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1、钢结构冬雨季施工方案前言： 钢结构工程在建筑工程领域具有举足轻重的作用。在建筑工程中设计使用的钢结构，皆为重要工程及工程结构中较重要部位，因此要求制作加工精度较高，质量控制较严格，特别是在冬季严寒条件下施工，由于工人操作难度增大，材料对温度变化的敏感性较强，冬季施工必须针对冬季施工特点，制定专门的冬季施工工艺规程和施工组织设计。特别是在负温下进行钢结构的制作和安装时，应按照负温施工的要求。 在冬季施工中，钢结构的制作和安装所用的钢尺、量具应采用土建单位使用的钢尺、量具，用同一精度级别鉴定。要制定土建结构和钢结构的不同验收标准，不同温度膨胀系数差值的调整措施。钢结构在负温下进行安装时，要注意温度
2、变化引起钢结构外形尺寸的偏差。特别是在正温下制作，在负温下安装时，要有调整偏差的措施。凡参加在负温下施工的电焊工，除了取得常温焊接资格合格证外，还须经过负温焊接工艺培训，经考试合格后，方可参加负温下钢结构施工。钢结构工程冬季施工的基本要求：1、钢构件在正温下（夏季、工厂）制作，在负温下（冬季、露天）安装时，由于温度变化会引起钢结构件外形尺寸的偏差，施工中应采取调整偏差的技术措施。2、参加负温钢结构施工的电焊工应经过负温焊接工艺培训，需要取得焊接资格考试资格证。经培训考试合格，取得相应的负温焊接合格证，方能参加钢结构的负温焊接工作。定位点焊工作应由取得定位点焊合格证的电焊工来承担。3、在负温下钢
3、结构的焊接梁、柱接头板厚大于40且在板厚方向承受拉力作用时，还要求钢材有板厚方向伸长率的保证。4、选用负温下钢结构焊接用的焊条、焊丝，在满足设计强度要求的前提下，应选择屈服强度较低、冲出韧性较好的低氢型焊条。重要结构可采用高韧性超低氢型焊条。5、碱性焊条在使用前应按照产品出厂证明书的规定进行烘焙，烘培合格后，存放在80100烘箱内，使用时应取出放在保温筒内，随用随取。当负温下使用的焊条外露超过2h时，应重新烘焙。焊条的烘培次数不宜超过3次。6、焊剂在使用前应按照质量证明书的规定进行烘培，其含水量不得大于0.1。在负温下露天进行焊接工作时，焊剂重复使用的时间间隔不得超过2h，当超过时应重新进行烘
4、培。7、气体保护焊采用的二氧化碳，其气体纯度不宜低于99.5%（体积分数），含水量不得超过0.005%（质量分数）。使用瓶装气体时，瓶内气体压力低于1N/2时应停止使用。在负温下使用时，要检查瓶嘴有无冰冻堵塞现象。8、在低温下进行焊接要参照钢筋焊接及验收规程（JGJ18-2003）进行，做好取暖防寒措施，以防止焊缝冷却过快而产生裂纹和脆性断裂等现象。9、在负温下钢结构使用的高强螺栓、普通螺栓应有产品合格证，高强螺栓应在负温下进行扭矩系数、轴力的复检工作，符合要求后方能使用。10、钢结使用的涂料应符合负温下涂刷的性能要求，不得使用水基涂料。钢结构材料：11、在负温下施工和使用的钢材，应有冲击韧性
5、的保证条件。Q235号钢应有-20，16Mn钢、15MnV钢、16Mnq钢、15MnVq钢应有-40的冲击韧性值保证指标。12、在负温下焊接梁、柱的钢构构接头，当板厚大于40时，节点的约束力较大，当板厚方向有拉力作用时，不防止板出现层状撕裂，还应做板厚方向的试验，其伸长率应达到要求值。钢结构材料：1、钢材进场后，除了按规定进行必要的化验检验外，还要进行外观检查，分类存放。2、进行钢材外观检查时，不论钢板、扁钢、型钢、表面均不得有结疤、裂纹、折叠、分层等缺陷，如有上述缺陷时，应另行堆放处理。3、堆放钢材场地的要求地势较高，不得有低洼积水处，四周要有排水条件，雪后应易于清扫。型材堆放时，要背面朝上
