工藝工法QC十字形鋼骨混凝土勁性柱與梁節(jié)點(diǎn)部位施工工法

1、.十字形鋼骨勁性柱與砼梁節(jié)點(diǎn)部位施工工法一、前言勁性柱由于能有效減少混凝土柱的截面積，在建筑工程中的運(yùn)用較為廣泛。采用鋼筋連接器作為連接型鋼柱與砼梁鋼筋連接媒介在圖集中也有體現(xiàn)，但是對連接器的要求、施工未作說明，導(dǎo)致在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中較少采用。本文根據(jù)XX創(chuàng)業(yè)服務(wù)中心大樓工程的施工經(jīng)驗(yàn)，對勁性柱節(jié)點(diǎn)部位（核心區(qū)）的深化設(shè)計(jì)、制作、安裝、檢測進(jìn)行系統(tǒng)的總結(jié)后形成本工法。二、工法特點(diǎn)結(jié)構(gòu)施工精度高：經(jīng)過深化設(shè)計(jì)做出施工定位詳圖，工廠化的加工，制作誤差控制5毫米內(nèi)，現(xiàn)場施工進(jìn)度控制在5毫米內(nèi)，施工精度高。工程質(zhì)量可靠：因?yàn)橹甭菁y套筒采用在工廠焊接在鋼柱上，鋼柱腹板上梁主筋貫通孔、加勁肋等均在工廠內(nèi)完成

2、，工程質(zhì)量能得到有效保障?，F(xiàn)場施工簡便：梁柱節(jié)點(diǎn)部位，梁主筋在鋼柱翼緣部位直接按照直螺紋連接進(jìn)行梁縱向主筋的連接，無焊接作業(yè)，可節(jié)省作業(yè)時(shí)間并大大減少現(xiàn)場作業(yè)人員數(shù)量，施工質(zhì)量有保證。三、適用范圍本工法適用于建筑十字勁性鋼骨柱與混凝土梁節(jié)點(diǎn)部位連接安裝施工。四、工藝原理根據(jù)設(shè)計(jì)要求、結(jié)構(gòu)施工圖及現(xiàn)場實(shí)際條件（例如塔吊起重能力及起重半徑）等綜合因數(shù)，對十字型鋼骨柱進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，確定分節(jié)分段，在工廠進(jìn)行工廠化加工生產(chǎn)，現(xiàn)場吊裝、焊接。利用直螺紋套筒鋼筋連接原理，工廠將直螺紋套筒與型鋼柱翼緣焊接，保證抗拉強(qiáng)度滿足鋼筋抗拉強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求。混凝土梁縱向受力鋼筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)通過與型鋼柱上焊接直螺紋套筒連接，避

3、免現(xiàn)場施焊工作（連接板與鋼柱翼緣焊接，縱向受力鋼筋與連接板焊接），保證節(jié)點(diǎn)部位的連接質(zhì)量，減少焊接對鋼結(jié)構(gòu)的影響。五、施工工藝流程及操作要點(diǎn)1、勁性鋼骨柱深化設(shè)計(jì)根據(jù)結(jié)構(gòu)施工圖，對鋼骨柱進(jìn)行構(gòu)件加工深化設(shè)計(jì)，做出施工詳圖，待由設(shè)計(jì)院確認(rèn)后方可作為施工及驗(yàn)收的依據(jù)。2、勁性鋼骨柱節(jié)點(diǎn)部位深化設(shè)計(jì)根據(jù)結(jié)構(gòu)施工圖，對鋼骨柱節(jié)點(diǎn)部位進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，細(xì)化直螺紋套筒的定位，套筒的直徑及焊接參數(shù)，做出施工詳圖，待由設(shè)計(jì)院確認(rèn)后方可作為施工及驗(yàn)收的依據(jù)。3、鋼構(gòu)件的制作2.1鋼構(gòu)件制作的一般要求十字勁性鋼骨柱的材料采購、放樣下料、組裝焊接、矯正、檢驗(yàn)及發(fā)運(yùn)，按國家標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量保證體系文件要求執(zhí)行。1） 放樣：放樣

