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     摘 要：隨著國民經濟發展和城市化進程加快，我國高層建筑建設持續快速發展。鋼結構體系因其本身所具有的自重輕、強度高、施工快等優點，與鋼筋混凝土結構相比，更具有在“高、大、輕”三個方面發展的獨特優勢。鋼結構技術可以將設計、生產、施工、安裝一體化，提高建筑產業化水平。鋼結構工程由于其造價低、結構性能好、施工速度快，在高層建筑領域被廣泛應用，施工質量的好壞就直接影響工程結構的安全，如何控制工程施工質量已引起高度重視。本文結合個人多年從事鋼結構施工技術與管理的經驗就鋼結構工程進行探討并給出幾點建議。

　　關鍵詞：鋼結構技術；主體鋼結構；質量控制；工程結構

　　 隨著煉鋼技術和成型制造工藝的發展，給鋼結構工程的應用帶來新的活力工程建設日益增加，相應又推動了鋼結構設計與施工技術的不斷進步積完善。

　　 一、工程概況

　　 某工程地上二十一層，地下一層，總建筑面積51106.4m2，高度達到90米以上，設計使用年限為50年。上部結構為鋼框架-現澆鋼筋混凝土剪力墻體系；一層以下框架柱為鋼骨（十字型）混凝土柱，一層以上框架柱為箱型截面混凝土柱，內灌C50混凝土，框架梁為H型鋼，規格達27種之多，鋼柱采用工廠成品箱型柱。外墻為加氣砼砌塊，內隔墻為輕質墻板。

　　 二、鋼構構設計

　　 1本工程所用箱型柱為600*600mm，厚度由下至上依次減小，最大厚度32mm，最小厚度14mm，鋼板材質為Q345B。箱型柱本體加工在生產線上進行，經過切割下料、隔板組立、U型組立、隔板焊接、箱型組立、龍門焊接、電渣焊接、火焰矯形、端面銑削等工序而完成。

　　 1） 隔板組立與焊接：箱型柱隔板切割下料后，在專用隔板組立機上進行，以確保組裝精度。組成電渣焊縫的每件隔板上的4條襯板（墊板），按要求控制其厚度，以保證后續電渣焊縫的質量。焊接24小時后，用斜探頭在內側對隔板焊縫進行超聲波探傷，按二級焊縫標準進行檢驗。

　　 2）箱型柱電渣焊接：熔嘴型號選擇Φ10，熔嘴長度比工件長出200mm。焊絲直徑選擇Φ3.2，型號H08MnMoA配合焊劑HJ431或HJ360。焊接之前，在腹板上開設電渣焊孔，保證電渣焊孔尺寸、表面粗糙度符合要求，然后將電渣焊孔內的異物清理干凈，焊道兩端按要求設置引弧、收弧套筒。引弧時，電壓應比正常電壓高5V左右，電流比正常焊接過程大50-100A。渣池形成后恢復正常電壓、電流。焊接電壓隨焊接過程而變化，應注意隨時調節電壓。焊后24小時進行超聲波探傷，按一級焊縫標準進行100%檢驗。

　　

　　 3）箱型柱埋弧自動焊接：根據母材材質、板厚和焊縫等強原則，選擇焊絲型號HO8MnA、焊絲直徑Φ4，配合焊劑HJ431。 焊接參數見表一：

　　

　　 多層施焊時，選用合理的焊接順序，對同一側板的兩條焊道焊1～2遍，然后翻轉工件焊接另一側的兩條焊道3～4遍，再次翻轉工件，依次焊接直至焊滿。焊接24小時后對全熔透部位的焊縫，進行100%超聲波一級探傷檢查。

　　 2 本工程共有H型鋼鋼梁27種，其中主梁15種，次梁12種，主梁最大規格為800*350*12*25，次梁最大規格為650*350*10*22，鋼板材質為Q345B。H型鋼鋼梁分為焊接H型鋼鋼梁和熱軋H型鋼鋼梁兩種。

　　 熱軋H型鋼鋼梁本體在熱軋H型鋼二次加工生產線上進行，經過數控三維鉆床制孔、數控帶鋸床定尺鋸切、機械或火焰鎖口等工序而完成。

　　 焊接H型鋼鋼梁本體在焊接H型鋼生產線上進行，經過切割下料、腹板與翼緣板組立、埋弧自動焊接、機械矯形、火焰矯形、制孔等工序而完成。

　　 下料：根據不同鋼板厚度，下料時考慮留有切割加工余量1-3mm和焊接收縮余量約1mm/m。上、下翼板接板應避免在三分之一跨中處。上、下翼板及腹板接板的焊縫應相互錯開200mm以上，腹板與端板的位置應大于600mm。

　　 組裝：在組立機進行。組裝前必須將接料工作進行完畢，應經無損探傷檢測合格。定位焊所采用的焊接材料型號，應與焊件材質相匹配。焊縫厚度約6mm，定位焊長度約40mm，定位焊間距一般為300～500mm。焊接：采用船形位置、埋弧自動焊接方法完成焊接。1）根據母材選擇焊接材料（表二為參考值），焊劑按要求烘干。

