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Abstract: the author after many years of construction experience, the accumulation, which summed up industrial building steel structure installation of welding quality on the foundation of the problem, from "person"," machine"," material"," law"," ring " wait for a respect, discussed industrial plant installation of steel structure welding quality effectively control.
Key words: steel structure; installation; industrial plants; welding; quality control;
中圖分類號:O213.1文獻標識碼:A 文章編號:
0引言
隨著社會經濟的不斷提升,科學技術的提高,鋼結構建筑的應用越來越普遍。但是,由于鋼結構焊接質量而產生的鋼結構質量問題與安全故事和隱患,也引起了大家的關注。本文結合具體工業(yè)廠房鋼結構項目的焊接施工實踐,總結與探討如何進行工業(yè)廠房鋼結構安裝的焊接質量控制。
1問題綜述
根據調查、研究得出結論:工業(yè)廠房鋼結構安裝中焊接質量問題主要存在以下幾個方面:
1)焊接變形。焊接變形包括縱、橫向收縮、彎曲變形、角變形的扭曲變形等,焊接變形主要是由于焊接受熱不均所至,它不僅可以改變鋼結構外觀形狀、幾何尺寸、降低裝配質量,甚至有時會降低結構的承載能力,使構件質量達不到設計和使用要求。同時,為矯正這些變形,往往要花費大量工時。矯正復雜變形,矯正工作量有時遠遠超過焊接工作量,如果很嚴重的殘余變形,經矯正后也無法達到使用要求,或根本無法矯正時就只能報廢。
2)殘余應力與殘余變形。在鋼結構施工過程中,由于焊接溫度的不均勻變化和對焊接變形的校正,均使構件產生殘余應力;焊接溫度的不均勻變化和框架對構件的約束作用,亦使其產生殘余應力和殘余變形。對于多跨鋼框架,梁柱節(jié)點的焊接殘余應力和殘余變形,將在梁的軸線方向上積累,前一根梁焊接產生的變形,使后一根梁預留的焊縫坡口寬度增加,為填補坡口,需增加焊縫的寬度,因而產生更大的焊接殘余應力和殘余變形,如此逐跨地積累,使框架最終產生很大的殘余應力和殘余變形。焊接殘余應力的存在,雖不會影響結構的塑性極限強度,但會降低構件的剛度,影響其彈性極限承載力;且殘余變形的存在,使框架的二階效應增加。
3)突發(fā)性斷裂。突發(fā)性斷裂在鋼結構安裝施工中時有發(fā)生。其特點是突然發(fā)生,其斷口呈整齊的切割面狀,這種斷裂極具破壞性與危險性,往往施工人員還沒反應過來事故就發(fā)生了。究其原因,一般是焊接電流增大或焊接速度降低,從而使焊接線能量增大,導致熱影響區(qū)的晶粒變得粗大(即生成粗大的鐵素體和珠光體),從而使該區(qū)域的韌性大大降低,引發(fā)突發(fā)性斷裂。
4)其他焊接質量缺陷。如焊縫咬邊、焊瘤、夾渣、氣孔、未焊透等質量問題。
2質量控制的實踐
2.1焊接質量控制措施
根據ISO9001質量體系控制標準,我們在實施本焊接工程中對人、機、料、法、環(huán)采取了以下控制措施:
(1)對“人”的控制?!叭恕报D――主要是指操作者及檢驗、試驗者。按照ISO9001質量體系相關條款要求,首先,對焊接人員、無損檢測人員的資格及能力進行鑒定,包括檢查資格證書是否有效,檢查資格證書所注明的允許操作范圍,是否與目前即將開始的工程要求相一致,如焊接母材、焊接方法、焊接位置是否與焊工合格證所注明的相一致;其次,進行必要的技術培訓。例如,為確保施工質量,參加本次焊接施工的焊工全部按照JGJ 81-91《建筑鋼結構焊接規(guī)程》第八章“焊工考試”的規(guī)定,進行了考試并取得合格證,才進入現場進行焊接。
(2)對“機”的控制?!皺C”―――是指焊接設備、烘干設備和無損檢測設備。施工前,我們均對相關設備預先鑒定和檢查。如,焊接設備預先的鑒定與檢查就包括:焊機的型號是否與焊接工藝要求匹配,焊接的電流、電壓是否穩(wěn)定,焊機電流的調整效果,焊機上的監(jiān)測儀表是否有效等;對無損檢測設備的鑒定與檢查內容主要有:設備能力是否與焊件檢測的要求相匹配,設備運轉是否正常等。
(3)對“料”的控制?!傲稀报D――主要指焊接母材、焊接材料(焊條、焊劑、焊絲)等。對“料”的控制主要包括:焊接材料合格證、質量證明、外觀質量、包裝、標識等的驗證,必要時還需進行復驗。