4、及制作所需使用的測量工具均需經(jīng)檢測合格后方可使用；放樣按施工圖及工藝要求進(jìn)行1:1的放樣。在畫出每個(gè)零部件的草圖后進(jìn)行合理的下料,必要時(shí)采用1:1樣板供制作及驗(yàn)收使用, 異形板件可采用數(shù)控下料。2）下料及加工：根據(jù)號(hào)料板圖要求，分別進(jìn)行鋼板的數(shù)控自動(dòng)切割、門式自動(dòng)切割、數(shù)控切割及部分手工切割下料。焊接坡口，一般采用自動(dòng)切割或半自動(dòng)切割，也可機(jī)械刨邊；鋼板切割邊按質(zhì)量要求打磨光潔；翼緣板因厚度較薄根據(jù)焊接變形情況要求，壓制反變形折角；對節(jié)點(diǎn)板進(jìn)行套模鉆孔。坡口火焰切割時(shí)，切面上不得有裂紋，并不宜有大于1.0mm的缺棱；當(dāng)缺棱為13mm時(shí)，應(yīng)修磨平整；當(dāng)缺棱超過3mm時(shí)則應(yīng)用直徑不超過3.2mm的

5、低氫焊條補(bǔ)焊，并修磨平整。3）制孔鋼骨柱的零部件鉆孔采用精密機(jī)械鉆孔，為了確保鉆孔精度和質(zhì)量，須有放樣工放樣劃線劃出基準(zhǔn)軸線和孔中心，零部件鉆孔后均需經(jīng)檢驗(yàn)員檢驗(yàn)合格后做上合格標(biāo)識(shí)后方可進(jìn)行下部工序。加工后的零部件均按規(guī)定進(jìn)行邊緣加工，去除毛刺、焊渣、焊接飛濺物、污垢等，并進(jìn)行表面檢查。4）直螺紋套筒焊接工廠應(yīng)根據(jù)本工程的焊接特點(diǎn)進(jìn)行各種焊接工藝評定，合格后編制焊接工藝指導(dǎo)書，焊接完成后即時(shí)進(jìn)行焊縫外觀檢查和無損探傷。鋼骨柱上直螺紋套筒焊接采用氣體保護(hù)焊接，首先應(yīng)清楚焊接部位的鐵銹，為了確保直螺紋套筒的精度，須有放樣工放樣劃線劃出基準(zhǔn)軸線和套筒邊線，定位后進(jìn)行點(diǎn)焊連接，需經(jīng)檢驗(yàn)員檢驗(yàn)合格后做上

6、合格標(biāo)識(shí)后方可進(jìn)行下部工序。加工后的零部件均按規(guī)定進(jìn)行邊緣加工，去除毛刺、焊渣、焊接飛濺物、污垢等，并進(jìn)行表面檢查。5）組立組立是在自動(dòng)組立機(jī)上進(jìn)行，組立前應(yīng)對翼緣板和腹板去除毛刺、割渣，并應(yīng)進(jìn)行矯正，由放樣人員劃出定位線，待檢驗(yàn)合格后才準(zhǔn)上組立機(jī)進(jìn)行組立點(diǎn)焊固定。5）焊接工廠應(yīng)根據(jù)本工程的焊接特點(diǎn)進(jìn)行各種焊接工藝評定，合格后編制焊接工藝指導(dǎo)書，焊接完成后即時(shí)進(jìn)行焊縫外觀檢查和無損探傷。6）矯正矯正工作貫穿鋼骨柱制作的整個(gè)過程，從下料前到下料、埋弧焊、組裝手工焊等均應(yīng)矯正，確保構(gòu)件的尺寸、質(zhì)量、形狀滿足規(guī)范要求。矯正的方法主要有型鋼矯正機(jī)機(jī)械矯正、火焰矯正等。7）端銑待加工及檢驗(yàn)合格后，應(yīng)采用