　　

　　 2）根據焊腳高度或母材厚度選擇工藝參數（表三為參考值）

　　

　　 三、鋼結構的安裝

　　 本工程第一節鋼柱為十字型與箱型柱組合的形式，地下一層為十字型柱，外包鋼筋，支設模板后澆筑砼，形成邊長1m的正方形鋼骨砼柱（見圖二），地下一層以上為邊長600*600mm的箱型柱（見圖二），共計49根。本工程綜合考慮構件尺寸、重量以及施工進度等因素，選用QTZ80、QTZ125塔吊各一部，保證鋼結構吊裝的順利進行。

　　 1鋼柱預埋螺栓的定位控制： 根據施工現場特點，在土建筏板基礎施工時，鋼柱地腳螺栓同時預埋，不同的鋼柱制作了不同預埋螺栓模具，模具采用鋼板焊接，預埋定位后螺栓與鋼筋穩固焊接，確保了混凝土施工時，不產生位移。在鋼結構鋼柱安裝時一次成功，預埋螺栓穿孔率高達98%，軸線位移不大于1.5mm，保證了以后鋼結構的安裝質量。

　　 2鋼柱垂直度、標高和平面軸線的控制：本工程基準控制點采用內控法，將基準控制點放在樓內部（每層樓板同一位置預留200*200mm方孔），用高精度的激光鉛垂儀對垂直度控制；設立標準柱和沉降觀測點，以此控制鋼柱安裝的標高和平面軸線位置。

　　 3鋼柱快速對接安裝與焊接：根據柱的對接安裝特點，通過組織專業人員分析研究，自行設計了鋼柱對接定位器和調節支撐桿，利用鋼柱對接定位器保證了柱對接的零錯口，同時通過調節支撐桿上的細調節螺母，實現了對上節柱垂直度和標高的一次性校正，與傳統的安裝方法相比可提高工效30%。上、下節鋼柱之間現場焊接時，由于設計采用了一端單邊“V”型坡口、另一端在加工場內進行銑床加工平面并加設背面內部襯板，且現場鋼柱安裝標高控制到位。

　　 4鋼梁的安裝與焊接：當鋼柱安裝形成穩定單元后，吊裝H型鋼鋼梁（主梁15種，次梁12種），采用高強螺栓與鋼柱連接，主梁上下翼緣與鋼柱進行焊接。高強螺栓連接是目前建筑鋼結構最先進的連接方法之一。它的特點是施工方便，可拆可換，傳力均勻。根據本工程的設計方案高強螺栓采用摩擦型連接。緊固辦法采用專用棘輪扳手和扭矩扳手分初擰和終擰兩個步驟完成。鋼梁與鋼柱牛腿的現場焊接，焊接方法采用二氧化碳氣體保護半自動電弧焊，單邊“V”型坡口、背面加設襯板結構形式，確保連接焊縫完全熔透。

　　

　　 圖二 地下一層為十字型鋼骨砼柱、地下一層以上為邊長600*600mm的箱型柱

　　 鋼梁與砼樓板的連接：按圖紙要求在鋼梁上焊接足夠數量的栓釘，以保證鋼梁與其上的砼樓板有效的連接。本工程栓釘規格為∮18*180、∮16*100兩種。栓釘施焊前，放線、抽檢栓釘及瓷環，瓷環應保持干燥，受潮的瓷環應經120℃烘干1h。正式施焊前做兩個試件，彎曲30°檢查合格后，方可正式施焊。

　　 本工程采用高拋法施工法，向鋼柱內澆注C50商品砼，借助重力作用，使商品砼自行震蕩密實，與箱型鋼柱結合更加牢固。

　　 四、質量控制結果

　　 通過實施以上技術質量保證措施以及有利的施工組織，在幾個月之內，順利完成鋼結構工程3900噸鋼結構的安裝任務。同時有效控制了鋼結構的制作和安裝質量，經監理方和業主驗收，本工程的鋼結構制作和安裝符合《建筑鋼結構焊接技術規程》（JGJ81-2002）和《鋼結構工程施工質量驗收規范》(GB50205-2001)。主要質量參數如下：

　　 每節鋼柱彎曲矢高均控制在3.0mm以內，柱身扭曲控制在2.0mm以內；H型鋼鋼梁彎曲矢高控制在10.0mm以內，扭曲控制在5.0mm以內，制孔精度達到0.5mm以內。工廠加工制作焊縫一次抽檢合格率達99.5%，鋼構件出廠合格率達到100%。施工現場鋼柱對接、柱梁連接焊縫探傷一次合格率99.6%，高強螺栓自由穿孔率達到99%。

　　參考文獻：

　　[1]郝燕春，大型鋼網架安裝技術[J].山西建筑，2007，33(10)：195-196

　　[2]魏明鐘，鋼結構[M].武漢，武漢工業大學出版社，2002

　　[3]沈祖炎，鋼結構基本原理[M].北京，中國建筑工業出版社，2004.

　　注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。