(4)對“法”的控制。“法”―――主要是指焊接工藝,包括焊接工藝評定和焊接施工技術方案。這是我們焊接質量控制的重點環(huán)節(jié)。對于焊接工藝評定,我們首先是編制并確定了焊接工藝,并在此基礎上確定預熱、后熱及層間溫度、電特性(電流種類、極性、焊接電流、焊接電壓)、操作特性(焊接速度、擺動否、擺動參數、焊接層次)等。
對于焊接施工技術方案,由焊接技術人員編制,并貫徹具體焊接操作方法及注意事項。主要包括焊接材料及其烘干要求、焊接順序、焊接層次、預后熱及層間溫度、不同焊接位置時的焊接線能量(焊接電流、電壓、焊接速度)等。針對鋼結構焊接容易出現的質量問題,還對關鍵部件的焊接進行了重點監(jiān)控。例如,主梁的對接焊縫焊接,由于主梁的對接接頭為階梯形接頭,故其焊接順序為:先焊接側焊縫,再焊接仰焊縫和平焊縫,最后焊接橫向焊縫。在焊接對接焊縫時須先用直徑Φ3.2mm的焊條做打底焊接;然后再用直徑Φ4.0mm的焊條做填充焊接;用Φ3.2mm的焊條蓋面。在安裝的過程中,強調不要隨意增加對接接頭之間的間隙,控制好坡口角度,減少熔敷金屬截面積。在橫向焊縫與平面焊縫、側面焊縫和仰焊縫的交接處設置引弧板,以消除起弧和落弧帶來的缺陷。特別是在進行立焊縫焊接中要注意兩點:
1)在進行打底焊接時,要適當增加熔敷金屬的厚度,增加焊接線能量,以增大鋼板的受熱范圍,防止焊后鋼板冷卻過快而導致焊縫開裂;
2)立焊縫成形后,必須等焊縫冷卻至環(huán)境溫度后,再焊接仰焊縫和平焊縫。周詳的焊接方案,確保了主梁焊接的質量。又如,針對焊接殘余變形和殘余應力問題,我們采用熱加工法和機械矯正法來矯正變形。熱加工法矯正變形的關鍵是正確使用火焰和溫度,加熱的溫度宜為750~900℃,此時的鋼板顏色表現為暗紅色,但是同一部位加熱矯正次數不得超過2次,并應緩慢冷卻,不得用水驟冷。機械矯正法是用千斤頂來矯正變形的方法,把千斤頂放置在變形鋼梁的一側,其基座放置在剛度較大的梁上,然后通過千斤頂對變形的梁施加外力,使鋼梁回到適宜的位置,讓這種狀態(tài)保留一定時間后,再卸下千斤頂。結果焊接殘余變形和殘余應力消除取得比較好的效果。
(5)對“環(huán)”的控制?!碍h(huán)”―――是指焊接操作環(huán)境,包括氣候環(huán)境和工作環(huán)境。氣候環(huán)境包括溫度、濕度、風速等;工作環(huán)境包括工件表面干燥及清潔程度(有無油污、鐵銹)等。
上述五個方面因素如果發(fā)生變化,應再次確認其是否仍然符合要求。實施焊接全過程的連續(xù)監(jiān)控的目的,就是確保影響焊接質量的諸因素始終處于控制之中,從而確保焊接質量符合要求。例如,焊接操作人員發(fā)生了變化,應重新審核新增人員的資格及能力是否符合相應的要求。特別是對重要節(jié)點、承重梁等的埠接,還應在實地測量焊接操作時的電流、電壓以及焊接速度的同時,立即計算出其焊接線能量,以便發(fā)現線能量超出規(guī)定范圍時,能立即通知焊工調整焊接參數。
3結束語
結合以上所述,通過對“人、機、料、法、環(huán)”五個方面對焊接質量進行控制,以及全程質量監(jiān)控,使工程順利完工,并如期投入使用。并保證各項使用功能保持良好,焊接工程質量也就得到充分的肯定。
參考文獻:
[關鍵詞]建筑鋼結構 施工技術 質量
中圖分類號:TU393.2 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)15-0189-01
改革開放為我國建筑市場帶來了新的機遇,促進了行業(yè)內市場發(fā)展以及規(guī)模的擴大。鋼結構作為建筑整體的重要組成部分,其施工質量對建筑后期使用和維護具有重大影響。為此提高鋼結構施工技術水平,保證鋼結構工程施工質量,是當前建筑鋼結構施工過程中的首要工作。
1 建筑鋼結構施工準備工作
建筑鋼結構施工過程順利進行要確保四大施工要素:鋼結構施工方案圖紙、施工技術人員、施工材料與施工機械設備。建筑鋼結構施工方案明確了施工目的與步驟,是保證鋼結構施工質量的重要因素,因此,施工方案的設計與圖紙繪制工作中,專業(yè)設計人員要結合設計要求與施工現場實際情況,對項目方案進行整體規(guī)劃與設計,保證施工方案的合理性與可行性。在施工圖紙繪制完成后,應由專業(yè)人員結合工程實際情況對施工圖紙進行審核,保證施工方案與圖紙質量。
2 建筑鋼結構施工技術要點
2.1 鋼結構安裝技術