7、端頭銑進(jìn)行端頭銑平加工，加工時(shí)應(yīng)保證尺寸準(zhǔn)確。8）檢測針對于成品構(gòu)件尺寸、外觀、焊縫質(zhì)量進(jìn)行檢測。9） 編號(hào)、包裝、運(yùn)輸、裝卸、堆放鋼骨柱按規(guī)定制作完畢檢驗(yàn)合格后，應(yīng)及時(shí)分類貼上標(biāo)識(shí)；按編號(hào)順序分開堆放，并加墊鐵（墊木），減少變形、磨損。鋼骨柱運(yùn)輸時(shí)綁扎必須牢固，防止松動(dòng)。鋼構(gòu)件在運(yùn)輸車上的支點(diǎn)、兩端伸出的長度及綁扎方法均能保證構(gòu)件不產(chǎn)生變形、不損傷涂層且保證運(yùn)輸安全。2.2加工制作的重點(diǎn)鋼骨柱工程制作主要的難點(diǎn)在于裝配精度及焊接變形的控制。對于裝配精度，我們采取自動(dòng)組立與工裝夾具來保證；對于焊接變形，采取適當(dāng)?shù)暮附庸に嚰凹由媳匾臋C(jī)械與火工校正。1）制作流程：2）H型鋼制作流程圖、機(jī)加下料，

8、包括切割，刨邊等。、翼緣與腹板組立，小直徑焊條或焊絲底1道。坡口底層焊道采用焊條手工電弧焊時(shí)宜使用不大于ø4mm的焊條施焊，底層根部焊道的最小尺寸應(yīng)適宜，但最大厚度不應(yīng)超過6mm。打底反面需繼續(xù)施焊的，必須在反面清根后才能施焊。、組立后的H型構(gòu)件放在450門式埋弧焊機(jī)的胎架上，進(jìn)行全自動(dòng)埋弧焊接。、成型后的H型鋼放在翼緣矯正機(jī)上矯正。3） T型鋼制作T型鋼制作是由焊接H型鋼切割而成，工廠制作時(shí)按設(shè)計(jì)要求尺寸先做成H型鋼，然后從腹板中間把H型鋼切割成兩個(gè)T型鋼。4） 十字型鋼骨柱組立、焊接十字型鋼骨柱是由一個(gè)焊接H鋼和兩個(gè)T型鋼組立、焊接而成。十字型鋼骨柱的制作采用專用的胎具來保證其尺

9、寸要求，如下圖： 組裝示意圖 十字型焊接按以下順序：第一步：正面小直徑CO2打底1道，翻轉(zhuǎn)180°；第二步：背面焊接至板厚，翻轉(zhuǎn)180°；第三步：正面焊接至板厚。5） 矯正H型鋼和T型鋼采用機(jī)械矯正和火焰矯正相結(jié)合。十字型矯正使用火焰矯正，矯正時(shí)應(yīng)特別注意對扭曲變形的控制和防止；機(jī)械矯正可在H型鋼翼緣矯正機(jī)上進(jìn)行，也可以通過H型鋼組焊一體機(jī)進(jìn)行操作。鋼材矯正后的允許偏差項(xiàng)目允許偏差圖例鋼板的局部平面度t141.5t141.0工字鋼、H型鋼翼緣對腹板的垂直度b/100且不大于2.02.3熔焊栓釘?shù)暮附?）栓釘將采用自動(dòng)調(diào)節(jié)的焊接設(shè)備接上合適的電源后焊接, 栓釘?shù)暮附有枰捎锚?dú)

