屋顶钢结构项目施工过程质量及焊接工艺控制措施.docx
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屋顶钢结构项目施工过程质量及焊接工艺控制措施
屋顶钢结构项目施工过程质量及焊接工艺控制措施
一、施工过程质量控制
（一）、施工测量
（1）梁标高的测量
主要通过钢柱牛腿的定位，通过全站仪测出钢柱上与钢梁连接牛腿的标高值，并与钢梁实际安装的标高相比较，通过两者的高差值来加工不同高度的临时定位钢板。
（2）梁轴线的复测
现在已完成的楼板上，根据柱轴线放出钢梁的轴线，再利用经纬仪放线方法复测校正。
对于局部尺寸偏差过大的钢柱，要用千斤顶或顶紧合拢或松开柱梁连接部位的高强螺栓来调校；对于整体偏差，可用钢丝缆风绳进行调校。
保证和提高施工测量精度的措施
1、测量精度保证措施
从以上误差理论分析可知欲提高钢结构施工测量精度，应从确保控制网点位元精度和采取合理施工放样方法两方面努力。
主要措施为：
（1）选择与钢结构施工要求相适应的施工控制网等级。
结合误差分析理论和类似工程的施工经验，平面控制网按照一级导线精度要求布设，高程控制网按照三等水准精度要求布设，能够确保控制网点位精度要求。
（2）配置相应精度等级的施工测量仪器，提高测量放线精度。
拟采用日本拓普康厂生产的TOPCON-GTS-602全站仪。
进行施工现场测量放线，该仪器测角标称精度为：
±2″，测距标称精度：
±（2mm＋2PPm），测设精度满足施工定位要求。
2、安装误差消除措施
序号
钢结构安装误差消除措施
1
误差来源及危害分析
在正常情况下钢结构安装误差来源于构件在吊装过程中因自重产生的变形、因日照温差造成的缩胀变形、因焊接产生收缩变形。
结构由局部至整体形成的安装过程中，若不采取相应措施，对累积误差加以减小、消除，将会给结构带来严重的质量隐患。
2
安装过程中，构件应采取合理保护措施。
由于在安装过程中，构件较多。
构件因抵抗变形的刚度较弱，会在自身重力的影响下，发生不同程度的变形。
为此，构件在运输、倒运、安装过程中，应采取合理保护措施，如布设合理吊点，局部采取加强抵抗变形措施等，来减小自重变形，防止给安装带来不便。
3
钢结构安装误差消除
在构件测控时，节点定位实施反变形：
钢构件在安装过程中，因日照温差、焊接会使细长杆件在长度方向会有显著伸缩变形。
从而影响结构的安装精度。
因此，在上一安装单元安装结束后，通过观测其变形规律，结合具体变形条件，总结其变形量和变形方向，在下一构件定位测控时，对其定位轴线实施反向预偏，即点定位实施反变形，以消除安装误差的累积。
钢结构安装允许偏差
名称
允许偏差（mm）
建筑物倾斜
H/2500+10.0）且≤50
建筑总高度偏差
e≤H/1000且-30≤e≤30
单节柱倾斜
H/1000且≤10
层高偏差
ΔH≤±5
建筑物矢量弯曲
e≤L/2500且e≤25.