鋼結構的安裝要嚴格按照施工圖示要求,在施工基準確定后開始安裝。鋼結構施工基準的確定要嚴格基準測量與確定規(guī)程,保證施工基準準確性。在安裝過程中,鋼結構各個部分所采用的構件的型號與數量都要按照施工要求,確定鋼結構構件合理的安裝與焊接順序,并及時進行施工情況記錄與審核,保證構件準確安裝。首先,在鋼結構構件安裝前,應進行構件預安裝,在確定構件連接尺寸符合設計要求后再進行構件實際安裝,對預安裝中存在的失誤和誤差進行調整與修改,保證構件安裝質量。其次,在鋼結構施工過程中,要確保施工安全進行,對于大型機械設備的應用,要確保設備操作人員具有足夠的操作技術水平,并依照圖紙要求,先安裝中心鋼結構,再逐步擴展到各配套部分的構件安裝,保證施工安全、有序的進行。最后,要做好鋼結構施工管理工作,對施工人員進行合理分配,明確施工責任,保證各崗位技術人員能發(fā)揮各自職責,確保施工過程有條不紊的進行,進一步提高施工效率與質量。
2.2 鋼結構構件連接技術
建筑鋼結構施工過程中,構件連接方式主要包括焊接連接與螺栓連接兩種連接方式。其中,焊接方式由于其設備簡單、操作方便以及經濟性等優(yōu)點在鋼構件連接中應用范圍很廣,構件間進行焊接連接對連接面影響很小,這也是構件連接中普遍采用焊接的重要原因,值得注意的是,在傳遞動力的構件連接中,不能使用焊接方式。焊接連接主要包括電阻焊和電弧焊兩種,電阻焊常用于冷、彎且厚度較小構件的焊接中,相對于電阻焊來說,電弧焊具有較好的焊接質量,是我們優(yōu)先選擇的焊接方式。在鋼構件焊接過程中,要根據構件連接實際情況選擇合適的焊縫類型,焊縫類型包括角焊縫和對接焊縫,對接焊縫進行焊接時,又可以根據實際要求將對接焊縫完全焊透或不完全焊透,應滿足鋼結構構件中,不同作用的構件在連接方式的需求。角焊縫焊接方式優(yōu)勢在于焊縫形狀簡單、操作方便,缺點則是承受載荷能力有限,不能承受較大的動力載荷。對接焊縫焊接優(yōu)點是焊接用料少、具有較高的疲勞強度和承受載荷的性能,同時也能均勻傳遞動力載荷,保證系統(tǒng)運行平穩(wěn),缺點則是焊接精度要求高,焊接花費時間長等。在實際施工過程中,應根據兩種焊接方式的優(yōu)勢去缺點,合理選擇焊接方式,以達到最佳焊接效果。
3 建筑鋼結構施工質量控制方法與措施
建筑鋼結構施工具有一定的施工難度,施工難度大不能降低施工質量,施工單位應根據鋼結構施工經驗不斷探索創(chuàng)新施工新技術新手段,制定切實可行的質量控制管理措施,保證高效率、高質量的鋼結構施工工作。
3.1 建筑鋼結構施工前期質量控制
建筑鋼結構施工是一項復雜的工程,這不僅表現在施工技術涉及到多個專業(yè)知識,同時工程構件與材料也包括相當多種類與數量。因此,在工程施工前期階段要做好鋼結構施工基礎工作,對施工單位工程施工資質進行審查,同時也要嚴抓構件、材料與設備質量,保證鋼結構施工單位施工技術水平以及施工基礎設施與材料的質量。建筑鋼結構施工工作是在建筑建設基礎上進行的,因此,在建筑基礎工程的施工過程中,應做好建筑施工質量控制工作,同時,對于影響鋼結構施工工作的地腳預埋螺栓,嚴格控制地腳螺栓的種類、數量以及預埋定位位置準確度。強化工程施工管理體制,提高施工管理水平,將施工責任具體落實到個人,明確施工責任與目標,做好鋼結構施工前期工作,營造良好施工氛圍,確保鋼結構施工水平與質量。
3.2 建筑鋼結構施工過程質量控制
鋼結構施工過程中為保證施工質量,必須嚴格依照方案圖紙要求進行安裝,施工技術人員應充分熟悉圖紙,保證施工順序、施工技術要求等落實到實際,確保施工實際情況與圖紙方案相一致,當施工圖紙與實際情況出現沖突時,應立即停止施工,經由施工人員與設計人員商議并作出決定后再開始施工作業(yè)。鋼結構施工過程中,構件間是通過焊接方式進行連接的,因此焊接質量是否符合質量要求對整體鋼結構施工質量具有很大的影響。為確保構件之間的準確焊接,構件安裝時應首先進行預焊接,在確認構件安裝準確后再進行加固焊接,這一過程中,根據構件焊接標準選擇合適的焊接材料,并對焊接工藝水平進行檢測,保證焊接質量。
3.3 建筑鋼結構竣工階段質量控制
完成建筑鋼結構施工作業(yè)后,應由專業(yè)檢測機構對鋼結構安裝質量進行驗收。工程驗收過程中,要對鋼結構整體質量進行檢測,同時,應重點對鋼結構構件質量、構件的安裝質量以及構件連接質量進行檢查,確保工程施工質量必須符合我國建筑鋼結構施工要求標準。工程施工質量驗收完畢后,應由檢測機構出具工程施工質量證明以及驗收記錄等書面材料,并交由工程施工管理單位進行復審并確認。
4 結語
我國社會經濟水平的不斷提高加大了鋼結構在建筑施工過程中的應用,是我國未來建筑業(yè)發(fā)展的主要方向.我們必須制定完善合理的鋼結構施工質量以及控制管理措施,同時加大建筑鋼結構施工質量控制與管理工作力度,也要對施工圖紙、施工設施等多個方面進行監(jiān)督與控制,這樣可以實現建筑工程整體質量的有效提高及控制,保證建筑施工質量,在建筑后期投入使用后實現其巨大的社會效益與經濟效益。
參考文獻
[1] 梁華茂.探討鋼結構建筑施工技術與質量控制措施[J].建筑遺產,2013, (6):36-37.