10、立的電源供電。2）如果兩個(gè)或更多栓釘槍在同一電源上使用，采用聯(lián)動(dòng)裝置保證一次只一把栓釘槍能使用。這樣電源就能在一個(gè)栓釘焊后再開始下一次焊接。3）焊接電壓，電流，時(shí)間及栓釘槍焊接參數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)要求調(diào)到相應(yīng)狀態(tài)及相應(yīng)值。4）每個(gè)栓釘都帶有一個(gè)瓷環(huán)來保護(hù)電弧的熱量以及穩(wěn)定電弧。電弧保護(hù)瓷環(huán)要保持干燥，如果表面有露水和雨水痕跡則應(yīng)在120的干燥器內(nèi)烘干2小時(shí)后再使用。5）焊接栓釘?shù)牡胤綉?yīng)當(dāng)無鐵銹，灰塵，露水或其它對產(chǎn)生合格焊縫有危害的物質(zhì)。6）操作時(shí)，要待焊縫熔透后才能移去焊釘槍。7）焊后，去掉瓷環(huán)，以便于檢查。3、構(gòu)件安裝3.1安裝工藝流程3.2 地腳螺栓預(yù)埋為了保證地腳螺栓的埋設(shè)精度，依據(jù)平面控制線

11、（基準(zhǔn)軸線或中心線等）及標(biāo)高控制線。埋設(shè)鋼骨柱地腳螺栓前，為保證錨栓埋設(shè)精度制作螺栓固定框就位，再將螺栓固定在錨固框上。地腳螺栓的螺紋保護(hù)相當(dāng)重要，螺紋上要涂黃油并包上油紙。地腳螺栓尺寸允許偏差項(xiàng)目允許偏差支承面標(biāo)高±3.0水平度L/1000地角螺栓（錨栓）螺栓中心偏移5.0預(yù)留孔中心偏移10.03.3第一節(jié)鋼骨柱的吊裝就位與臨時(shí)固定1）鋼骨柱吊裝采用塔吊旋轉(zhuǎn)垂直吊法。起吊鋼索根據(jù)分節(jié)重量經(jīng)過計(jì)算后確定鋼絲繩型號(hào)，鋼骨柱吊點(diǎn)設(shè)置在柱頂部，通過專用吊具與焊在柱頂兩側(cè)面耳板螺栓相連。鋼骨柱起吊時(shí)必須垂直，回轉(zhuǎn)時(shí)必須具有一定的高度，以免碰撞其它構(gòu)件。2）鋼骨柱在吊裝前,在柱身上焊接好爬梯（

12、掛梯）以便于操作人員上下和鋼骨柱就位后松鉤。 3） 鋼骨柱就位時(shí)，首先將鋼骨柱底板穿入地腳螺栓，放置在調(diào)節(jié)好標(biāo)高的螺帽上，并將柱底的四面中心線與基礎(chǔ)軸線對位校正，四面兼顧，使偏差控制在規(guī)范許可的范圍以內(nèi)，穿上壓板，擰緊螺栓，即為完成鋼骨柱的就位工作。3.4第二節(jié)和以上鋼骨柱安裝在第二節(jié)柱和以上鋼骨柱安裝前，定位軸線、標(biāo)高上傳從地面測量控制網(wǎng)把安裝控制軸線投影上翻到第一節(jié)柱頂，把標(biāo)高控制線引測到第一節(jié)柱頂，并檢查是否符合規(guī)范要求；上下節(jié)鋼骨柱進(jìn)行對接時(shí)，先通過臨時(shí)連接耳板配合安裝螺栓緊固，垂直度及軸線偏差控制后，采用對稱施焊。保持連續(xù)一次性焊完，對于一、二級(jí)焊縫要做焊縫探傷檢測。3.5測量控制與