6、或朝外，以免积雪水。焊条的保管与烘培：1、焊条进场后，首先应检查合格证，如满足要求，应分类分牌号堆放；如现牌号不清或包装有损，应单独堆放另行处理。2、焊条应堆放在通风良好的库房内。对于焊接重要结构的焊条，应设专门库房。库房内温度宜不低于15，湿度不大于50%。3、低氢碱性焊条使用前必须烘培，在250300条件下烘培12h。然后放入低温烘箱中保存，烘箱温度为80100。使用时由烘箱中取出，随用随取。在负温下施工，当焊条由烘箱取出后超过2h，应重新烘培。4、对于在负温下施工的重要结构，所使用的焊条其氢含量有特殊要求时，应在400温度下烘培12h，然后置于80100的烘箱中保存。使用时如在外面超过2
7、h，也应重新烘培。5、焊条烘培次数一般不宜超过3次。钢结构的制作：钢结构的制作包括放样和号料、下料、矫正成型和给装连接等内容，要求如下。1、钢结构在负温下放样时，切割、铣刨的尺寸，应计入在负温下钢材收缩的影响。2、端头为焊接接头的构件下料时，应根据工艺要求预留焊缝收缩时，多层框架和高层钢结构的多节柱应预留荷载使柱子产生的压缩变形量。焊缝收缩量和压缩变形量应与钢材在负温下产生的收缩变形量相协调。3、形状复杂和要求在负温下弯曲加工的构件，应按制作工艺规定的方向取料。弯曲构件的外侧不应有大于1的缺口和伤痕。4、普通碳素结构工作地点温度低于-20、低合金钢工作地点温度低于-15时不得剪切、冲孔，普通碳
8、素结构钢工作碳素结构工作地点温度低于-16、低合金结构钢工作地点温度低于-12时不得进行冷矫正和冷弯曲。5、负温下需要对边缘加工的零件应采用精密切割机加工，焊缝坡口宜采用自动切割。采用坡口机、刨条机进行坡口加工时，不得出现鳞状表面。重要结构的焊缝坡口，应采用机械加工或自动切割加工，不宜采用手工气焊切割加工。6、构件的组装必须按工艺规定的顺序进行，应由里往外扩展组拼。焊接结构当在负温下组拼时，预留焊缝收缩值宜由试验确定，点焊缝的数量和长度应由计算确定。7、零件组装应把接缝两侧各50内铁锈、毛刺、泥土、油污、冰雪等清理干净，应保持接缝干燥，没有残留水分。8、负温下焊接中厚钢板、厚钢板、厚钢管的预热
9、温度可由试验确定。9、在负温条件下构件组装定型后进行焊接应符合焊接工艺规定。单条焊缝的两端应设置引弧板和熄板，引弧板和熄板的材料应和母材相一致。严禁在焊接的母材上引弧。10、在负温下厚度大于9的钢板应分多层焊接，焊缝应由下往上逐层堆焊。第一条焊缝应一次焊完，不得中断。当发生焊接中断，在再次施焊时，应先清除焊接缺陷，合格后方可按焊接工艺规定再继续施焊。11、在负温下露天焊接钢结时，宜搭设临时防护棚。雨水、雪花不得飘落在炽热的焊缝上。12、在负温下厚钢板焊接完成后，在焊缝两侧板厚的23倍范围内，立即进行焊后热处理，加热温度宜为150300并宜保持12h。焊缝焊完或焊后热处理完后，应采取保温措施并使
10、焊缝缓慢冷却，冷却速度不应大于10/min。13、当构件在负温下进行热矫正时，钢材加热矫正温度应控制在750900（暗樱红色）之间，加热矫正后应保温覆盖使其缓慢冷却。14、在负温下制作的钢构件在进行外形尺寸检查验收时，应考虑检查当时的温度影响。焊缝外观检查必须全部合格，等强接头和要求焊透的焊缝必须100%长度超声波检查，其余焊缝可的安全长度的30%50%超声波抽样检查。如设计有要求时，应按设计要求的数量进行检查。负温下超声波探伤仪用探头与钢材接触面间应使用不冻结的油基耦合剂。不合格的焊缝应铲除重焊，仍应按在负温下钢结构焊接工艺的规定进行施焊，焊后应采用同样的检验标准检验合格。15、在温度低于0
11、的钢构件上涂刷防腐涂层前，应进行涂刷工艺试验。涂刷时必须将构件表面的铁锈、油污、边沿孔洞的飞边、毛刺等清除干净并保持构件表面干燥。可用热风或红外线照射干燥，干燥温度的时间应由试验确定。雨、雪天气或构件上有薄冰时不得进行涂刷工作。放样和号料：钢结构进行放样前应仔细校核施工图纸,必要时尚需根据气温情况,对尺寸进行计算和修正。用于放样制作的样板材料一般使用铁皮或者塑料板。样板要按加工工艺图，以1：1的实际尺寸进行加工制作。在负温下施工时，不宜用塑料板制作，因负温下塑料易脆开明会给使用带来麻烦。负温施工应使用0.50.75厚的铁皮材料制作样板。样板可使用铁皮、扁铁、木杆等，也不宜使用塑料类制品材料。放
