鋼結(jié)構(gòu)拼裝與焊接施工的質(zhì)量控制要點(diǎn)

白曉方 勾應(yīng)林

(1.華電和祥工程咨詢有限公司，山西 太原 030006; 2.中國能源建設(shè)集團(tuán)山西電力建設(shè)一公司，山西 太原 030006)

隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，建筑工程質(zhì)量要求的不斷提高，鋼結(jié)構(gòu)建筑物以其強(qiáng)度高、周期短、質(zhì)量輕，材料均勻，塑性、韌性好，抗震性能優(yōu)越，制造簡單，工業(yè)化程度高，施工周期短，密閉性好，構(gòu)件截面小，有效空間大等特點(diǎn)，加之其具有施工速度快、預(yù)制、安裝簡便快捷、可實(shí)現(xiàn)高層大跨度建構(gòu)，當(dāng)前在很多施工行業(yè)中都有了深入的應(yīng)用。同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的外形效果越來越新穎，視覺性越來越震撼，逐步應(yīng)用廣泛和多樣化。在鋼結(jié)構(gòu)施工中，拼裝與焊接的施工是整個(gè)質(zhì)量控制的關(guān)鍵，本文著重對該工序的質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行了論述。

1 拼裝的質(zhì)量控制要點(diǎn)

1)鋼結(jié)構(gòu)在加工廠家完成后，出廠前，應(yīng)對構(gòu)件的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，出具材料的力學(xué)、機(jī)械性能的化學(xué)成分報(bào)告，在加工中的材料、預(yù)拼裝的質(zhì)量驗(yàn)收記錄，齊全完整，并附構(gòu)件、零配件的發(fā)貨清單及組裝的順序代碼。鋼結(jié)構(gòu)安裝中，在其主要構(gòu)件中禁止利用短料進(jìn)行拼接，在施工設(shè)計(jì)圖紙中有特殊規(guī)定的除外，不得在面板、墩頂處有橫向接縫，腹板在垂直方向必須采用整板。施工所用鋼材在安裝之前要求必須全部進(jìn)行二次檢驗(yàn)，如發(fā)現(xiàn)鋼材出現(xiàn)變形等情況，可以在不損壞鋼材自身強(qiáng)度和牢固度的情況下進(jìn)行展直矯正。連接復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行預(yù)拼裝。

2)拼裝鋼結(jié)構(gòu)吊裝機(jī)械選擇，根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際施工情況，對拼裝使用的場地及吊裝機(jī)械進(jìn)行統(tǒng)一的考慮，場地內(nèi)應(yīng)采用壓實(shí)機(jī)械壓實(shí)，地基承載力滿足規(guī)范的要求，四周設(shè)置排水溝渠，場地內(nèi)設(shè)置一定的坡度，以不聚水為宜。

3)對每段構(gòu)件機(jī)械進(jìn)行重量驗(yàn)算，取最大值乘以2倍的重量系數(shù)作為起重機(jī)械的選用原則，當(dāng)采用兩臺機(jī)械吊裝同一構(gòu)件時(shí)，應(yīng)進(jìn)行吊裝重量的驗(yàn)算，根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果選用吊裝機(jī)械。當(dāng)受場地和機(jī)械起重能力條件限制時(shí)，對構(gòu)件進(jìn)行切割和分段，為保證工程質(zhì)量，盡量提高起重機(jī)械的起吊能力，最大程度的減少現(xiàn)場拼裝的段數(shù)，當(dāng)不可避免時(shí)，現(xiàn)場拼裝的位置，應(yīng)設(shè)置在應(yīng)力最小的四分位上。

4)構(gòu)件拼裝時(shí)，應(yīng)保持和及時(shí)糾正構(gòu)件的預(yù)拱度、平面尺寸，使結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定性和不發(fā)生變形；對在裝卸、運(yùn)輸、吊裝等過程中破壞掉落的噴涂油漆，應(yīng)在焊縫焊接完成，噴涂面漆時(shí)，同時(shí)進(jìn)行，保證顏色的一致性及噴涂質(zhì)量。

5)構(gòu)件的對接應(yīng)采用精密儀器進(jìn)行測量定位，所使用的量具、儀器、儀表等測量儀器必須經(jīng)過計(jì)量部門的檢查合格，在標(biāo)定的期限內(nèi)，同時(shí)應(yīng)相互校驗(yàn)，確保安裝的精度要求。由于GPS定位系統(tǒng)的測量誤差較大，不能滿足構(gòu)件的定位要求，杜絕使用該系統(tǒng)對構(gòu)件進(jìn)行測量定位。構(gòu)件比較復(fù)雜時(shí)，拼裝時(shí)應(yīng)進(jìn)行空間三維放樣，使構(gòu)件的曲線平滑擬合，應(yīng)多點(diǎn)精確定位，不能以折代曲或以彎代直，平順對接，保證整體的平滑流暢。

