超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工焊接關(guān)鍵技術(shù)

曾榮城

摘要：我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的上升和城市化建設(shè)的不斷推進(jìn)，建筑行業(yè)已經(jīng)取得了不俗的成績(jī)，并且已經(jīng)成為了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。而隨著人口的上漲和對(duì)住房需求的增加，超高層建筑在建筑工程當(dāng)中占據(jù)著十分重要的地位。在進(jìn)行超高層建筑的施工過程當(dāng)中，所需要使用的技術(shù)具有很高的專業(yè)性，施工技術(shù)水平直接影響了建筑的整體質(zhì)量和后期的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：超高層建筑;鋼結(jié)構(gòu);焊接關(guān)鍵技術(shù)

1 前言

超高層建筑在施工過程當(dāng)中所需要涉及的技術(shù)有很強(qiáng)的專業(yè)性，而且操作難度比較大，還伴有很高的風(fēng)險(xiǎn)。在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的施工過程當(dāng)中，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和技術(shù)也有很高的要求，鋼結(jié)構(gòu)直接影響了超高層建筑的整體質(zhì)量。為了能夠確保超高層建筑能夠順利的實(shí)施完成并且投入應(yīng)用，就需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的施工過程進(jìn)行深入的研究和分析。使得超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量得以提升，確保實(shí)施過程當(dāng)中能夠符合技術(shù)上的要求，保證建筑整體水平。

2 超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)概述

超高層鋼結(jié)構(gòu)焊接施工特點(diǎn)主要在于以下幾個(gè)方面。首先是超高層建筑存在著數(shù)量眾多的厚板和高強(qiáng)度鋼，再進(jìn)行焊接施工的時(shí)候，施工的實(shí)際難度會(huì)很大程度上的放大。焊接施工過程各種對(duì)變形的控制是十分難的，還需要對(duì)殘余應(yīng)力進(jìn)行消除，在焊接過程中還要防止層狀撕裂。在我國(guó)的許多超高層建筑當(dāng)中存在著大量的巨型鋼柱和港版剪力墻，例如在深圳京基100大廈建筑過程當(dāng)中面臨著大量的厚度大于五十毫米的厚鋼板的焊接，而最厚的鋼板超過了一百二十毫米，焊接工作面臨巨大的挑戰(zhàn)，對(duì)于焊接技術(shù)也有很高要求。而在有些超高層建筑當(dāng)節(jié)點(diǎn)板厚度使得節(jié)點(diǎn)的重量超過了塔吊的起重性能還需要進(jìn)行分解的處理，十分的不便。另外由于其重量和面積比較大，在運(yùn)輸過程中也增加了許多的困難。在進(jìn)行焊接的過程當(dāng)中鋼結(jié)構(gòu)會(huì)因?yàn)楦邷厝菀桩a(chǎn)生變形，無(wú)法進(jìn)行控制。在高空進(jìn)行作業(yè)的過程當(dāng)中，還會(huì)存在一定的風(fēng)險(xiǎn)性。

3 超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)防形變措施

在進(jìn)行超高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)焊接過程當(dāng)中，由于高溫所產(chǎn)生的形變是一項(xiàng)十分復(fù)雜的問題，需要采取一定的措施進(jìn)行解決。

3.1 臨時(shí)加固

在超高層鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接施工的過程當(dāng)中，比較重要的一些部位是鋼板剪力墻，鋼板剪力墻一般都與超長(zhǎng)的橫焊縫相并存，進(jìn)行焊接過程中很容易因?yàn)楦邷囟a(chǎn)生形變。需要對(duì)這一部位進(jìn)行控制器焊接變形，我們一般都會(huì)利用角鋼臨時(shí)加固剪力墻來(lái)對(duì)鋼板剪力墻進(jìn)行加固處理，一般會(huì)設(shè)置在每道鋼骨梁上。另外在鋼結(jié)構(gòu)當(dāng)中存在著一定量的豎向焊縫，而且其長(zhǎng)度也達(dá)到了五公分之多。一般來(lái)說(shuō)進(jìn)行焊縫的焊接一般都是從下往上依次進(jìn)行的，但是這樣的方法會(huì)使得豎焊縫受熱順序和成形的順序受到影響，從而影響焊接之后效果產(chǎn)生難以控制的變形。因此這樣的焊縫就不應(yīng)該利用從下往上的方式來(lái)進(jìn)行焊接，而且在施工過程當(dāng)中還要采取一定的措施進(jìn)行變形控制。