12、样制作样板的精度要求见表放样一样板的允许偏差项目允许偏差项目允许偏差平行线距离和分段尺寸/0.5孔距/0.5对角线差/1.0加工样板的角度/（）20宽度、长度/0.5制作样板及放样时，各项尺寸要考虑部件加工时的余量，包括焊接收缩量，以及铣、刨时加留量。冬季条件下，沿需考虑由于气温影响产生的温度收缩量。特别是在构件长度方向的影响更不能忽视，否则会影响安装质量。由于温度产生的收缩量，可根据温度不同通过计算确定。焊缝的收缩量在焊接结构中占很大比重，各种焊缝的预放收缩量见下表。序号结构种类特点焊缝收缩量1实腹结构端面高度在1000以内钢板厚度在25以内纵长焊缝每米焊缝为0.10.5(每条焊缝)接口焊缝
13、每一个接口为1.0加劲板焊缝每对加劲板为1.0断面高度在1000以上钢材厚度在25以上各种厚度的钢材其断面高度在1000以上者纵长焊缝每米焊缝为0.050.20(每条焊缝)接口焊缝每一个接口为1.0加劲板焊缝每对加劲板为1.02格构式结构轻型（屋架、架线塔等）接口焊缝每一个接口为1.0搭接接头每一条焊缝为0.50重型（如组合断面柱子等）组合断面的托梁、柱的加工余量，按本表第1项采用焊接搭接接头焊缝每一个接头为0.53板筒结构厚16以下的钢板横断接口(垂直缝)产生的圆周长度收缩量每一个接口1.0圆周焊缝(水平缝)产生的高度方向的收缩量每一个接口1.0厚20以上的钢板横断接口(垂直缝)产生的圆周长
14、度收缩量每一个接口2.0圆周焊缝(水平缝)产生的高度方向的收缩量每一个接口2.53.0号料是利用样板在钢材上划出需要切割、铣、刨、弯曲、钻孔等加工的位置，以及打、冲孔标出零件编号。号料允许偏差见下表项目允许偏差/孔距0.5零件外形尺寸1.0下料:钢结构材料的下料有气割、机械切割、冲模落料等。在冬季施工时，对于碳素结构钢不得在-20以下，合金结构钢不得在-15以下的气温条件下进行剪切和冲孔，主要考虑在低温时钢材脆性增大，切口处更易产生裂纹，如必须进行时，应局部进行加热到正温时方可进行。在负温下需要对边缘加工的零件，应采用精密切割加工，焊缝坡口宜采用自动切割。采用坡口机、刨边机进行坡口加工时，注意
15、不得出现鳞状表面。对重要结构的焊缝坡口，应采用机械加工或自动切割加工，不宜用手工气割加工。以下将介绍氧气切割的冬季施工特点及注意事项。在钢结构制作和现场施工时，用氧乙炔气切割钢材仍是用量最多的常用手段。但在冬季使用氧乙炔气时，应注意以下几点。1、冬季使用的乙炔发生器应放置在0以上的条件下，因为除了防止水结冰外，由于温度降低会影响乙炔气的产出量，影响使用效果。2、一般情况氧气瓶在使用时也应置于暖棚中，如露天放置时应注意检查氧气瓶的出气口是否因氧气中含有水分冻结，堵塞出气口。气焊和气割用氧气指标见下表指标名称指标一级品二级品氧气含量/%99.298.5水分含量/（mL/瓶）1010氧乙炔气切割时氧
16、气的纯度对氧气的消耗量有很大影响,当氧气纯度较低时，相应要调整氧气压力，但切割速度要放慢，同时氧气消耗量也要相应增多，见表但在冬季施工时，其消耗量要比上述值高，和负温及风速有关。氧气纯度/%切割速度/%切割时氧气压力/%氧气消耗量/%99.510010010099.09511011511011598.591122125122125988713814013814097.583158160158160乙炔气的产出量和电石质量有关.我国电石的质量标准见下表。在我国工地上常用的三级品电石较多。指标名称指标一级品二级品三级品四级品发气量/（L/） 300285265235乙炔中磷化氢含量（体积分数）/%