6)為保證構(gòu)件的焊接質(zhì)量，拼裝對接時(shí)應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度，進(jìn)行預(yù)拼裝，拼裝實(shí)行分段，一節(jié)為一個(gè)單元。焊接前先進(jìn)行預(yù)裝，在預(yù)裝過程中可以提前對鋼材構(gòu)件的尺寸、連接所需的栓柱、孔眼位置等進(jìn)行檢驗(yàn)、排查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除誤差，確保在后期的實(shí)際焊接的順利，保證焊接成品的質(zhì)量。對于孔眼誤差在3 mm以內(nèi)的，可以使用鉸刀銑孔，銑孔后的直徑應(yīng)控制在原本直徑的1.2倍范圍內(nèi)；預(yù)裝后，經(jīng)檢驗(yàn)合格，應(yīng)在構(gòu)件上標(biāo)注上下定位中心線、標(biāo)高基準(zhǔn)線、交線中心點(diǎn)等。同時(shí)在構(gòu)件上編注順序號，做出必要的標(biāo)記。必要時(shí)焊上臨時(shí)支撐和定位器等，以便按預(yù)拼裝的結(jié)果進(jìn)行安裝。如采用假隔艙的方法，對接頭、節(jié)段的位置進(jìn)行編號，拼裝尺寸需滿足精度的設(shè)計(jì)，確保施工構(gòu)件整體的拼裝流暢及準(zhǔn)確到位。

7)鋼結(jié)構(gòu)連接中的高強(qiáng)度螺栓連接。高強(qiáng)度螺栓連接的質(zhì)量直接決定著整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)連接的質(zhì)量。在安裝之前，就要對高強(qiáng)度螺栓的各方面質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查、控制，必須使用有正規(guī)出廠證明、有明確批號的產(chǎn)品，對螺栓的表面抗滑移系數(shù)要有嚴(yán)格檢測，并且要對各批次的螺栓定期進(jìn)行軸力抽檢。同時(shí)，做好對于螺栓的保護(hù)也很重要，螺栓的防銹、防污工作必須到位。在安裝中，對于孔眼的要求孔徑與高強(qiáng)螺栓的直徑剛好匹配，不得隨意用強(qiáng)力改動(dòng)孔徑大小。為保證孔徑的精確度，要在預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)時(shí)采用胎架模具以防變形，并且采用固定保護(hù)措施運(yùn)輸構(gòu)件。在構(gòu)件的安裝中，必須保證接觸面平整，且接觸面面積不得小于構(gòu)件表面的75%，接觸面邊緣之間的間距必須在0.8 mm以內(nèi)。在高強(qiáng)度螺栓的整個(gè)過程中，對每個(gè)部件的安裝順序、操作流程、扭力大小、緊固度等都要嚴(yán)格監(jiān)控，安裝完畢后，要對每一個(gè)螺栓進(jìn)行安裝質(zhì)量復(fù)檢、修正，確保不存在欠擰、超擰情況，以使高強(qiáng)度螺栓的安裝工藝達(dá)到規(guī)定要求。

2 焊接的質(zhì)量控制要點(diǎn)

2.1 焊接介質(zhì)材料的選擇

應(yīng)與所用鋼材的化學(xué)成分、強(qiáng)度、力學(xué)性能等相適應(yīng)，所選用焊材的品牌應(yīng)通過合格的焊接工藝綜合評定并試驗(yàn)選取，當(dāng)采用手工焊時(shí)，應(yīng)采用E50XX型焊條。對于同種材質(zhì)的鋼構(gòu)件進(jìn)行焊接時(shí)，在焊接介質(zhì)材料的選擇上，遵循與焊接接頭、母材材質(zhì)同等的原則。對于碳鋼與低合金鋼或不同強(qiáng)度等級的低合金鋼焊接時(shí)，在焊接介質(zhì)材料的選擇上，遵循就低原則選擇，即以兩種材料里強(qiáng)度等級較低的為準(zhǔn)。

