浅析高层钢结构焊接现场的施工工艺.docx

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浅析高层钢结构焊接现场的施工工艺

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身份证号码：13020519860618XXXX

2摘要:随着科学技术的进步，我国钢结构的焊接技术也会向更高层次发展，节能、高效、低消耗、零污染、低成本、自动化，就是我们的发展方向，同时也必将会产生新工艺、新设备、新材料，进一步推动我国钢结构焊接技术水平的提高，建造出举世惊叹的钢结构工程。基于此，本文着重分析高层钢结构焊接现场的施工工艺。

关键词:高层建筑；钢结构；焊接

2引言

2某高层建筑242m，从地下负3层柱脚往上外围四角分布有8根组合

柱和对称的8根十字柱，内圈核心筒四角则为4根十字柱和2根H形柱。

随着层高，外围十字柱分4次截面变化，中间多层腰桁架，内圈核心筒起始剪力墙，设备层、结构封顶停机坪都有加密梁，设计用钢总量逾1.6万t。该工程主构件形式多变、焊接时机要求严格，焊材消耗量大，且高空操作与防护困难，因此，焊接是个极其重要的环节。

21、我国钢结构焊接技术的现状

2随着现代人们对建筑审美的提高，钢结构工程越来越受到人们的青睐，最具代表性的当属国家体育场———鸟巢，国家游泳中心———水立方，还有广州歌剧院，电视塔，沈阳国际金融中心等建筑，超高层、大跨度钢结构工程一次又一次出现在人们的视野中，新颖独特，独具美感。但是，结构复杂，节点繁多，对焊接技术的超高要求也随之而来，比如，“鸟巢”中空间弯扭构件多分支节点，“水立方”中非对称、不规则球状节点，广州歌剧院的树枝状节点，广州电视塔耐候性钢结构节点，这些都对钢结构的焊接技术提出了高难度挑战。但也可以从这些成功建成的建筑中看到，我们钢结构焊接技术人员克服了一个又一个技术难题，也展现了我国在钢结构焊接工艺的技术水准已然达到了世界先进水平，甚至在有些技术上拥有世界专利。

22、建筑钢结构的基本结构形式及复杂节点

2近年来我国的建筑对建筑结构、外观的要求越来越高，新奇的创意层出不穷，超高层、结构壮大、外观宏伟的大型建筑频频现世，强烈的视觉冲击效果使人们越来越青睐大型建筑。然而随之而来的问题也越来越多。大型建筑其钢结构较复杂，节点构造重叠，接头对接形式繁多，钢材的研发和现场施工中焊接技术难度越来越高。如国家游泳中心“水立方”的非对称、不规则球管节点；国家体育场“鸟巢”的空间弯扭构件多分支节点；广州歌剧院的树支状铸钢节点；广州电视塔耐候钢结构及深圳大运会超大型铸钢节点等。这些建筑在带来美轮美奂的视觉效果的同时，也以其施工的高难度著称。

2随着建筑高度的增加、结构跨度的增大，抗震性能设计对主要钢结构焊接质量要求随之升高。框架梁与柱的连接焊缝、剪力板与柱的连接焊缝、梁腹板与柱的连接焊缝和柱的拼接焊缝等都是结构的主要部位，基本上都是坡口熔透一级焊缝，100%超声波探伤，对焊接质量要求非常高。

23、焊接工艺

23.1、焊接方法的选择

2考虑钢结构工程焊接熔敷量大、工序衔接紧，因此选用了半自动CO2气体保护焊作为主要的焊接方法：一是变形小，焊接效率高；二是相对灵活性大且具有一定的抗表面锈能力；三是气保护相对廉价且避免了烘焙、过程熔渣处理等工序。

其主要缺点是气保护受风影响大，容易出气孔等缺陷。因此，以环境恶劣程度可换用药芯焊丝或加大过程中的防护措施来补偿。

23.2、焊材的选择

2根据钢结构使用钢材Q345B选用实芯焊丝ER50-6（Φ1.2mm）和药芯焊丝E501T-1（Φ1.2mm）。过程焊条手工焊焊条用E5015（Φ3.2mm、4.0mm）。

23.3、坡口形式

2以中厚板为主的高层钢结构焊接量大、变形控制难度高，所以坡口的设计对工程的进度和质量起着关键的作用。其原因有：

2（1）坡口角度小，则不能满足熔合比要求，有时出现根部未焊透等缺陷，而加大组对间隙则在增加熔敷量的同时收缩应力也相应增大。且窄而深的焊缝成形系数偏小，影响一次结晶，容易产生区域偏析，在拘束应力大的情况下进而导致焊接热裂纹的产生；

2（2）坡口角度大，则焊接量增加，焊缝角变形收缩过程的残余应力也大大增加，容易引起变形。这不仅对钢结构体系初始应力的控制极为不利，同时也给后续的安装精度带来困难；

2（3）坡口形式不合适，则不仅给控制变形和降低残余应力增加难度，同时也限制了焊工操作空间的有效利用和人员的布置。

鉴于梁、柱翼缘板较短，且截面较为对称，决定采用单V形坡口。组合柱腹板长缝3360mm、通长半熔透立缝采用K形坡口，坡口角度为40°±2°，如图1所示。

图1主要坡口形式

24、高层钢结构焊接现场质量控制的措施分析

24.1、建立完善的钢结构焊接施工制度与准则

2我们通过建立完善的钢结构焊接施工制度与准则真正做到从源头上保证钢结构焊接质量。建立完善的人员管理、材料管理、焊接方法管理制度加强对于焊接质量的监督。

24.2、加强对于焊接材料以及焊件的管理

2制定焊接材