17、 0.080.080.080.08乙炔中硫化氢含量（体积分数）/% 0.150.150.150.15钢构件的矫正和成型钢结约零件从构件的矫正成型分为冷矫正和热矫正。在冬季施工中，钢材随着温度的降低，强度增高，塑性和韧性要降低，所以在负温下进行钢构件加工时，产生裂纹和断裂的倾向性更大，所以对冷加工的温度环境要加以限制。规范规定，碳素结构钢当环境温度低于-16，低合金结构钢当环境温度低于-12时，不得进行冷弯曲和冷矫正。在负温下进行冷矫正时，由于钢材在负温下韧性降低很大，应以静力矫正为主，严禁捶击、敲打。当变形超过上述值时，必须先加热，以后再进行矫正加工。钢材的热矫正主要是用氧气乙炔焰进行烘烤加热
18、矫正，冬季施工推荐这种方法。碳素结构钢和低合金构钢进行加热矫正时，加热温度控制不得超过900，因为超过900后，需要长时间退热，易引起钢材组织的晶粒变粗，即魏氏组织出现，钢材质量下降，脆性增加800900正是奥氏体和铁素体的共混区，是钢材热塑变形的理想区域。当温度低于600时，钢材的金相组织主要转变为珠光体和铁素体组织，矫正效果不理想。钢材加热时，温度应采用温度计进行测量。当负温下测量不便于工作，或无法测温时，也可用肉眼判断。钢材加热时，加热温度与加热区颜色的关系见表：颜色温度/颜色温度/黑色470以下亮樱红色800830暗褐色520580亮红色830880赤红色580650黄赤色880105
19、0暗樱红色650750暗黄色10501150深樱红色750780亮黄色11501250樱红色780800黄白色12501300表6-12中所列颜色是在室内白天观测的颜色，在太阳光下颜色相对较暗，在黑暗中颜色相对较亮。冬季进行热矫正时，应注意以下事项冬季在室外进行热矫正时，应搭设棚罩，要防风、防雨雪。加热后的钢材，矫正后应缓慢降温，不得使冰雪碰上。当气温较低时，因钢材冷却较快，根据烘烤区域大小，应使用两把以上烤枪同时烘烤，焊嘴应选用大号。矫正后的钢材表面不应有明显的凹面和损伤，划痕深度不得大于0.5。钢结构负温焊接1、 刚才的可焊性钢材的可焊性指钢材经焊接后，焊缝及焊缝附近热影响区的淬硬倾向，及
20、生产裂纹的倾向。特别是在低温下焊接施工，更应注意强调钢材的可焊性。钢材的可焊性通常通过试验来确定。在负温下施工，应当在负温下进行可焊性试验。在负温下通过试验并经检验合格后方可进行负温焊接施工。钢材的可焊性和以下因素有关钢材和焊条的化学成分。一般钢材的碳含量和锰含量高时，焊后的钢材淬硬倾向大。磷含量和硫含量超过规定值时，焊后产生裂纹的倾向大。钢板厚度较厚，特别是在低温下焊接刚度较大的构件，采用常规焊接工艺不易焊好。合金钢材，随着碳含量增大，合金元素增多时，焊接性能变差负温焊接时，焊缝冷却速度较快，易产生裂纹。通常碳含量平均值不超过0.15%的低碳钢，强度等级在300N/2以下的低合金钢，可焊性均
21、认为较好，也能满足负温下焊接施工的要求。2、 编制负温焊接工艺规程在冬季施工中，由于气温较低，工人操作有一定困难，钢材焊后热区降温速度较快，稍有不当易造成质量事故，所以冬季钢结构制作和安装必须编制专门的焊接工艺流程。钢结构负温焊接工艺规程可包括以下内容。根据设计规定的钢材和温度条件选用相应的焊条、焊剂、焊砂的规格机型号。焊条烘焙条件，使用规定要求。焊缝坡口形式选择，加工要求，焊前清理检查规定。负温焊接时，对正常焊、拼接焊、定位点焊等焊接方式几所选的电流要求。焊接地点挡风、挡雨雪措施。根据材质及材料厚度确定焊件预热温度要求、预热区域范围。制定焊接方法、焊接顺序、多层焊时层间温度控制要求。引弧板、
22、熄弧板的设置，起弧点、收弧点要求及可以停焊部位。焊件焊后的缓冲、保温措施以及降温速度要求。焊件焊后的热处理方法及要求。焊接质量检查及要求。焊接缺陷修补方法及要求。焊工的负温焊接培训安排。冬季负温下焊接的安全技术措施。3、 焊条直径选择焊接施工时，在一定焊缝内，不同的焊层使用不同直径的焊条，对焊接质量有一定影响，所以对焊条直径的选择很重要。焊条直径选用应考虑的原则是：对于焊缝根部的打底焊，宜选用直径较细的焊条，如小于3.2焊条，因为焊缝坡口根部缝隙较狭窄，细焊条能够伸进去，这时采用齿形运弧方法，会焊接较透；中部叠层焊部分可采用直径较粗的焊条，可选用大于3.2焊条，这样焊液较充分饱满，对保证焊接质