關鍵詞:煙臺文化中心;鋼結構工程;施工難點;建筑工程;鋼骨柱梁 文獻標識碼:A
中圖分類號:TU39 文章編號:1009-2374(2016)17-0104-03 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.17.050
煙臺文化中心鋼結構工程,薈萃了建筑鋼結構工程幾乎所有的結構形式,結構新穎,形式多樣,造型獨特,施工安裝難度高。工程從結構主體框架開始,一直到主體封頂,再到屋面造型,都有鋼結構的存在。隨著主體施工同步進行歷時兩年,總共完成鋼結構3000
多噸。
按照施工部位分為:勁性混凝土中的鋼骨柱梁;大劇院屋頂鋼結構;大劇院屋面大石頭造型;京劇院小石頭造型;C區(qū)屋面飄板鋼結構;C區(qū)石頭造型鋼結構;B區(qū)飄板網架及鋼管柱結構;A區(qū)博物館屋頂鋼結構;大劇院、京劇院、青少年劇院頂部吊掛、馬道、音橋鋼結構等。按照結構形式分為:焊接H型鋼柱梁、焊接十字型、丁字型柱;焊接球網架;大直徑鋼管混凝土;由H型鋼組焊成的大跨度鋼桁架;鋼管桁架等。下面就幾個代表性的工程實例進行總結介紹。
1 勁性混凝土鋼骨柱梁
1.1 本工程的鋼骨柱梁的特點
1.1.1 鋼板厚度較大,材質為低合金結構鋼,焊接性能較差,焊接要求高。
1.1.2 截面種類較多,焊接空間少,焊接操作困難,焊接變形不易控制。焊接工字梁最大的截面高度能達到1.7m。
1.1.3 對接焊縫等級高,全部為一級焊縫。尤其是施工現場環(huán)境惡劣,現場對接一級焊縫不易實現。
1.1.4 現場安裝困難。由于工程投標時地面以上的結構圖紙不完備,現場的塔機分布沒有考慮鋼骨柱梁的吊裝,部分區(qū)域塔機覆蓋不到,導致此部分鋼骨柱梁安裝全部采用人工倒運,人力吊裝。
1.1.5 構件重量大,吊裝困難。由于現場塔機的起重能力有限,而由厚板焊接成的鋼骨柱梁重量大,吊裝困難。
1.2 最佳的施工解決方案
根據工程特點,建設、設計、施工單位提出多個制作安裝方案進行討論優(yōu)化組合,最后形成最佳的施工解決方案。
1.2.1 針對低合金鋼厚板的焊接,進行嚴格合理的焊接工藝評定工作,焊接過程中嚴格按照焊接工藝評定的參數進行焊接操作,工廠內對所有二級以上的焊縫進行100%自檢,并請市質監(jiān)部門進行第三方的檢驗
監(jiān)督。
1.2.2 對于十字形和T字形的截面焊接操作空間困難的情況,工廠內預先按照1∶1比例制作好樣板進行參照。為控制焊接變形,采用對稱焊、間斷焊等合理的焊接順序,保證構件不變形。
1.2.3 焊接工藝保證達到一級焊縫的要求。工廠內對接焊縫采用面K型坡口,單面焊接完畢背面清根保證焊透,埋弧自動焊焊接。對于現場的對接一級焊縫,采用二氧化碳氣體保護焊焊接,藥芯焊絲,工廠內加工好單面V型坡口,托底墊板焊接,保證底部間隙在6mm以上。現場接頭采用臨時定位板使用高強螺栓進行臨時固定,焊接完畢后割除磨光。
1.2.4 對于塔機覆蓋不到的部位鋼骨柱梁的吊裝,使用塔機將構件吊運至最遠處,使用滾杠、撬杠等工具將構件人工倒運至吊裝位置,現場搭設三角形吊裝支架,使用電動葫蘆或手拉葫蘆進行鋼骨柱梁的緩慢就位,待鋼梁就位后立即搭設腳手架進行臨時支撐,固定好后進行焊接。
2 大劇院屋頂鋼結構
2.1 鋼結構的施工難點
2.1.1 單榀重量大,安裝高度高,鋼桁架的吊裝非常困難。
2.1.2 現場安裝臨時支撐要有足夠的承載力,自身結構穩(wěn)定,安裝時不能導致結構變形,實施起來極其困難。
2.1.3 厚板焊接,現場焊接工藝不易保證。
2.1.4 現場安裝如何保證設計要求的起拱度。
2.2 具體措施
2.2.1 由于施工現場無法進入汽車吊,使用了起重量最大的K40塔機布置在大劇院的施工部位。為了滿足起重量的要求,將K40塔機設置在結構主體的內部,盡量靠近鋼桁架的施工部位,距離越短吊起的鋼桁架的重量越大,在其穿過樓板時留出施工洞,待鋼結構施工完畢拆除塔機后再將預留洞重新澆筑封堵。
為了保證桁架的整體受力不受影響,經與設計方北京京冶設計院溝通,同意施工時只能將每榀桁架分為3段吊裝,空中拼接后焊接,根據現場K40塔機的吊裝能力,幾乎到了其吊裝的極限,最遠部位的吊裝單元還是有點超重。為了解決這個問題,決定用北側的80塔機輔助吊裝最遠的單元。
現場吊裝時,由專業(yè)指揮同步指揮兩臺塔機,統(tǒng)一協(xié)調,輕抬輕起,保證按照預先的吊裝方案順序進行鋼桁架的吊裝。
2.2.2 由于起重機械的限制,所有鋼桁架不能整體吊裝,只能分段吊裝后現場拼接,這就牽扯到現場的臨時支撐問題。項目部考慮了很多支撐方案,結合考慮采用滿堂腳手架的方案比較經濟合理。
搭設滿堂腳手架支撐也有非常大的困難,那就是需要搭設的高度高。大劇院觀眾廳是階梯式,可以根據腳手架的施工方案、依據地勢進行搭設,腳手架支撐的最高處有21m。最難的是舞臺部位的滿堂腳手架,需要從地下室的基礎筏板搭設到頂,搭設高度有45m,難度極大。各部門協(xié)作配合,通過嚴格計算和討論,編制了專項腳手架施工方案,方案對舞臺內腳手架自身內部加設水平和垂直方向剪刀撐外,還對腳手架的四周與結構框架柱進行了大量拉結,解決了腳手架的穩(wěn)定性問題。