13、校正標(biāo)高控制與校正：第一節(jié)鋼骨柱底板混凝土面之間預(yù)留50mm間隙做二次灌漿，通過調(diào)節(jié)柱腳底板下的四顆螺母控制柱底標(biāo)高。垂直度控制與校正：在縱橫兩個(gè)方向的兩臺(tái)經(jīng)緯儀的測量下，利用纜風(fēng)繩對鋼骨柱的垂直度進(jìn)行校正，校好后緊固地腳螺栓、固定好纜風(fēng)繩。3.6鋼骨柱焊接鋼骨柱制作、直螺紋套筒焊接在工廠進(jìn)行，采用以全自動(dòng)埋弧焊和CO2氣體保護(hù)焊為主的焊接方法?，F(xiàn)場對接焊縫腹板采用坡口雙面全熔透、翼板采用坡口單面全熔透，主要采用CO2氣體保護(hù)焊為主的焊接方法。為了控制焊接變形保證鋼柱垂直度，減少鋼柱焊接產(chǎn)生的扭曲變形，確保鋼筋穿孔的精度度，為此采用熱輸入較低的CO2氣體保護(hù)焊，先焊接十字形腹板，后焊接翼板，采

14、用對稱焊接的方法。這樣既可以保證焊接質(zhì)量，減少焊接變形，提高工效，加快施工進(jìn)度。六、材料與設(shè)備主要機(jī)械設(shè)備、工具需用計(jì)劃表序號(hào)名 稱規(guī) 格單 位數(shù) 量額定功率1塔吊QTZ63臺(tái)245KW2栓釘熔焊機(jī)臺(tái)75KW3手動(dòng)葫蘆5T個(gè)4手動(dòng)葫蘆3T個(gè)5碳弧氣刨500A臺(tái)30KW6磁力鉆Max.Ø28mm臺(tái)3KW7角向磨光機(jī)Ø100/80臺(tái)1.1KW8交、直流兩用電焊機(jī)BX-500臺(tái)30KVA9CO2焊機(jī)臺(tái)23KVA10空壓機(jī)0.9m3臺(tái)11KVA11螺旋千斤頂10T型臺(tái)12氧割設(shè)備套13烘箱0-5000C臺(tái)2 KVA14對講機(jī)對15經(jīng)緯儀J2臺(tái)16水準(zhǔn)儀S3臺(tái)常用焊接方法、配套材料及

15、應(yīng)遵循的國家標(biāo)準(zhǔn)按下表采用：焊接方式較低母材鋼號(hào)焊條（焊絲、焊劑）型號(hào)符合國家標(biāo)準(zhǔn)手工焊Q235BE4315碳素鋼焊條GB5117-95Q345BE5015低合金鋼焊條GB5118-95埋弧自動(dòng)焊Q235BH08A焊絲、F4A0型焊劑埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑GBT5293-1999Q345BH08MnA焊絲埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑GBT12470-2003HJ431熔化焊用鋼絲GBT14957-94CO2氣體保護(hù)焊Q235BER50-6型焊絲氣體保護(hù)焊用鋼絲GBT14958-1994Q345BER50-6型焊絲七、質(zhì)量控制工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)：（1）鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 （GB50205-2

16、001）（2）高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 （JGJ99-1998）（3）建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程 （JGJ81-2002）（4）鋼結(jié)構(gòu)制作施工工藝標(biāo)準(zhǔn) （ZEJGG/QB-GY0801-2006）（5）鋼結(jié)構(gòu)手工電弧焊施工工藝標(biāo)準(zhǔn) （ZEJGG/QB-GY0803-2006）（6）鋼結(jié)構(gòu)埋弧自動(dòng)焊施工工藝標(biāo)準(zhǔn) （ZEJGG/QB-GY0804-2006（7）鋼結(jié)構(gòu)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊施工工藝標(biāo)準(zhǔn) （ZEJGG/QB-GY0805-2006）（8）鋼結(jié)構(gòu)栓釘焊施工工藝標(biāo)準(zhǔn) （ZEJGG/QB-GY0806-2006） 焊縫尺寸允許偏差()焊縫類型項(xiàng) 目允許偏差一、二級(jí)三級(jí)對接焊縫余高CB2003.0

