高层钢结构施工工艺及焊接技术的应用

黄瑞婕 乔琳

【摘要】随着高产能钢结构施工需求的进步，研究其施工工艺及焊接技术的应用凸显出重要意义。本文首先介绍了高层钢结构施工的难点，分析了施工中存在的问题及预防措施。在探讨其施工质量控制的基础上，研究了焊接变形的控制方法。

【关键词】高层钢结构；施工工艺；焊接技术；应用

一、前言

作为一种常见的施工方法，高层钢结构施工在近期得到了极大的推广，研究其施工工艺及焊接技术的应用，能够更好地提升其实际水平，从而优化钢结构的实际施工效果。本文从介绍高层钢结构施工的难点着手本课题的研究。

二、高层钢结构施工的难点

1.选择塔吊

为了使施工速度得到加快并降低劳动消耗，必须合理对垂直运输设备进行选择。选择塔吊与整个塔吊的运行安全产生直接联系，不仅与钢结构安装使用的进行考虑，而且还应对相关单位的吊装任务进行分析，从而实现施工任务的共同完成。若在选择塔吊时有不合理存在，会对工程的正常施工造成影响，从而导致安全隐患产生。

2.布置施工现场平面

科学合理地布置施工现场平面，确保存在足够的使用面积对物料和众多数量的构件进行堆放。该工程现场位置狭小，因此应选择市郊的一块中转场地。堆场运用架空钢平台。布置堆场时，应尽可能与塔吊靠近，使塔吊起重性能得到充分发挥。当天需使用的钢结构构件应提前放置在现场的堆放场内，当有不合格变形产生，则应及时进行处理，避免对安装进度造成影响。

3.安装大型构件

大型构件相对较重，应分批将钢柱运至现场实施对接，与工程现场条件、结构特点及运输设备相结合，控制上部灯笼架的大箱梁构件程度，使其达到40m，且有31t重即可。所以应运用分段加工的方法，分段运输至现场后实施拼装，然后开展整体吊装工作。

4.控制结构测量

高层建筑的施工必须与测量技术相结合，使钢结构的精度得到有效控制。某工程中，结构构成主要包括内框筒和外框筒两部分，因此控制外框筒四根角柱的精度显得极为重要。为了使其稳定性得到保障，应运用多次校正和调整的方法对钢结构进行处理，该工程对稳定性的控制是通过提前预计偏移趋势实施跟踪测量校正。

5.焊接后钢板

高层钢结构厚板焊接质量对建筑结构安全产生影响。在焊接施工中，应对焊接顺序和速度实施及时调整，操作者的水平和执行焊接工艺的能力都与后钢板的焊接質量产生直接联系，选用具有高层钢结构施工经验的焊工完成施焊工作。所以，对于该工程而言，应运用二氧化碳气体半自动保护焊，具有良好的工艺性能和较高的施工效率。

三、高层钢结构施工中存在的问题及预防措施

1.钢结构安装存在的问题：单位无安装工艺，安装构件无顺序，如钢结构构件已全部安装到顶，但主钢柱仍没有进行焊接固定，而边上的辅助小钢柱已全部焊完了；螺栓装配面不符合要求，影响螺栓安装和紧固；螺栓丝扣损伤，螺杆不能自由旋入螺母；现场焊缝不到位，如刚性连接衬垫焊间隙太小，无法焊透，结果垫板手一拉就掉，衬垫板规格不符合要求，甚至用钢筋代替，焊缝的成形不好，高低不平，宽窄不一，飞溅焊瘤未清除，咬肉气孔较多，弧头弧尾不加引熄弧板，出现凹陷等。

2.安装阶段的预防措施：安装构件时应严格按安装工艺顺序进行，当天应形成稳固的框架单元，当不能形成时，应加缆风绳固定，防止出现倒坍事故。钢构件柱、梁安装完毕后，应尽快调整钢柱垂直度和高差垫片，然后封闭柱脚，并及时二次灌浆密实。高强螺栓表面浮锈、油污，以及螺栓孔壁毛病，应逐个清理干净。使用前必须经防锈处理，试拼装用的螺栓，不得在正式拼装时使用。螺栓应专人保管和发放。处理装配面应考虑到施工安装顺序，防止重复进行。并尽量在吊装之前处理。使用前螺栓应进行挑选，清洗除锈后作好预配。丝扣损伤的螺栓，不能做临时螺栓使用，严禁强行打入螺孔。预先选配的螺栓，组件应按套存放，使用时不得互换。加强安装现场焊接质量控制，尽可能选择具有较高水平的焊工焊接，提高焊接质量。