2.2.3 為保證鋼桁架的拱度,預先在腳手架支撐上,鋼桁架的就位位置,腳手架立桿加密,在立桿上增加小橫桿,按照鋼桁架的起拱要求事先放線位置架設小橫桿,為減少小橫桿變形及鋼桁架就位之后的調整,在每根小橫桿下部加設頂絲頂住小橫桿,這樣就增加了腳手架支撐的穩(wěn)定性并可在鋼桁架就位后進行微量調整。
3 屋面“大小石頭”鋼結構
3.1 大小石頭的施工難點
3.1.1 鋼桁架相貫節(jié)點加工困難。由于空間鋼管的分布復雜和不規(guī)則多面體的自身特性,在大石頭表面多面相交處,鋼管相貫的特別多,造成此處節(jié)點結構復雜,鋼管集中,角度較小。最復雜的節(jié)點鋼管數量有
8支。
3.1.2 鋼管規(guī)格多,各個鋼管構件的相貫口都不一樣, 制作和安裝復雜。
3.1.3 鋼管桁架的空間跨度大,安裝高度高,空間造型復雜,鋼管桁架的空間定位放線、就位困難。
3.2 采取的解決措施
針對大小石頭的工程特點,通過分析研究,采取以下措施:
3.2.1 使用計算機設計加工軟件Tekela進行空間建模,將節(jié)點的每支鋼管的相貫口分解繪圖、加工,在按照相貫順序依次對相貫鋼管進行編號1、2、3……,然后根據電腦上兩支鋼管的軸線偏差數值和角度關系先組裝主管與1號支管,檢查合格后立即進行相貫接口的焊接,焊接完成后再依次組裝2號和3號支管、3號和4號支管,依次類推。
3.2.2 為了實現空間鋼桁架的精確加工,首先進行了鋼桁架的精確放樣,精確放樣就需要進行精確的空間建模。使用Tekela軟件對大石頭進行空間建模,鋼管相貫的精確放樣,以現代科技的手段為鋼桁架的加工制作提供了強有力的技術支持和品質保證。每支鋼管構件都有對應的加工圖,為了加工出來的構件不混淆,構件的表示顯得極其重要。
3.2.3 對于復雜的空間鋼結構造型,其空間位置的放線控制歷來是鋼結構施工的難題,對于大石頭這樣的不規(guī)則多面體也是一樣。 通過對大石頭的整個體系進行了詳細分析,發(fā)現整個大石頭是由10個相對比較獨立、各不相同、跨度很大的門式鋼桁架所組成,如果將這10個門式桁架安裝好之后,再加上事先加工好的相貫節(jié)點,整個大石頭的整體外形就基本成型了,然后再以這10個門式桁架和相貫節(jié)點為基礎,進行其他鋼管構件、支撐等的放線。
4 京劇院飄板網架及鋼管柱鋼結構
4.1 此部分鋼結構的施工難點
4.1.1 焊接球網架是個傾斜的平面,連接B區(qū)和C 區(qū)屋面,網架的施工高度高。由于網架位于整體建筑的中部,大型吊裝機械無法進入吊裝,安裝困難。
4.1.2 大跨度網架的高空組裝焊接,網架的起拱度不易保證。
4.1.3 大直徑、大厚度鋼管柱市場上買不到,需要施工企業(yè)自己加工制作。
4.2 具體的施工措施
4.2.1 網架的安裝方式優(yōu)先采用的是整體吊裝,其次是空中散裝。由于地下室樓板的限制,大型吊裝機械無法進入吊裝,拔桿吊裝也由于下面的鋼管柱的妨礙而無法實現,只能空中散裝方式。
空中散裝需搭設滿堂腳手架,這個腳手架由于高度高(最高處接近30m)、四周沒有支撐拉結固定點,又因網架是個傾斜面,搭設難度大,因此編制了可靠的腳手架專項施工方案。腳手架頂部,距離網架下弦30cm滿鋪架子板,安全網封閉好,操作工人就在架子板上進行網架的組裝焊接。
4.2.2 網架的最大跨度為41m,為保證在腳手架上空中組裝起拱要求,預先在腳手架兩邊、對應著網架的每排下弦球處,立一根架子管,上面做好本排下弦球的標高標記,每排下弦球標桿之間拉線控制本排下弦球的標高和軸線,再在網架的跨度方向,拉一通長的鋼絲來控制長度方向的軸線。預先算好每排下弦球的標高,再加上起拱高度,這樣網架組裝時拱度就自然顯現出來了。由于腳手架上面加大墊塊晃動過大,不易實現,我們在每個下弦球的位置全部加設腳手架用的頂絲,調整到下弦球的標高,很好地解決了這個問題。
4.2.3 鋼管柱的直徑為1500mm,其中底部的兩根鋼管柱直徑為2000mm,材質為Q345B,這么大直徑的低合金結構鋼管市場上根本買不到,只好購買鋼板自己卷制加工。而且Q345B鋼板強度大、厚度大,鋼板卷制作非常困難。根據現場2514塔機的起重能力,把30多米的鋼管柱分為6段進行卷制。卷制好后運至工地進行現場吊裝、焊接。
【關鍵詞】 鋼結構;施工;質量控制;措施
1 前言
鋼結構廠房以其低廉造價、快速施工、性能優(yōu)異的優(yōu)點在我國被大量推廣應用,在市場經濟以及國外鋼材成品的競爭壓力下,我國在建設鋼結構廠房過程中對鋼材產量和質量要求日益提高。但我國鋼結構廠房在建設實踐中常常出現一些與質量要求相駁的質量問題,根據分析得知主要原因出在:鋼結構廠房建設圖紙,鋼結構生產廠家生產鋼材產品質量,建筑施工單位的施工水平,鋼結構廠房焊接材料,焊接工藝,施工管理過程不嚴等。因此在這種情況下,鋼結構廠房的施工質量控制需要得到業(yè)主、承建、監(jiān)理三方的高度重視,從而才能有效保證我國鋼結構廠房的質量。
2 鋼結構廠房施工中出現的質量問題