23、量有益；上部盖面焊部分，可选用直径较细的焊条，因施工盖面焊时，留的坡口槽深较浅，一般在1.01.5左右，盖面焊缝凸出母材表面的高度一般不大于3，盖缝的边缘过母材也不超过2，所以焊条太粗达不到要求，易超量而产生缺陷。4、 焊接操作要求（1）焊前预热 冬季负温焊接时，钢材是处于负温条件。由于气温较低，焊接时为了避免钢材的骤热而影响焊接质量，冬季在负温下焊接中厚钢板、厚皮钢管时，应进行焊前预热。预热条件与钢板厚度、工作地点温度有关。一般应通过试验确定预热温度。当无试验资料时，也可参照表6-13选用。预热范围应在焊缝四周不小于100区域。预热方法可采用氧乙炔焰烘烤及其它电热红外法烘烤。表6-13 负温
24、下焊接钢板、钢管预热温度钢材钢材厚度/工作地点温度/预热温度/低碳钢构件30以下-30以下363050-30-10365070-1003670以上任何温度100低碳钢管构件16以下-30以下361630-30-20363040-20-10364050-1003650以上任何温度10016Mn16Mnq15MnV15MnVq10以下-26以下361016-26-10361624-10-5362440-503640以上任何温度100150（2）起弧和熄弧 在负温条件下进行结构的组装和定型需进行焊接时，应严格按照冬季焊接施工工艺进行。工人在焊接操作时，起弧和熄弧极易在起弧和熄弧处产生焊接缺陷而留隐患
25、，所以在焊接时必须在焊缝两端设置的起弧板和熄弧板上进行起弧和熄弧操作。严禁在母材上起弧和熄弧。起弧板和熄弧板应设置在焊缝两端，长度一般不小于50mm，起弧和熄弧长度不小于30mm。起弧板和熄弧板所用的材料应和母材一至，一般厚度不小于8mm。（3）负温焊接特点及要求 负温焊接由于气温较低，热量损失较快。当钢材厚度大于9时。为防止降温过快产生缺陷，原则上一条焊缝应一次焊完，不得中断，如有人为中断（如区厕所、吃饭、喝水等）应及时有人接替，不可空时过长。如遇有停电、下雨、雪等不可抗拒的中断时，在重新施焊之前，应仔细清渣检查焊缝是否有缺陷，如存在缺陷按要求处理合格后，方可重新进行预热后施焊。负温下施工时
26、，雨、雪天不得施焊，如需施焊应搭设棚罩，在棚罩内进行。风速超过10m/s以上的风天不得施焊。每条焊缝焊完后，应立即采取保温措施（敷石棉灰、石棉布等），使其缓慢降温。焊缝温度降到自然气温前不得碰到雨、雪。（4）焊后热处理 由厚钢板组成的结构，在负温下焊接完成后，应立即进行焊后热处理。焊后热处理一方面可消除焊接产生的残余应力，另一方面也可使残留的氢逸出，以免发生氢脆事故。焊后热处理范围应在焊缝两侧板后的23倍范围内，用氧气乙炔焰进行烘烤。加热温度为150300，保持12h。冬季由于气温低热损失大，烘烤时应用大号喷嘴烤枪多把连续进行操作。热处理后立即用石棉布覆盖保温。冷却速度控制不大于10/min。
27、5、钢结构的质量检查焊接的钢结构质量检查分为焊缝的外观缺陷检查和内部缺陷检查两种。国家规定的焊缝质量级别分为一级、二级、三级，一级、二级要进行焊缝内部缺陷检查和外观缺陷检查，三级只进行外观缺陷检查。新规范规定内部检查只做超声波检查，不做X射线探伤检查。外观检查必须全部合格。对于等强接头和要求焊透的焊缝，必须100%进行地进行超声波探伤检查。其余的焊缝可按30%50%的超声波抽样检查。如设计有要求时，尚需按设计要求的规定数量进行检查。其中，超声波探伤检查的比例，是指各条焊缝长度的百分数，不是部件、构件焊缝总长度的百分率。这一点在执行规范进行检查时应予注意。在冬季进行超声波探伤检查时，要注意超声波
