建筑工程鋼結構冬期施工技術研究

李云強

摘要：目前，新一代高強鋼種焊接性試驗研究工作將成為工程必須進行的技術工作，掌握和研究新鋼種的焊接性是一件十分重要和困難的工作，因此，采用新型工藝、新運條手法進行施焊勢在必行，否則將給工程帶來損失。本文筆者根據實際工程案例，分析指出了冬期施工技術中的特點以及難點，并進行了系統(tǒng)的分析，找出了克服難點的具體施工技術措施。為我國北方地區(qū)冬期工程施工提供了有效的參考依據。

關鍵詞：建筑工程;鋼結構;冬期施工;焊接技術

一、建筑工程鋼結構冬期施工技術難點分析

1、冬期施工安全技術要求高

冬季寒冷的天氣不僅給施工工藝的多個環(huán)節(jié)帶來影響，還給現場管理人員與操作人員的工作帶來很多不便，極大的影響了施工質量和施工進度。因此施工技術人員要注重施工安全，其中首先要保證結構安全，結構安全是生產安全的前提。對于大量傾斜的單根構件在形成框架前需采用大量的臨時加固措施以及預變形值來保證其穩(wěn)定和設計就位。操作平臺必須通過設計計算確定，采用結構型輕質類裝配式體系，來保證作業(yè)安全。

2、鋼結構體冬期焊接技術影響因素多、難度高。

鋼結構施工技術含量高，其中焊接是其關鍵的施工技術之一。焊接質量常常是施工質量控制的難點，特別是在較低溫度下焊接施工時，由于環(huán)境溫度較低，加之高空風速較大，增加了焊接接頭的冷卻速度，導致焊接裂紋傾向加大甚至出現焊接裂紋。就拿我單位施工的30000噸太原市田和食品集團冷庫工程來說，經歷了一個冬季施工階段，其鋼結構焊接工程所用的14項焊接技術是十分典型的，其面臨的問題如下：

1）吊裝分段多，現場焊縫長度長，加之厚板焊接，高空焊接仰焊多。

2）高強度鋼材大量運用，低溫焊接沒有太多的成熟經驗。

3）高空焊接：焊接的防風、防雪、防低溫難度增大;

4）焊工低溫操作，工作效率降低;

5）低溫下焊機工作性能不穩(wěn)定等。

3、鋼結構冬期安裝易受天氣影響、難度大。

大跨空間鋼結構的成形過程是通過吊裝、整體（或部分）滑移、整體提升（或頂升）等施工技術，從一系列子結構逐步安裝形成最終結構的過程。在施工過程中結構可能因失去平衡而傾覆，或由于結構失穩(wěn)而倒塌，或由于局部構件，節(jié)點強度不足而破壞，也可能結構成形后與設計狀態(tài)相差甚遠。而田和冷庫工程，為了體現冷庫獨特的建筑造形，工程大量采用空間彎扭構件，無固定的線形。結構復雜多變、規(guī)律性少，造成主結構的節(jié)點構造相當復雜，節(jié)點類型多樣，使制作、安裝精度難度加大。

（1）鋼結構的安裝難度主要表現：單榀梁跨度大，穩(wěn)定性差，柱梁結構彈性大，如控制不好梁會出現下?lián)虾蛡认蚴Х€(wěn);在北方冬期施工，梁上的風載較大。

（2）高強螺栓連接

高強螺栓連接是鋼結構工程施工過程中的控制重點。高強螺栓連的好壞是影響鋼結構質量的一個重要因素，高強螺栓產品說明書中扭矩系數是常溫下的標定值，影響扭矩系數的因素很多，如：環(huán)境溫度、終擰時間、擰緊速度等，尤其是環(huán)境溫度的影響最大，一般情況下，產說明書中扭矩系數是常溫下的標定值，在負溫下要再新標定，否則，仍按說明書給的值控制，有可能使螺栓產生的拉應力不足，降低結構的安全度，或導致螺栓擰緊，影響結構的安全度。

