán)境下，高強(qiáng)度鋼材以及厚板的應(yīng)用問(wèn)題日趨突出，鋼結(jié)構(gòu)中的焊接連接導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)脆性斷裂就是讓人棘手的最大問(wèn)題。我國(guó)目前鋼材的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中并未完好的讓鋼結(jié)構(gòu)的低溫脆斷得到控制，也不能對(duì)是否生脆性斷裂進(jìn)行精準(zhǔn)的、定量的判斷和分析。所以在施工過(guò)程中必須加大力度、加強(qiáng)技術(shù)來(lái)克制這一弊病。

關(guān)鍵詞：低溫環(huán)境；鋼結(jié)構(gòu)；測(cè)溫；脆性破壞；施工質(zhì)量

前言：鋼結(jié)構(gòu)的建筑特點(diǎn)就是強(qiáng)度好，并且自重也輕，施工時(shí)速度相對(duì)于磚混結(jié)構(gòu)或者混凝土框架都要快，抗震性非常好，為使冬季的艱難施工順利進(jìn)行，必須合理分析，加強(qiáng)工作勞動(dòng)保護(hù)，克服使用鋼結(jié)構(gòu)的種種負(fù)溫度下的困難。冬季施工要做充分的前期準(zhǔn)備、計(jì)劃，加強(qiáng)安全的管理并且歸納編制注意事項(xiàng)及施工具體方案，確保工程質(zhì)量，本著不浪費(fèi)資金、盡量節(jié)約成本的原則做到安全生產(chǎn)，讓冬季施工能繼續(xù)進(jìn)行，如果一切盡如人意還可適當(dāng)加快進(jìn)程，有速度有質(zhì)量的完工[1]。

一、低溫對(duì)鋼結(jié)構(gòu)及施工的影響

（一）低溫對(duì)鋼材的焊接產(chǎn)生的影響

鋼結(jié)構(gòu)工程在冬季施工屬于在低溫下的焊接，這是工程界多年以來(lái)所關(guān)注的問(wèn)題，鋼結(jié)構(gòu)在低溫下焊接有極大危害，尤其是對(duì)焊縫的金屬，其直接的表現(xiàn)就是會(huì)出現(xiàn)裂紋，這會(huì)導(dǎo)致工作狀態(tài)下易發(fā)生脆斷，這必然使焊接技術(shù)的質(zhì)量下降，可想而知，其中存在著不可預(yù)期的不安全隱患，因此受到各方面的重視。

（二）低溫對(duì)脆斷的嚴(yán)重影響

大量的國(guó)內(nèi)及國(guó)外專(zhuān)家對(duì)鋼材的低溫力學(xué)性能以及斷裂韌度性能給予了大量的試驗(yàn)研究，用過(guò)精準(zhǔn)的計(jì)算，提出了鋼材結(jié)構(gòu)斷裂的模式和鋼結(jié)構(gòu)的低溫脆斷的分析方法和設(shè)計(jì)方法。其根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)鋼材的裂紋擴(kuò)展以及阻力曲線進(jìn)行了分析，并對(duì)鋼構(gòu)件發(fā)生的斷裂行為進(jìn)行了分析，提出了鋼結(jié)構(gòu)斷裂模式的方法及判斷。分析的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，低溫是使鋼材料的屈服強(qiáng)度提高和極限強(qiáng)度提高的極大因素，兩者的提高正是鋼材易脆斷的主要原因。

二、有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)的冬季施工的注意事項(xiàng)

（一）基本的施工要求

一切施工都必須按照鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)范來(lái)進(jìn)行，在負(fù)溫度的條件下來(lái)安裝鋼材結(jié)構(gòu)必須注意到溫度變化影響到外形及尺寸的細(xì)微偏差，偏差必須及時(shí)調(diào)整。鋼材沖擊時(shí)的韌性必須有所保證。在使用焊絲或者焊條時(shí)應(yīng)選用屈服強(qiáng)度低，打擊韌性較好的低氫型焊條，但應(yīng)注意一定要強(qiáng)度要求允許。堿性的焊條及焊接劑必須是要按照產(chǎn)品的出廠規(guī)定使用。