28、探伤仪的探头与钢材之间的耦合剂，应使用油耦合剂，不应使用水基耦合剂，以防冻伤。在负温下制作的钢结构构件，在检查验收时，要考虑检查当时的气温对构件外形尺寸的影响。钢结构的安装针对冬季施工钢结构安装工作的特点，其总体要求如下。1、冬季运输、堆存钢结构时，应采取防滑措施。构件堆放场地应平整坚实且无水坑、地面无冻结。同一型号构件叠放时，构件外形保持水平，垫块应在同一垂直线上，应防止构件溜滑。2、钢结构安装前除按常温规定的要求内容进行检查外，还应根据负温下条件的要求对构件质量进行详细复检。凡是在制作中漏检和运输、堆放中造成的构件变形等的偏差大于规定影响质量时，应在地面进行修理、矫正，符合设计和规范要求后
29、方能起吊安装。3、在负温下绑扎、起吊钢构件用的钢索与构建直接接触时，应加防滑隔垫。凡是与构件同时起吊的节点板、安装人员用的挂梯、矫正用的卡具，应用绳索绑扎牢固。直接使用吊环、吊耳起吊构件时要检查吊环、吊耳连接焊缝有无损伤。4、在负温下安装构件时，应根据气温条件编制钢构件安装顺序图表，施工中严格按照规定的顺序进行安装。平面上应从建筑物的中心逐步向四周扩展安装，立面上宜从下部逐件往上安装。5、钢结构安装的焊接工作应编制焊接工艺。在各节柱的一层构件安装、矫正、栓接并预留焊缝收缩量后，平面上应从构件中心开始向四周对称扩展焊接，不得从结构外圈向中心焊接，一个构件的两端不得同时进行焊接。6、构件上有积雪、
30、结冻、结露时，安装前应清除干净，但不得损伤涂层。7、在负温下安装钢结构用的专用机具应按负温要求进行检验。8、在负温下安装柱子、主梁、支撑等大构件时应立即进行矫正，位置矫正正确后应立即进行永久固定。9、当天安装的构件，应形成空间稳定体系。高强度栓接头安装时，构件的摩擦面应干净，不得有积雪、结冻，也不得雨淋、接触泥土、油污等脏物。10、多层钢结构安装时，应限制楼面上堆放的荷载。施工总荷载、积雪、结冻的重量不得超过钢梁和楼板（压型钢板）的承载能力。11、栓钉焊接前，应根据负温值的大小，对焊接电流、焊接时间等参数进行测定。12、在负温下钢结构安装的质量，除应遵守国家现行标准钢结构工程施工质量验收规范（
31、GB50205-2001）的要求外，还应按设计的要求进行检查验收。钢结构安装工作的具体要求如下。（1）构件的运输和存放 冬季气温较低，大型设备和大型构件移动、运输都比较困难，所以钢结构的安装工程在安装前必须多方面考虑编制安装工艺流程图，严格按流程图进行安装工作。构件的堆放顺序也应按流程图要求堆放，尽量避免在现场二次或多次倒运，以免在倒运过程中损伤构件。构件堆放场地必须平整坚实，无水坑，地面无冻结，无积雪。如果构件堆放在已结冻的软土或冰层上，解冻时构件的垫块会下沉，会使构件产生变形和损坏。多层构件堆放时，构件之间的垫块要注意选用防溜滑材料。构件运输时，要注意清除运输车厢上的冰、雪。垫块更应注意防
32、滑垫稳。要用结绳拉牢以避免运输中产生碰撞使构件局部损坏。（2）安装前的检查及准备1、钢结构在安装前，检查工作甚为重要。施工中经常出现由于安装前检查工作被疏忽，使构件吊到高空安装时发现问题，在高空中风大、寒冷无法修补，不得不再将构件吊到地面进行修补工作，既影响安装进度，又不易保证质量，所以在钢结构构件起吊安装前一定要重视检查工作。2、构件在安装前应对其外形尺寸、螺栓孔位置及直径、连接件的位置及尺寸、焊缝、焊钉、摩擦面处理、防腐涂层等进行详细检查并做好记录，与施工图纸仔细核对，如发现问题必须在地面上进行处理。3、凡是在制作、运输、装卸、堆放过程中产生构件的变形、损伤、脱漆等缺陷，要在地面进行修理、
33、矫正后并符合规范和设计要求方可起吊安装。4、冬季钢结构的安装工作应尽量减少高空作业，所以在起重设备能力允许的条件下，尽可能在地面组拼成扩大的单元。为防止构件起吊过程中扩大单元的局部受力过大产生变形，必要时应进行验算，或采取临时加强措施。5、构件起吊前应清理场地冰、雪。构件上的冰、雪及损伤的涂层也应在地面上清理和补涂好。6、负温下安装适用的机具、设备使用前应进行调试。必要时在低温下要经试运转，发现问题及时修正。对特殊要求的高强螺栓、扳手、超声波探伤仪、测温计等，也要在低温下进行调试和标定。（3）绑扎起吊1、负温下安装用的吊环必须用韧性好的钢材制作，如Q235号钢等，防止低温脆断。2、用捆绑法起吊