二、建筑工程鋼結構冬期施工技術難點應對措施

1、冬期超高空作業(yè)安全防護措施

先搭設空中操作平臺和安全保護繩，保證吊裝時施工人員的安全。工具和所有的電纜電線等都在平臺上栓牢，保證施工時不會下墜，危及平臺上和下面施工人員的生命安全，在電焊焊接時，配備保護板，保證焊渣不會燒到下面的安全網和工人，同時應配備干粉滅火器以防起火。焊工應穿戴好勞防用品。焊機、起重等設備必須嚴格執(zhí)行冬季使用的有關規(guī)定。

2、針對負溫下對焊接技術的要求，主要采取的措施。

1）結構鋼材的性能等級宜符合C級鋼即具有0℃沖擊韌性的要求，至少應符合B級鋼，即具有常溫沖擊韌性的要求，同時焊材的選配應達到相應要求。

2）焊材選配時，應以滿足焊縫金屬強韌性要求為指標，通過調整焊縫金屬的微合金化的程度，同焊接規(guī)范相配合，使焊縫金屬產生針狀鐵素體而獲得理想的焊縫強韌性。

3）根據結構特點，編排合理的焊接順序，減少焊接殘余應力。

4）制定合理的預熱溫度，應綜合考慮施焊環(huán)境溫度、鋼材材質等級、焊件厚度和坡口形式等因素并結合焊接工藝評定結果確定。焊前預熱時，應擴大加熱范圍至2倍板厚（常溫時為1.5倍板厚）;加熱方式宜優(yōu)先選用電加熱方式，以保證預熱區(qū)域受熱均勻，避免母材局部過熱等現象。

5）選擇合理的焊接工藝參數，控制熱輸入能量，在保證合理線能量輸入的前提下，采用大電流、薄焊道、多層多道的焊接技術，以提高焊縫熱量，防止淬硬組織的產生。

3、焊工防護及適應性訓練

1）焊接前對焊工進行冬期焊接施工技術培訓，使焊工明確冬期焊接工藝，嚴格按工藝紀律施工。

2）焊接前，每天由專職焊接管理人員測定環(huán)境溫度及風速，并隨時注意天氣變化。

3）雨、雪天禁止施焊。當環(huán)境溫度低于試驗溫度時禁止施焊。

4）注意冷空氣對焊件表面對流散熱的影響。當風速大于5m/S時，禁止柱一梁焊接施工，否則須搭設防風棚，當風速大于2m/S時，箱型柱一柱焊接須搭設防風棚（防風棚應可靠，采用四面圍帆布擋風，并且頂部來風處也應遮擋）。

5）預熱用2～4把燃氣烘槍烘烤。預熱區(qū)在焊道兩側，每側寬度均應大于焊件厚度的2倍，且不應小于100mm。預熱溫度用測溫筆在距焊縫中心50mm處測量，達到規(guī)定的溫度后方可進行焊接作業(yè)。

4、焊接材料管理

為避免氫致裂紋的產生，焊接過程中應嚴格焊材管理制度，具體要求如下。

1）氣體保護焊采用的二氧化碳，氣體純度不宜低于99.9%（體積比），含水量不得超過0.005%（重量比），以保證焊接接頭的抗裂性能。

2）嚴格焊材庫的管理，焊條必須按標準進行烘干，烘干次數不得超過2次，在空氣中的暴露時間不得超過2h。

4、冬期高強度螺栓連接措施

1）應對土建交出的柱基礎的標高、軸線進行認真復測，合格后方可進行安裝;

2）經常對施工人員進行質量意識教育，增強操作者的責任心;

3）施工中進行全面質量管理，嚴格控制各工序安裝質量;這樣就保證了柱吊車梁的安裝偏差值在《鋼結構工程施工及驗收規(guī)范》的允許之內。

三、結束語

本文筆者根據多年的實際工作經驗，總結出了建筑工程鋼結構冬期施工技術問題，并提出了具體的應對措施，僅供參考。