（二）鋼結(jié)構(gòu)制作

鋼結(jié)構(gòu)在低溫環(huán)境下放樣時(shí)，其銑刨的尺寸和切割的尺寸都必須要考慮到在負(fù)溫度下一定會(huì)收縮的影響，焊接時(shí)的接頭在構(gòu)件的下料時(shí)須要預(yù)留焊縫。普通碳素結(jié)構(gòu)鋼材工作的地點(diǎn)溫度不高于-16℃，低合金結(jié)構(gòu)鋼的丁作地點(diǎn)溫度不高于-12℃時(shí)不能實(shí)施冷矯正或者進(jìn)行冷彎曲。零件組裝要處理干凈，沒(méi)有水分，保持干燥。鋼板、鋼管等鋼材制品在焊接時(shí)預(yù)熱需要的溫度是由實(shí)驗(yàn)來(lái)決定的，厚度如果大于9mm的鋼板應(yīng)多層焊接而且必須設(shè)置引弧線和吸弧板，以免產(chǎn)生未焊透或者其他缺陷，露天下焊接時(shí)宜搭設(shè)臨時(shí)用的防護(hù)棚，雨水、雪花嚴(yán)禁飄落在焊縫上。

（三）鋼結(jié)構(gòu)的涂裝

一切涂裝步驟必須按涂裝的規(guī)范要求進(jìn)行，溫度低于5度或者風(fēng)力達(dá)到5級(jí)均不能涂漆，濕度大于70%時(shí)的時(shí)候也不可進(jìn)行涂漆。低于0℃的鋼質(zhì)構(gòu)件上涂刷防腐性質(zhì)的涂層之前，必須要進(jìn)行涂刷工藝試驗(yàn)，鐵銹、油污等其他雜質(zhì)均不可出現(xiàn)，加快干燥可以用熱風(fēng)、紅外線，禁止用水基涂料。

三、具體施工及組織措施

為保證冬季艱苦條件下能順利的施工，在開(kāi)始前期就須成立領(lǐng)導(dǎo)小組，就具體工作展開(kāi)討論，領(lǐng)導(dǎo)小組需要以項(xiàng)目經(jīng)理做為第一負(fù)責(zé)人，帶領(lǐng)其他相關(guān)人員做前期準(zhǔn)備，編制冬期施工方案。

（一）編制原則

在一切按照規(guī)定和要求完成的前提下盡量縮短工期，經(jīng)濟(jì)合理，盡量使增加的費(fèi)用最少，所需的材料和熱源都有可靠的來(lái)源并且減少消耗，重中之重的是確保工程質(zhì)量。

（二）施工之前的準(zhǔn)備

1、施工之前要對(duì)技術(shù)人員組織培訓(xùn)，其中包括管理火爐的人員、進(jìn)行測(cè)溫或者保溫的人員等，需要組織考試，考試合格人員才可以上崗[2]。強(qiáng)化范圍內(nèi)的有關(guān)知識(shí)很重要，在一切都考核合格時(shí)要按個(gè)人能力明確其具體的責(zé)任。準(zhǔn)確的了解天氣，防止會(huì)有寒流等不良天氣的突然襲擊，測(cè)試驗(yàn)人員需要去認(rèn)真去測(cè)量施工期間的室外氣溫，相關(guān)的溫度認(rèn)真做好記錄。2、根據(jù)工程量的實(shí)物安排組織相關(guān)的機(jī)具入場(chǎng)，保溫材料和外加劑也要入場(chǎng)，攪拌站須要認(rèn)真搭建，灶爐也要搭建，對(duì)于各種加熱材料必須檢查，可靠性十分重要，在保溫防凍等工作上要著重臨時(shí)供水管道，另外對(duì)于白灰膏也要充分重視。3、許多重要的施工配合比需要正確計(jì)算，這就需要砼以及外摻劑等的試驗(yàn)和試配工作要做好。4、現(xiàn)場(chǎng)的火源要大力度管理并且經(jīng)常查看，如果使用天然氣及煤氣時(shí)一定要仔細(xì)檢查看管，防止爆炸；使用焦碳爐、煤爐更加應(yīng)注意通風(fēng)和換氣，以防止失誤導(dǎo)致的煤氣中毒。為防止觸電和漏電，電源的開(kāi)關(guān)、控制箱等設(shè)施有必要加鎖管理，最好設(shè)專(zhuān)人來(lái)管理。5、一定要復(fù)核好施工圖紙，但凡是進(jìn)行冬季的施工項(xiàng)目，檢查好其是否適應(yīng)要求是根本，鋼結(jié)構(gòu)是否可以在冷狀態(tài)下安全過(guò)冬等問(wèn)題都是不容忽略的，這些都要通過(guò)圖紙來(lái)解決。