2.2 焊接工藝的評定

為保證整個(gè)焊接工藝的質(zhì)量，在進(jìn)行正式焊接前，首先應(yīng)進(jìn)行焊接工藝的評定試驗(yàn)，編制焊接工藝的文件，經(jīng)相關(guān)單位認(rèn)可后方可進(jìn)行下步的施工。

在焊接前，技術(shù)人員必須對作業(yè)焊工進(jìn)行技術(shù)交底，明確焊接工藝參數(shù)，定位焊、焊縫清理、焊縫檢測及工藝的要求，嚴(yán)格按照現(xiàn)行的國家規(guī)范的要求執(zhí)行。

2.3 工地焊接

1)環(huán)境的要求。工地焊接時(shí)，母材的焊接部位對環(huán)境的要求比較高，必須對焊接部位進(jìn)行有效的防護(hù)，采取措施進(jìn)行防風(fēng)、防潮和預(yù)先加熱、烘干進(jìn)行配置。在滿足設(shè)計(jì)要求和符合施工工藝要求的前提下，方可進(jìn)行焊接作業(yè)。當(dāng)雨雪天、母材表面潮濕或大風(fēng)的露天天氣，嚴(yán)禁作業(yè)，必須采取有效的防護(hù)措施，滿足風(fēng)力小于5級，溫度不小于5 ℃，濕度不大于80%的條件下方可進(jìn)行焊接作業(yè)。

2)焊接的質(zhì)量控制要點(diǎn)。環(huán)向焊縫應(yīng)采用手工焊或自動(dòng)焊，對接頭應(yīng)做成階梯形。鋼結(jié)構(gòu)工地的焊接應(yīng)采用全焊接工藝，即對于焊接實(shí)施的前、中、后進(jìn)行全過程控制。首先，在實(shí)施焊接前，對進(jìn)行操作的人員要求必須持證上崗，對于操作所使用的焊材的質(zhì)量嚴(yán)格把控，使用正規(guī)出廠并有合格證的焊條。其次，在實(shí)施焊接操作過程中，對于焊縫的外觀、工藝要嚴(yán)格要求管控。打火引弧操作必須控制在焊縫區(qū)之內(nèi)，焊縫無裂紋、無焊瘤；在坡口內(nèi)起弧的局部面積應(yīng)焊接一次，不得留下弧坑，二級焊縫要求做到無氣孔、無夾渣、無弧坑裂紋，一級焊縫要求做到滿焊、無咬邊。在焊接結(jié)束后，為確保每一道焊縫的質(zhì)量可控，焊工要在指定部位加蓋鋼印，并在確保不損害焊縫完好度的情況下進(jìn)行檢測。頂板、腹板、底板接縫要錯(cuò)開，錯(cuò)開位置與前后分段節(jié)段錯(cuò)開位置不重合。

3)焊縫的質(zhì)量控制要點(diǎn)。為確保焊縫質(zhì)量，要求所有連接焊縫及溶透的對接都應(yīng)采用溶焊，坡口焊接時(shí)貼角的焊縫，如設(shè)計(jì)未能給出準(zhǔn)確貼角尺寸，一般不能小于1.5(t)1/2考慮取值，t為兩焊件中較厚焊件的厚度。頂板、底板的縱橫向?qū)雍缚p、外腹板與頂板、斜底板間的焊接縫隙全部為Ⅰ級的溶透性焊縫，并最好做到熱熔金屬量少、焊后不易變形的坡口。

4)焊縫檢測的質(zhì)量控制要點(diǎn)。焊接完成后，應(yīng)對焊縫進(jìn)行無損檢測，主要構(gòu)件的對接接頭和角接頭的機(jī)械性能(包括拉伸、彎曲和沖擊)的試驗(yàn)值不得低于母材的標(biāo)準(zhǔn)值。當(dāng)檢測的焊縫不合格時(shí)，應(yīng)進(jìn)行返修重焊，返修的次數(shù)不宜大于2次，在第二次返修時(shí)，應(yīng)查明不合格的原因。

3 結(jié)語

在實(shí)際建筑施工中，操作水平、材料質(zhì)量、施工工藝等方面的諸多原因，對鋼結(jié)構(gòu)的拼裝和焊接質(zhì)量都有著重要影響，需要我們?nèi)ミM(jìn)一步深入了解行業(yè)現(xiàn)狀和新技術(shù)、新材料、新工藝；同時(shí)，在施工過程中，要針對質(zhì)量問題出現(xiàn)的原因，采取有效應(yīng)對措施，通過對拼裝和焊接兩個(gè)關(guān)鍵工序的重點(diǎn)控制，全面提高整體施工質(zhì)量。