3.2 焊接順序

焊接順序直接決定了焊縫所受的成型和瘦弱，受冷的順序，從而影響焊接施工的實(shí)際效果和鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。在進(jìn)行超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)漢津施工過程當(dāng)中，面臨著十分復(fù)雜的結(jié)構(gòu)以及數(shù)量眾多的構(gòu)，施工過程有很大的難度。為了能夠在眾多的工序當(dāng)中，防止焊接變形的出現(xiàn)，就要對(duì)焊接順序進(jìn)行科學(xué)合理的安排。例如在對(duì)巨柱進(jìn)行焊接的過程當(dāng)中，應(yīng)該先對(duì)成條焊縫進(jìn)行焊接，而且當(dāng)焊接進(jìn)行到三分之一的厚度之后就需要將臨時(shí)連接的耳板進(jìn)行去除。然后需要從四個(gè)方向，同時(shí)進(jìn)行均等速度的焊接這一個(gè)過程需要多個(gè)工人，同時(shí)進(jìn)行，并且分段進(jìn)行逐步的退焊。這一施工過程對(duì)工人的施工技術(shù)有很高的要求，需要保證速度，均等，而且焊接的溫度也要控制在80℃到150℃之間。在進(jìn)行焊接工作過程當(dāng)中要操作人員輪換進(jìn)行，但是，焊機(jī)不能夠停歇，需要進(jìn)行連續(xù)作業(yè)一直到整條焊縫焊接完成。

4 超高層建筑焊接新技術(shù)

4.1 電加熱技術(shù)

傳統(tǒng)的焊接技術(shù)一般都是利用火焰來(lái)進(jìn)行直接加熱的，但是在超高層建筑的焊接施工當(dāng)中就并不適用了。超高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)存在著節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，而且鋼板的厚度十分高的特點(diǎn)。在利用火焰進(jìn)行加熱過程中會(huì)出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象，而且會(huì)對(duì)焊接產(chǎn)生影響，從而影響鋼結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。因此，目前在進(jìn)行超高層鋼結(jié)構(gòu)的焊接施工過程當(dāng)中一般會(huì)利用電加熱來(lái)進(jìn)行預(yù)熱，這樣一來(lái)就可以進(jìn)行均勻的加熱，而且能夠?qū)囟冗M(jìn)行有效的掌控。利用電加熱的方式來(lái)進(jìn)行預(yù)熱，已經(jīng)成為了超高層焊接當(dāng)中廣泛應(yīng)用的一種新技術(shù)。電加熱過程當(dāng)中所需要使用的加熱器需要專門的定制，需要提前對(duì)構(gòu)件的形狀、尺寸和厚度進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量來(lái)制定出適用的電陶瓷加熱器。

4.2 焊接機(jī)器人

隨著科學(xué)我的發(fā)展焊接過程當(dāng)中自動(dòng)化的程度也有所提高，但是在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的焊接施工過程當(dāng)中，自動(dòng)化機(jī)械的使用率還比較低。但是在超高層建筑的焊接施工過程當(dāng)中，鋼結(jié)構(gòu)越來(lái)越朝著重型化和復(fù)雜化發(fā)展，這樣一來(lái)焊接機(jī)器人就應(yīng)運(yùn)而生，并且被應(yīng)用于焊接施工當(dāng)中。利用焊接機(jī)器人來(lái)進(jìn)行焊接操作，會(huì)使得操作人員的工作量和專業(yè)技能的要求大大的降低了。相比于人工操作，利用焊接機(jī)器人進(jìn)行焊接形成的焊縫會(huì)更為美觀，而且焊接的過程當(dāng)中會(huì)十分的穩(wěn)定，意外發(fā)生的情況比較少。目前焊接機(jī)器人還處于開發(fā)和研究階段，沒有進(jìn)行大面積的推廣。在進(jìn)行研究過程當(dāng)中還需要進(jìn)行新型設(shè)備的研制來(lái)，滿足各種不同情況下的焊接需求。另外還要對(duì)焊接的材料進(jìn)行一定的改進(jìn)，在進(jìn)行具體改進(jìn)過程中需要進(jìn)行防風(fēng)性能的開發(fā)使之能夠適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接。

5 結(jié)語(yǔ)

鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量安全對(duì)整個(gè)超高層建筑的質(zhì)量水平有著很重要的影響作用。為了能夠提高超高層建筑工程質(zhì)量安全，就需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊接施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究和改進(jìn)。在施工過程當(dāng)中做好施工安全的保障工作，利用現(xiàn)代化的科學(xué)手段進(jìn)行監(jiān)督和管理工作，保證工程能夠安全順利的完成。提升超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量與水平，從而確保建筑整體的質(zhì)量水平，促進(jìn)建筑行業(yè)有序發(fā)展。

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