上柱和下柱的扭转
e≤3
同层柱顶标高差
-5≤e≤5
梁水平度
e≤L/1000且e≤10
地脚螺柱（锚栓）位移
2.0
基础柱底标高
-2≤e≤2
建筑物定位轴线
L/20000，且不应大于3.0
底层柱底轴线对定位轴线偏移
3.0
柱子定位轴线
1.0
二、焊接工艺质量控制
（一）、焊接前准备
1．焊接工艺评定
本工程现场焊接内容主要为管构件、型构件的对接焊缝的施焊，焊接工作正式开始前，对工程中首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊接接头形式、焊后热处理等必须进行焊接工艺评定试验，对于原有的焊接工艺评定试验报告与新做的焊接工艺评定试验报告，其试验标准、内容及其结果均应在得到工程监理认可后才可进行正式焊接工作。
主要焊接要求如下：
（1）钢管与钢管焊接采用相贯接头完全焊透焊缝，详细要求见《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002。
（2）焊缝质量等级：
A、钢板、型钢对接焊缝：
全熔透焊缝中受拉构件的焊缝质量等级为二级，角焊缝质量等级为三级；
B、钢管对接焊缝：
钢管对接采用全熔透、单面坡口对接焊缝，焊缝质量等级为一、二级；
C、钢管相贯线焊缝：
主管与支管的连接焊缝为相贯线焊缝，应沿全周连续焊接并平滑过渡，全熔透焊缝的质量等级为二级，角焊缝和部分熔透焊缝的质量等级为三级。
（3）未注明焊缝高度均为较薄构件厚度，且满焊;
（4）加工（施工）时应根据不同的焊接材料和焊接部位，选择适当的焊接材料、焊接方法和焊接工艺，评定合格后方可用于本工程。
2.焊接材料的选用、保管与使用
（1）焊接材料的选用
本工程现场焊接方法采用手工电弧焊、埋弧焊和CO2气保焊，根据设计要求及JGJ81-2002《建筑钢结构焊接技术规程》的规定选定了焊接材料，并经焊接工艺评定最终确定，选定焊接材料如下表。
钢种
CO2气保焊
手工电弧焊
Q235B
ER50-6
E4315、E4316
Q345B
ER50-3
E5015、E5016
另：
气体保护所用的二氧化碳（CO2）须符合国家现行标准《焊接用二氧化碳》（HG/T2537）的规定，二氧化碳气体质量符合该标准中优等品的要求，即二氧化碳含量（V/V）不得低于99.9%，水蒸气与乙醇总含量（m/m）不得高于0.005%，并不得检出液态水。
（2）焊接材料的保管与使用
焊接材料的保管与使用须按如下表求进行：
注意事项
焊接材料保管
焊接材料库建立《物资验收记录表》，写明焊材进厂日期、牌号、规格、产地、质保书号、复验编号
库房内要通风良好，保持干燥，库内要放置温度计（干湿度计）、相对湿度不大于60％
保管员必须每天上班后观察记录库内温度、湿度，使库内温、湿度达到规定标准
焊材存放在专用的货架上，货架离地面、墙均在300mm以上
焊材库内所有焊材必须按其品种、规格、牌号等分类存放在货架上，并有明显标牌以示区别。
焊接材料
发放
焊接材料库建立《焊材发放台帐》，领用应签字记账，凭“焊材发放限额单”领料。
发料时严格按工艺要求、预算、规格、牌号、数量发放，不得超领、超发。
发出时仓库保管员应填写《焊材发放记录》及《检验和试验合格通知单》，注明规格、牌号、复验编号、数量、批号、检验合格情况等，给领用部门。
焊接材料
领用
生产部计划员根据生产计划、工艺要求和单项工程材料消耗预算编制《焊材发放限额单》，经生产部工艺计划科科长审核，下发焊接工长。
焊工应凭“焊材发放限额单”从焊接材料库领取合格的焊材。
领取的焊条置于保温筒中，随用随取，焊接过程中必须盖好保温筒盖，严禁焊材外露受潮
3．焊接资质及焊工培训
按照《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）的规定，对焊工进行复训与考核。
只有取得合格证的焊工才能安排进入现场施焊。
如持证焊工连续中断焊接6个月以上者或持证超过三年有效期，且焊接质量未保持优良的焊工，需重新考核上岗。
焊工考试需严格按照规范进行。
4．接头坡口处理
接头坡口的处理：
在移装之前应对照图纸，对坡口角度和平直度进行检查，对受损和达不到图纸要求的部位进行打磨和修补处理，合格后，再对接头部位的坡口和附近内外侧表面20mm范围内进行打磨清理，直至露出金属光泽。
对接焊缝坡口形式如下图：
5．钢管结构及钢管相惯节点焊缝要求
圆钢管相贯时，支管端部的相贯线焊缝位置沿支管周边分为A（趾部）、B（侧面）和C（踵部）三个区域，如下图示，相贯线焊缝按以下原则处理：
1）.当支管壁厚≤6mm时，采用全周角焊缝；Hf=1.25t（t为支管壁厚）；
2）.当支管壁厚＞6mm时，所夹锐角θ≥75°时，采用全周带坡口的全熔透焊缝；