四、高层建筑中钢结构施工质量控制

1.测量放线控制

定位轴线准确性对于高层建筑钢结构体系非常重要，尤其是基础轴线位置的准确程度，细微的偏差都有可能对钢构件的安装质量造成不良后果，因此要尽量减少钢构件的摩擦与碰撞，提高测量放线过程中的精细程度，对放线整个过程要随时监测。

2.焊接过程控制

高层建筑钢结构各构件之间是靠焊接进行连接，因此焊接施工的质量和技术会对钢结构的使用寿命与构件强度造成直接影响。要做好焊接施工，第一步是要选择自觉性好、责任心强、工作素质好、技术水平佳的焊接施工团队。第二步要优化焊接环境，因为环境温度过低、过高，或是焊接表面油污、潮湿，这均会使得焊接出现裂纹等不良质量问题，同时，焊接过程里也要依据规范标准进行加热工作与后热工作。

3.安装过程控制

钢构件的安装过程是高层建筑钢结构体系中的核心阶段，涵盖了钢构件的检验、油漆、固定、调整、吊装、组装等一系列施工过程。首先，安装钢结构前，需要严格检查钢构件的设计文件以及产品合格证书等，同时准确记录相关构件的实际尺寸。如果构件残缺或变形程度超出了允许范围，那么需要针对性处理，并编制科学矫正方案和测量技术交底。其次，钢构件在全部吊装完后，即要复测钢构件的轴线控制点，这是在焊接施工之前对吊装对接部位准确性的查验，同时要确保临时支架的稳定性，以保障施工过程的安全。

五、钢结构焊接变形的控制方法分析

1.设计上的钢结构焊接变形控制分析

钢结构由于本身固有的属性，有着成材后不易修复的特点。如果钢材料在设计过程中就存在不足和缺陷，那么焊接变形便会不可避免。而这时的误差只能依靠人工修复，如果设计存在严重缺陷，那么钢材料只能回炉从造了。设计上的缺失会导致钢材料在焊接变形中的不可控制，而合理科学的设计则会大大降低焊接的难度，将焊接过程中的变形减少到最低。

2.施工过程中的焊接变形控制分析

在钢材料的施工和焊接过程中，焊缝的不同形式和节点的不同构造是钢材料焊接施工的依据。对于焊缝要以对称焊接的方法进行施工。而不对称焊缝则需先对焊缝较少的一侧优先焊接，然后再进行另一侧的施工。在焊接后所产生的变形角度，可以通过焊接前的反变形方法对其进行合理的控制。而遇到T形接头板厚度相对较大时，通常情况下我们采用开坡口角进行焊缝对接。

3.热处理措施

在钢材料的焊接过程，热处理过程十分重要。当钢材料直接作用在高温下时，采取合理的热处理措施既能消除变形和应力，又能防止产生变形时的裂纹。而普遍采用的方法是在焊接时采用预热以及厚板下料的方法。对钢材料焊接预热时会有效降低热影响区和焊接金属的常规冷却速度，抑制淬硬组织马氏体的形成，从而减少了焊缝产生的较大应力，也避免了气割边缘。热处理的措施是控制钢结构焊接变形的重要方法之一，国内虽然早有应用，但由于专业和细节的不过关与不到位，总体上讲，收效不大，故而培训合格的专业技术人员，做好优质的质检工作便十分紧迫了。

六、结束语

通过对高层钢结构施工工艺及焊接技术应用的相关研究，我们可以发现，该项工作的注意要点牵涉到诸多因素，有关人员应该从高层钢结构施工的客观环境出发，利用多项技术优势因素，研究制定最为切实可行的施工及焊接实施方案。

参考文献：

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