2.1 鋼結構廠房建設圖紙
鋼結構廠房的施工圖紙常常存在抄襲現象,即現在準備建設的廠房和之前施工完成的廠房相類似,設計師為了省時省力,拿出之前的圖紙稍作修改,在這種情況下,很容易出現”錯、缺、漏”等問題,同時圖審機構對這種圖紙的審核力度也存在欠缺,使施工圖紙出現問題。
2.2 鋼結構生產廠家生產鋼材產品
當前國內鋼結構生產廠家數目眾多,生產水平參差不齊,有些先進的廠家會采用機械數控來完成下料、鉆孔、除銹、焊接等,而技術落后的則采用人工操作。故而在施工前要詳細考核鋼結構生產廠家的產品質量。生產鋼結構的過程中,主要從以下幾點進行質量控制:下料、成型、鉆孔、除銹、焊接、運輸等。下料前應將使用的材料進行檢查核對,例如材質、尺寸等指標。在進行鋼結構的組合時,應保持好水平度和垂直度,且避免焊接部位有毛刺或雜物。待加工完成后,根據設計圖紙做好每一個產品的編號。列出發(fā)貨清單,交付給施工方。
2.3 鋼結構廠房施工不規(guī)范
施工隊伍的施工水平不一,就會出現施工過程中不是同一個施工隊完成所有的工序,造成施工組織不規(guī)范,這樣直接影響施工的進度、質量。
2.4 鋼結構廠房焊接材料不過關、焊接工藝不精湛
焊接作為鋼結構廠房施工“銜接”部分的重要性不言而喻,但是由于焊接材料問題或者焊接人員技術問題,常會出現焊接氣泡、焊接縫隙、焊接夾渣等問題。
2.5 施工管理過程不嚴
施工方的管理應貫穿始終,從鋼結構的采購到最后的交付使用都應細致完成。當前在很多鋼結構廠房的施工過程中,監(jiān)理單位都不能認真做好本職工作,對于各個環(huán)節(jié)的監(jiān)督只是走馬觀花,管理上的漏洞往往也會導致質量問題的發(fā)生。
3 鋼結構廠房工程施工質量控制的措施
3.1 鋼結構廠房施工前準備
在鋼結構廠房施工前為了確保鋼結構廠房的質量過關,施工前的準備工作一定要詳細、周到。具體如下:
(1)鋼結構圖紙的轉化。施工單位負責完成二次轉化圖,目的是通過圖紙的轉化使得方便指導施工,特別注意的是連接節(jié)點圖的轉化。
(2)編制施工方案。施工方案是施工單位指導施工的重要文件,因此施工方案的制定決定了整個工程的質量、進度。且施工方案的制定要根據鋼結構廠房的設計進行量身制定,同時還需交予相關部門進行審批。
(3)焊接工藝的制定。作為現場指導的技術性指標,焊接工藝的制定有著舉足輕重的作用。而且焊接工藝不是一成不變的,對于每個鋼結構廠房在建設中因為其鋼材用料的差異,需要制定不同的焊接工藝,從而指導現場施工。
3.2 鋼結構質量控制要點
(1)原材料的質量控制。在鋼結構廠房選料過程中對有關的原料,例如:鋼材、涂料、焊接材料、固件材料、鑄件等必須嚴格要求其符合國家現行標準的要求,特別是有些進口原材料,要根據設計和規(guī)范要求進行復檢。
(2)零部件加工品質控制。零部件作為鋼結構廠房的連接部件,其在整個施工過程的質量控制一定要嚴格控制,特別是對零部件的外形和制孔尺寸、細節(jié)等,不能出現誤差。
(3)構件組裝質量的控制。焊接H型鋼和螺旋焊鋼管是廠房鋼結構立柱主要鋼管,焊接H型鋼的質量控制要從焊接質量、腹板拼接縫隙、尺寸、變形量進行控制。
(4)焊接材料質量的控制。焊接工藝的優(yōu)良直接決定了鋼結構廠房結構性能的好壞,而焊接工藝高低主要原因是由焊接材料好壞決定的,因此焊接中要詳細分析焊接材料是否符合標準,通過詳細分析進行焊接。
(5)材料運輸、放置的控制。因為鋼結構在運輸、放置過程中容易出現腐蝕、變形、油漆脫落等情況,因此對鋼結構運輸、放置要嚴格按照標準進行處理,包括對長度較長部件支撐等處理。
3.3 鋼結構安裝質量控制
(1)加強對施工圖紙的審核。施工之前相關技術人員需要在管理人員的指導組織下對施工圖紙做詳細的了解。如有不懂的地方,相關工程師要做好答疑,圖紙在確定前要仔細的審核,確保圖紙萬無一失,才能開始施工,這樣才會在施工過程中保證施工質量。
(2)施工組織設計的優(yōu)化。施工組織設計的問題常常出現在隨意拼湊、設計抄襲等,因此施工管理人員需要對施工組織設計進行優(yōu)化,一個合理的施工組織設計往往能提升工程的質量和進度,減小成本消耗。同時施工單位的施工組織設計制定完成后,監(jiān)理單位要進行審核,保證方案的合理性。
3.4 鋼結構廠房施工過程中質量控制
3.4.1 基礎部分的質量控制
鋼結構廠房基礎部分和傳統(tǒng)鋼筋混凝土廠房的基礎部分是一致,主要為混凝土,是鋼結構的廠房的重要組成部分,基礎工程的問題常常變現為:錨栓未垂直、錨栓預埋誤差、鋼柱腳底的擴孔技術誤差等,為了避免上述情況的出現,保證施工安全和后期的使用安全,就需要在錨栓施工的過程中運用角鋼或者粗鋼筋進行固定,且要焊接成籠狀。鋼結構安裝過程分為安裝前、安裝中、安裝后,我們主要強調安裝前和安裝后的注意事項:安裝前,廠房的標高、基礎軸線、定位軸線等部位需要反復檢查,確定無誤。安裝后,在每次驗收過程中對以下幾點要做出詳細檢測,一.混凝土強度是否達標。二.周圍填土、道渣是否夯實。三.各個軸線和變高是否準確。
3.4.2 主體部分質量控制