3）.当支管壁厚＞6mm时，所夹锐角θ＜75°时，A、B区采用带坡口全熔透焊缝，C区采用带坡口部分熔透焊缝（θ＜35°时，可采用角焊缝），各区相接处坡口及焊缝应圆滑过渡；
三、焊接施工工艺的制定
1．焊接施工工艺流程，见下页。
2．施焊平台的准备
3．焊接工艺参数
本工程构件的高空焊接采用手工电弧焊和CO2气保焊，焊接工艺参数由合格的焊接工艺评定确定。
下表是以往类似工程现场高空焊接工艺参数，作为参照。
焊条直径
（mm）
焊接电流（A）
平焊
横焊
立焊
仰焊
Φ3.2
120—140
100—130
85—120
90—120
Φ4
160—180
150—170
140—170
140—170
Φ5
190—240
170—220
—
—
5．施焊顺序
总的焊接顺序由平面中心向四周扩展，采用结构对称、节点对称、全方位对称焊接；在同一节点处采用双人对称的焊接方法。
具体施焊顺序如下。
（1）构件施焊顺序
①、钢柱对接施焊顺序
本工程钢柱为圆钢柱遵循对称施焊的原则进行施焊。
具体施焊顺序如下图所示：
钢柱对接施焊采用2名焊工对称位置同时、等速施焊。
圆钢柱对接施焊顺序
②、钢梁与柱牛腿对接施焊顺序
先安装垫板及引弧板，H型钢梁与柱牛腿对接焊缝的施焊，应先焊下翼缘后焊上翼缘，箱型钢梁对接焊缝先焊下翼缘，再施焊腹板对接焊缝，最厚施焊上翼缘；先焊梁的一端再焊梁的另一端，严禁两端同时焊接，避免焊后热膨胀，冷却后收缩扭曲变形，同时减小应力集中。
6．焊接施工过程质量控制
（1）焊工应随时注意焊接电流、电压及焊接速度，如发现任何问题，应立刻上报，并进行整改，以确保质量。
（2）每一焊道焊完后，应将焊渣及飞溅、焊瘤清除干净。
如自检后发现缺陷，应用碳弧气刨清除干净，并返修好后再开始下一焊道焊接。
（3）如未采取防雨措施，下雨天气严禁焊接作业，雨停后施焊应先用氧一乙炔焰烘干焊缝。
（4）中断后焊缝重新焊接,应按规定工艺方法重新开始，并且直至焊完，不得中止。
（5）焊接过程中应控制层间温度，对于Q235B、Q345B钢材，其层间温度应控制在200℃以下。
（6）焊接完成后，焊工应记录完成日期，并提交焊接工长以作记录。
7、焊接变形与应力控制
（1）对整个框架而言，柱、梁接头的焊接顺序应从整个结构的中间开始，先形成框架，而后向外扩展施焊。
（2）柱与梁的焊接，避免梁的两端同时焊接受热、在梁中产生较大的收缩力。
（3）对于柱与柱的焊接要采用两名焊工对称焊接减少焊接变形的和焊接应力。
（4）厚钢板焊缝采用超声波冲击消减残余应力。
（5）对每层的每个作业区的焊接施工都要做详尽的记录。
8、焊缝检验检测
（1）焊缝的外观检查
普通碳素结构钢Q235B应焊接冷却到工作环境温度、低合金结构钢Q345B应在焊接24小后进行100%的外观检查，焊缝外观质量应满足设计要求和《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205－2001）的规定。
（2）超声波检验
所有柱-柱、梁-柱等连接焊缝的完成外观检查之后100%进行超声波无损伤检测，执行标准《钢结构焊缝手工超声波探伤方法和结果分级》（GB11345-89），焊缝质量应符合设计要求和《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205－2001）的规定。
（3）焊缝中的缺陷修复
①焊接中的修补
焊接过程中如发现焊缝有缺陷，立即中止焊接，进行碳弧刨清除缺陷，待缺陷完全清除后再继续进行焊接。
②无损探伤后的修补
对不合格的焊缝，根据其超标缺陷的位置，采用碳弧气刨法切除，超声波检查有缺陷的焊缝，从裂纹两端加上50mm作为清除部分，并以校正或焊缝相同的焊接工艺进行补焊，同样的标准和方法进行检验，详见碳弧气刨的工艺参数。
碳弧气刨工艺参数
碳棒直径（mm）
电弧长度（mm）
空气压力（Mpa）
电流极性
电流（A）
气刨速度
6
8
2
1--2
0.39-0.59
0.39-0.59
直流反接
直流反接
280-300
350-400
0.5--1.0
1.0--1.2
③同一部位返修不得超过两次，如在焊接过程中出现裂纹，焊工不得擅自处理，必须及时报告焊接负责人。
9、焊接防风、防雨措施
1．雨季焊接措施：
由于本分项工程处于雨季季节，常下大寸，有必要在焊前搭设临时焊接防雨棚，防止在焊接过程中将雨水直接飘落在炽热的焊缝上，影响焊接质量。
焊接防雨棚
2．防大、台风：
遇到短时大风雨，提前做好各种保护工作，成立专门防台小组。
3．建立不利气候预警体系，做好预先防护措施。
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