（三）施工的測(cè)溫

1、測(cè)量范圍主要是大氣溫度和原材料的溫度，這原材料其中包括水泥、水、砂子、石子等。2、測(cè)溫人員的任務(wù)很重要，天氣的溫度要報(bào)告工地負(fù)責(zé)人，相關(guān)人員必須的工具準(zhǔn)備好，按要求設(shè)置好測(cè)溫孔[3]。3、負(fù)責(zé)保溫、測(cè)溫以及摻外加劑的工程人員一定要及時(shí)看記錄，測(cè)溫人員24h都必須要有人上崗，需要實(shí)行交接班制度，測(cè)溫的記錄要保管好，最后歸檔備查。發(fā)現(xiàn)異常要及時(shí)的采取措施并且在第一時(shí)間報(bào)告給相關(guān)的領(lǐng)導(dǎo)。

（四）鋼結(jié)構(gòu)在冬季的安裝技術(shù)措施

1、冬季在運(yùn)輸或者堆存鋼構(gòu)件時(shí)一定要采取充分的防滑的措施，而且構(gòu)件所堆放場(chǎng)地必須保持地面無(wú)結(jié)冰，也不能有水坑，最好平整堅(jiān)實(shí)，在構(gòu)件的吊裝之前必須先對(duì)表面進(jìn)行清理，吊索也要清理，在構(gòu)件與構(gòu)件之間要加麻布?jí)|子或者薄的橡皮來(lái)防滑。2、負(fù)溫度下需要安裝鋼梁、鋼柱以及支撐等大的構(gòu)件后應(yīng)及時(shí)測(cè)量、校正并且可靠的固定。當(dāng)天的安裝品，既要保證鋼結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量，也要保證結(jié)構(gòu)的安全。3、高強(qiáng)的螺栓接點(diǎn)在進(jìn)行安裝時(shí)必須處理好構(gòu)件的摩擦，不能有積雪等，不可以被雨淋，不能有泥土油污等贓物，在安裝壓型板的過(guò)程當(dāng)中必須得限制露面的荷載，一定不能超過(guò)樓板的承載能力。4、栓釘在焊接前要測(cè)定參數(shù)，保證焊接的質(zhì)量[4]。

總結(jié)：鋼結(jié)構(gòu)在冬季施工的主旨就是通過(guò)人為來(lái)與惡劣的天氣抗衡以保質(zhì)保量的完成工程，這其中主要的一步是合理的分析寒冷的天氣對(duì)施工各個(gè)環(huán)節(jié)帶來(lái)的阻礙，這些阻礙必須由我們發(fā)現(xiàn)原因并且找出策略來(lái)克服，然后將我們所制定的克服方案應(yīng)用到每個(gè)環(huán)節(jié)。施工中保證焊接是重點(diǎn)，要在焊接的前期、中期、后期做好預(yù)熱、加熱、保溫處理，其目的也就是消除驟起的冷熱不定的溫度帶來(lái)的收縮。冬季施工的作業(yè)量很大，我們技術(shù)上的突破和創(chuàng)新不僅為施工的單位贏得了工期，業(yè)主也必然從中受益。

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