(1)鋼構件質量的達標驗收。鋼結構廠房建設中鋼構件的質量達標驗收需要按照指定的標準進行檢驗,包括質量檢驗、數量檢驗、尺寸檢驗等。質量檢驗是通過對鋼構件的質量進行稱量,并對構件的材料進行檢驗。數量檢驗是要嚴格根據明細表審核數量是否為規(guī)定值。尺寸檢驗是通過隨機抽檢對構件的質量進行驗收。
(2)鋼構件安裝質量控制。鋼構件的安裝主要是柱子安裝,問題常常為柱子的垂直度不符合施工驗收要求,這種問題的原因就是鋼構件安裝過程中出現的問題。因此在柱子安裝過程中要詳細確認墊鐵是否墊實、柱子是否垂直、梁的平衡度是否達標、螺栓是否擰緊等,在構件安裝結束后驗收人員需要按照相關要求進行驗收。盡可能避免誤差。
(3)焊接質量控制。要求焊條合格,對焊接人員的技術水平要求嚴格,焊縫禁止出現氣泡、裂紋、焊瘤、夾渣等,焊接結束后需要對焊接處進行超聲波或者射線探傷進行檢驗,不合格的重新進行焊接。
(4)涂刷質量控制。鋼結構廠房為了保持其耐久性,需要對表面進行涂料涂刷,涂刷禁止出現油污、毛刺等異物。
4 結語
總而言之,鋼結構廠房建設過程中,為了保證施工安全及以后的使用安全,必須嚴格控制鋼結構的質量,特別是對有關原材料的質量控制、對零部件的加工品質控制、對相關構件組裝的質量控制、對焊接質量的控制以及對材料運輸、放置的控制,在以上質量控制的要求下通過嚴格的檢驗、檢測,才能保證鋼結構原材料、施工質量符合安全要求,才能保證施工安全和使用安全。
同時對施工人員、管理人員的技術要求嚴格.作為施工人員或者管理人員,需要認真的學習相關的技術知識以提升專業(yè)素養(yǎng),要嚴格按照國家相關標準執(zhí)行,從而提升施工管理水平,在業(yè)主、施工、監(jiān)理單位三方的互相監(jiān)督、互相督促下,才能保證鋼結構廠房的整體質量。
參考文獻
[1] 朱立果,成凱.淺析鋼結構廠房建設中的施工與質量控制[J].廣東科技,2012,21(11):958-959
關鍵詞:焊接技術;鋼結構;建筑
前言
在鋼結構施工領域中,焊接技術占據十分重要的作用,焊接水平直接決定著鋼結構工程的質量水平,可以顯著增強鋼結構的生命力。對此,在此后的建筑領域中,應廣泛應用焊接工程技術,針對存在的問題制定合理的解決措施,以切實提高鋼結構的施工質量與效果。
1鋼結構建筑特點
一方面是鋼結構的優(yōu)勢,鋼結構的施工周期較短,施工規(guī)模較大,且采用流水線技術,可以在現場進行安裝,施工便捷。同時,可以二次回收利用鋼結構,避免了浪費問題,降低了施工成本。因此,鋼結構在工程操作中得到了廣泛認可與贊同。且鋼結構工程施工速度較快,可以實現大批量生產,保證了施工的便利性,可以在優(yōu)化施工流程的基礎上,縮短施工周期,提高施工質量。相較鋼筋混凝土結構,鋼結構自身的重量較輕,建設適應性較大,適用于地震強度較高且承載力較弱的區(qū)域。另一方面,在鋼結構建筑工程中,鋼材導熱性能良好,高于普通材料。因此,施工過程中,鋼結構建筑工程會出現超出鋼材本身最大熔點值的問題,無法保證鋼結構施工的剛度與強度,影響了建筑質量。因此,在鋼結構建筑方案的實施過程中,施工人員應做好防火設計工作。同時,在耐腐蝕方面,鋼結構本身材料的含鐵量較大,鐵的抗腐蝕性能較強,在使用期間極易出現水分與空氣氧化問題,導致生銹,降低了鋼結構施工效果。對此,在鋼結構實際施工期間,相關工作人員應充分考慮可能出現的相關問題,設計預防方案,以免出現更多的使用問題,全方位提高建筑工程質量水平。
2鋼結構焊接技術
2.1高強鋼焊接技術
在采用高強鋼焊接技術時應選擇合理焊材,強節(jié)點弱桿件施工時應選擇沖擊韌性、強度均高于木材標準規(guī)定的最低值的焊接材料,以保證焊接接頭各方面性能均達到標準規(guī)定的最低值,提高焊縫的可塑性。在厚板焊接過程中,施工人員應結合厚度效應選擇合理強度的焊材,當節(jié)點拘束度較大時,配用低強焊材應保證1/4板厚以下標準,保證鋼材的沖擊韌性。同時,還應根據重點施工流程合理選擇焊材韌性,以確保焊縫、韌性均達到鋼材的基本標準要求。施工人員應選擇碳當量評定法、熱影響區(qū)最高硬度試驗評定法、插銷試驗臨界斷裂應力評定法等評價高強度焊接性,并進行裂紋試驗控制。在確定最低預熱溫度時,施工人員應充分結合坡口試樣抗裂試驗進行,以達到預期的硬度控制效果。施工人員應根據不同板厚T型接頭角焊縫熱影響區(qū)硬度達到350HV對應的冷卻溫度確定焊接線能量,并結合板厚范圍、裂紋敏感指數、熔敷金屬擴散氫含量確定最低預熱溫度,根據鋼材特定曲線、冷卻時間以及接頭輸入等因素確定最低預熱溫度。
2.2低溫焊接施工工藝