34、钢构件时，要用防滑隔垫，防止吊索打滑。和构件连接在一起的起吊附件，如节点板、矫正用的卡具、安装人员用的挂梯、绳索等应绑扎牢固，防止碰到掉落发生事故。3、构件起吊前要仔细检查吊环、吊耳有无裂纹及损伤。特别注意检查焊缝有无裂纹及其它焊接缺陷。这些缺陷在低温下起吊时，由于受动荷载及冲击作用极易造成裂纹急剧扩展断裂。（4）安装固定1、在负温下安装的钢结构主要构件如柱子、主梁、支撑等，安装就位后应立即矫正，位置矫正后应立即进行永久性固定。如果安装时不进行同步安装矫正，临时固定后继续安装其他构件，待安装一片后，再组织矫正每个单体构件，由于各构件都连接在一起，矫正起来很困难，既达不到要求精度，也不能当天形成
35、稳定的空间体系，给施工带来不安全因素。2、高强螺栓的接头，在安装螺栓前，仔细检查构件的摩擦面是否干净、干燥，不得有泥土、积雪、结冻、油污等脏物。检查符合要求后，方可安装螺栓并拧紧，以保证达到设计要求的抗滑系数。3、钢结构安装焊接顺序要在平面上从建筑物中心各构件焊缝往四周扩散焊接。注意一根梁两端焊缝要先焊一端，待冷却到环境温度后，再焊另一端。这样可使建筑物外形得到良好的控制。否则会使结构产生较大的变形并产生较大的焊接应力，严重时会把焊缝拉裂造成事故。4钢结构材料对温度较敏感。我国北方地区冬季每日最高温度和最低温度差一般为1015，在东北地区北部有时高达20。所以对钢结构安装的外形尺寸影响很大。构
36、件由于温差引起的伸长、缩短、弯曲而产生的偏差绝对不可忽视，特备是对于高、长、大构件影响更大。在冬季安装钢结构时，必须有调整尺寸偏差的措施。钢结构冬季施工实例钢结构由于其优越性，在我国（超）高层建筑中越来越普遍采用。钢结构施工技术含量高，其中焊接是其关键的施工技术之一。焊接质量常常是施工控制的难点，特别是在较低温度下焊接施工时，由于环境温度较低，加之高空风速较大，增加了焊接接头的冷却速度，导致焊接裂纹倾向加大甚至出现焊接裂纹。因此我国关标准、规范如钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）和高层民用建筑钢就够技术规范（JGJ99-1998）规定，在环境温度为0以下施焊时，应进行工艺试
37、验，以确定相应的施焊工艺，但具体做哪些工艺试验及如何进行，尚无统一标准和明确规定。本节结合具体工程实例，综合考虑环境温度和风速的影响，对0以下高层钢结构焊接施工工艺和质量控制进行了探讨。（1）工程概况 某大厦是一座多功能、高智能、综合性的高层建筑，有A座、B座和连体裙房等组成。其中A座建筑地下4层、地上52层，高度200.80m，设计采用内核心筒-外框柱结构体系，楼板；外框架柱为箱形截面，内筒钢骨柱为H形截面，钢梁为I型截面。所用钢材材质为SM490B。根据施工进度和施工地点气象资料，该大厦42F-52F楼层施工时，存在0以下焊接施工问题。其焊接接头形式见下表接头形式材质焊件厚度/焊接方法施焊
38、位置箱形柱-柱SM490B25手工电弧焊横位柱-梁SM490B16，25手工电弧焊平位焊接节点如图6-1和图6-2所示。（2）冬季施焊施工存在的问题 所用钢材为SM490B钢，属日本钢号（符合JIS G 3106标准），其化学成分见下表：牌号CMnSiPSSM490B0.181.500.550.0400.040该钢材属于普通低合金钢结构，其CE（IW）=0.43，焊接时冷却速度较敏感。当在温度较低的环境下焊接施工而无有效工艺措施时，由于冷却速度较大，有可能出现马氏体淬硬组织，而增大冷裂倾向甚至出现裂纹，故较低环境温度给焊接质量造成不利影响。同时现场的风速较大也是必须考虑的因素，因此必须根据现场