低溫環(huán)境焊接時應盡量選擇超低氫焊接材料與低氫焊接材料,保證烘焙與保溫措施的嚴格執(zhí)行,提高焊材質量水平。焊前防護過程中,施工人員應在焊接作業(yè)區(qū)域搭建防護棚,形成焊接封閉空間,盡量避免損失熱量。若施工企業(yè)沒有條件搭建防護棚時,施工人員還應在焊接防護區(qū)域采用其他合理防護措施,并在氣體保護焊過程中充分保護焊接氣瓶,避免氣溫過低。為了保證焊接質量,施工人員還應合理控制層間溫度與預熱溫度。低溫焊接時,預熱溫度應稍高于常溫下的焊接溫度,確定構件焊接區(qū)域方向,使其大于或等于二倍鋼板厚度的木材,焊接溫度不得低于預熱溫度的基本標準:≥20℃。除此之外,施工人員在焊接期間還應加大定位焊熱輸入,選擇正式焊接相同的預熱條件,增大焊縫截面與長度,不得在坡口外的母材上打弧。為了避免因定位焊接引起收縮裂紋問題,施工人員應在熄弧時填滿弧坑,采用擺幅焊接方法,在嚴格控制層間溫度的基礎上,保證焊接后熱與保溫效果。
2.3厚鋼板焊接技術
在建筑鋼結構施工中,厚鋼板得到了廣泛應用,比如國家體育場工程最大鋼板板厚可達到110mm,更多鋼結構開始廣泛采用厚鋼板,促進了厚鋼板材焊接技術的快速發(fā)展,擴大了建筑用鋼范圍。同時,在厚鋼板焊接期間,施工人員還應做好裂紋與變形的控制預防工作,選擇合理的坡口方式,比如可以選擇X坡口或雙U型坡口,若采用單面焊接適應在焊透的基礎上,盡量提高工作效率,選擇窄間隙與小角度坡口,降低焊接剩余應力,減少焊接收縮量,保證層間與預熱溫度的合理性。
3建筑鋼結構焊接工作期間注意的問題
3.1加工前做好準備及下料工作
在鋼結構加工工作正式開始前,相關工作人員應根據施工圖紙做好前期準備工作,根據工程項目的實際情況進行下料與放料,且在制造樣板時應遵循放樣要求,不斷矯正鋼材,優(yōu)化鋼材下料流程,避免偏差超出規(guī)則允許范圍,保證建筑工程的整體質量水平。在鋼板領域中還應做好多領域的預防措施,避免腐蝕,以保證鋼結構施工質量維持在較高水準。
3.2測量放線期間注意問題
施工人員在頂測標高時應針對測量過程可能出現的偏差溫度開展詳細檢測,遵循土建標高基準線,做好相關的預防防護措施,在保證檢查工作詳盡性的基礎上,記錄檢查結果,在此基礎上給出詳盡具體的施工方案,并沿著樓板外沿開展相應的施工措施。
3.3控制焊接節(jié)點構造
在設計鋼結構焊接節(jié)點時應避免出現變形問題,嚴格控制焊縫數量及大小。焊接鋼結構期間極易出現焊縫數量多且尺寸大等問題,以致頻繁出現焊接變形情況,對此,工作人員應嚴格控制焊縫大小及數量,盡可能選擇恰當的焊縫坡口大小及形狀,以保證鋼結構的承載力,減小截面積。同時,鋼結構焊接時應盡量在物體截面對稱處確定焊接節(jié)點位置,保證中性軸焊接點盡量靠近中性軸,避免接近高應力區(qū)。除此之外,還應合理選擇節(jié)點形式,避免因應力集中及高溫集中等因素引起變形問題,且在多向交叉位置不得設置節(jié)點。
3.4懸掛臂安裝焊接注意
在安裝懸掛臂過程中,施工人員應合理采用焊接措施,正式開始焊接前對焊接點進行調試,做好懸掛臂施行坡度的設計工作,保證實際焊接期間不出現偏差問題,做好后續(xù)的施工措施。之后應找準焊接位置,放置第一條懸掛臂,并隨之進行第二條懸掛臂的焊接工作。當懸掛臂均確定準確位置后,則可以進行點焊,找出懸掛臂的最高與最低位置,以保證后續(xù)各項工作的合理開展,提高焊接質量水平。在異型鋼連接過程中,施工人員在進行各項操作時應遵循標準規(guī)定,磨平棱角突出的地方,促進焊接工作的規(guī)范化與科學化,且在完成焊接工作后,施工人員應細致磨平。
3.5改進鋼結構焊接工藝
改善焊接變形問題時,工作人員應充分重視鋼結構焊接工藝的改進。一是確定合理的焊接順序,工作人員應嚴格根據相關規(guī)定確定鋼結構的組裝與焊接流程,保證自重壓力的承受情況,以符合構件組裝標準。同時,在焊接鋼結構時應一次性焊接小型構件,之后根據合理順序進行組裝。在焊接較大鋼結構時應先完成小構件的焊接工作,之后再進行組裝與焊接。為了避免部件組裝期間出現變形問題,工作人員在選擇零部件型號時應保證符合相關規(guī)定,避免外力強制性拼接過度,盡可能保證焊接接頭熱量的均勻性與溫度的適當性。且還應做好反變形工作,鋼結構焊接時會發(fā)生收縮反應,一定程度上減小了構件原有的尺寸大小,因此,應利用反變形方式彌補因熱脹冷縮出現的變形問題。除此之外,還應確定合理的焊接夾具,更好地固定較大型的構件,確定合理的焊接平臺與焊接工具。
3.6優(yōu)化調整校驗結果
在完成懸掛臂的安裝工作后,施工人員還應全面檢驗安裝質量工作,實行懸掛臂安裝操作過程中詳細檢查垂直方向的施工情況,嚴格掌握側邊下垂程度,在安裝懸掛臂之后,保證坡度的合理性,以此為標準確定懸掛臂整體穩(wěn)定性,提高鋼結構的施工質量。同時,還應利用超聲波探傷儀檢測節(jié)點形式與焊縫質量,保證焊接強度。除此之外,在應用鋼結構焊接技術的過程中還應全面檢查焊接質量,精細化記錄焊接材料的質量與應用情況,有效監(jiān)管焊接流程,規(guī)范焊接人員的操作行為,提高焊接安全重視程度。在焊接結束后,工作人員也應根據相關標準進行精細化評定,保證建筑工程的功能性,爭取為人們提供滿意的建筑空間。
3.7建筑鋼結構焊接技術質量管理
實際焊接操作過程中,各層面出現問題的程度與幾率較高,其包含于隱蔽工程的范圍內。根據相關調查結果可知,焊縫重新操作問題大多因焊接質量引起。對此,施工人員應由整體層面分析,保證焊接施工操作滿足現行規(guī)程要求,嚴格遵循技術標準。