39、情况，通过工艺试验制定相应的工艺措施，以确保施工质量。（3）焊接性试验 为确定SM490B钢在现场条件下焊接时的抗裂性能，模拟现场情况（施焊位置、环境温度、环境风速、冷却方式等）进行斜Y型坡口焊接裂纹试验。试验内容。试验内容见下表：试验序号材质板厚/焊条型号环境温度/环境风速/（m/s）预热温度/冷却方式1SM490B25E5015-55125空冷2SM490B25E5015-55100空冷3SM490B16E5015-55-空冷4SM490B16E5015-5550空冷为确保试验可靠，每一板厚各制备备用试件一套。试验方法及评定标准。按斜Y型坡口焊接裂纹试验方法（GB 4675.1-84）标准
40、执行。焊接工艺参数为：焊条直径4，焊接电流（17010）A，焊接电压（242）V，焊接速度（15010）/min。试验结果。对上述试件取样进行检验，试验序号1、2、4试样未发现任何裂纹，而试样3在焊缝根部和表面均发现裂纹。表明在试验环境条件下，SM490B钢当板厚为25时，焊前预热至100，可避免裂纹产生；当板厚为16时，焊前预热至50，可避免裂纹产生，而在环境温度下施焊，吧能避免焊接裂纹。（4）焊接工艺性能试验试验内容。试验内容见下表：试验序号材质板厚/焊接位置环境温度/环境风速/（m/s）预热温度/后热措施1SM490B25横向-55100石棉保温2SM490B25平位-55100-3SM
41、490B16平位-5550-焊接工艺参数为：焊条直径4，焊接电流160170A，焊接电压2324V，焊接速度150/min，焊接过程中注意层间温度不低于预热温度。为确保试验可靠，每一板厚制备备用试件一套。试件形状和尺寸。试件形状和尺寸如图6-3所示。试验方法和步骤a、 在试件上打上钢印，做好标记。b、 测定施焊环境温度、湿度及施焊处风速并做好记录。c、 上述施焊环境符合要求后，进行焊接试验，当需要预热时用氧乙炔焰加热至规定温度。d、 由持证焊工按拟定的焊接工艺施焊试件。试样试验及结论。试样检验及合格标准按钢制压力容器焊接工艺评定（JB4708-92）执行。检验项目及数量见下表：试验序号焊缝外观
42、射线探伤拉伸试验弯曲试验冲击试验（-20）12面弯2背弯2焊缝3热影响区322面弯2背弯2焊缝3热影响区332面弯2背弯2焊缝3热影响区3注：此试验序号与试验内容序号对应。所焊试样经上述检验，均满足标准要求，拟定的焊接工艺合格。同时序号1较之序号2冲击性能有所改善，表明石棉保温的后热措施有效。（5）冬季焊接施工措施 以上述评定合格的焊接工艺为依据，制定冬季焊接施工工艺，采取以下工艺施工。a、焊接前对焊工进行冬季焊接施工技术培训，使焊工明确冬季焊接工艺，严格按工艺要求施工。b、焊接前，每天由专职焊接管理员测定环境温度及风速，随时注意天气变化。c、雨、雪天禁止施焊，当环境温度低于试验温度时禁止施焊
43、。d、注意冷空气对焊件表面对流散热的影响。当风速大于5m/s时，禁止柱-梁焊接施工，否则须搭设防风棚；当风速大于2m/s时，箱形柱-柱焊接须搭设防风棚（防风棚应可靠，四周围帆布挡风。并且顶部来风也应遮挡）。e、预热用24把燃气烤枪烘烤。预热区在焊缝两侧，每侧宽度均应大于焊件厚度的2倍且不应小于100。预热温度用测温笔在距焊缝中心50处测量，达到规定的温度后方可进行焊接作业。f、每条焊缝应一次焊完，中途不得中断，如因意外原因（如停电、下雨、下雪等）中断，应及时采取后热，缓冷措施。重新施焊前应对已焊焊缝进行检查，焊前需按规定进行预热。g、箱形柱-柱对接时由两名焊工对称施焊，根据现场情况安排一名焊工辅助施工，如领取焊条、层间烘烤、中途接换焊接等，以确保层间温度和连续施焊。h、箱形柱-柱对接焊接完成后，立即在焊缝区上下250范围内用厚30的石棉包裹三层，以减缓接头冷却速度。（6）实际结构的焊接 按上述工艺对实际的柱-柱、柱-梁接头进行焊接，所有焊接接头焊后经100%超声波探伤和磁粉探伤，未发现裂纹，焊缝按钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级（GB 11345-89）标准检验，I级焊缝一次合格率达99.8%。证明拟定的工艺试验方案和焊接工艺合理。