17、03.5B2004.005.0錯(cuò)邊dd0.1t 且2.0d0.15t且3.0一般全焊透的對接與角接組合焊縫(t/4)且1004需經(jīng)疲勞驗(yàn)算的全焊透的對接與角接組合焊縫=(t/2)且1004角焊縫和部分熔透的角接與對接組合焊縫601.5603.0余高C601.5603.0焊縫外觀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（）項(xiàng)目（缺陷類型）允 許 偏 差一 級(jí)二 級(jí)三 級(jí)未焊滿（指不足設(shè)計(jì)要求）不允許0.2+0.02t，且1.00.2+0.04t，且2.0每100.0焊縫內(nèi)缺陷總長25.0根部收縮不允許0.2+0.02t，且1.00.2+0.04t，且2.0長度不限咬邊不允許0.05t，且0.5；連續(xù)長度100.0，且焊縫兩側(cè)咬

18、邊總長10%焊縫全長0.1t，且1.0， 長度不限裂紋不允許弧坑裂紋不允許不允許允許存在個(gè)別長5.0的弧坑裂紋電弧擦傷不允許不允許允許存在個(gè)別電弧擦傷接頭不良不允許缺口深度0.05t，且0.5缺口深度0.1t，且1.0每1000mm焊縫不應(yīng)超過1處焊瘤不允許表面夾渣不允許深0.2t長0.5t且20表面氣孔不允許每50.0長度焊縫內(nèi)允許直徑0.4t，且3.0氣孔2個(gè)，孔距6倍孔徑柱子安裝的允許偏差項(xiàng)目允許偏差圖例底層柱柱底軸線對定位軸線偏差3.0柱子定位軸線1.0單節(jié)柱的垂直度h/1000，且不大于10.0無損檢測要求：焊接的無損探傷檢驗(yàn)在外觀檢查合格后進(jìn)行。碳素結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在焊縫冷卻到環(huán)境溫度、低

19、合金結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在完成焊接24小時(shí)后，進(jìn)行焊縫探傷檢驗(yàn)。施工質(zhì)量保證措施：焊接前的檢驗(yàn)：焊接前根據(jù)工藝人員的要求，制作負(fù)責(zé)人和質(zhì)量檢驗(yàn)人員對照工藝文件要求進(jìn)行檢驗(yàn)。對一切不符合要求的缺陷進(jìn)行標(biāo)記，制作負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)修正，當(dāng)修正完后提交車間質(zhì)量人員進(jìn)行正式的檢驗(yàn)。焊接過程中的檢驗(yàn)：焊接專職的質(zhì)量檢驗(yàn)人員在焊接過程中進(jìn)行巡視檢查，根據(jù)焊接工藝文件的要求對焊接規(guī)范參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，對不按照焊接規(guī)范施工的焊工立即提出整改措施，并責(zé)成違規(guī)人員修正。對于多次不按照工藝焊接的人員，經(jīng)過兩次批評教育不改正的，上報(bào)有關(guān)部門生產(chǎn)部門，人力部門進(jìn)行處理。焊接后的檢查，焊接完成后，經(jīng)過作業(yè)班組進(jìn)行自檢查、互檢，提交質(zhì)量部門進(jìn)行專

20、檢。焊接外觀全部檢查完畢后，報(bào)無損檢測人員進(jìn)行檢驗(yàn)。對于不合格構(gòu)件返修完畢后24小時(shí)在進(jìn)行檢測。八、安全措施需要進(jìn)行動(dòng)火作業(yè)時(shí)，應(yīng)辦理動(dòng)火許可證，作業(yè)時(shí)充分注意防火，準(zhǔn)備滅火器等滅火設(shè)備，并防止焊渣沿管井墜落。在吊裝區(qū)域、安裝區(qū)域設(shè)置臨時(shí)圍欄、警示標(biāo)志，臨時(shí)拆除安全設(shè)施（洞口保護(hù)網(wǎng)、洞口水平防護(hù)）時(shí)也一定要取得安全負(fù)責(zé)人的許可，離開操作場所時(shí)需要對安全設(shè)施進(jìn)行復(fù)位。操作結(jié)束時(shí)收拾現(xiàn)場、整理整頓，特別在結(jié)束后對工具進(jìn)行清點(diǎn)。防止高空墜物。設(shè)置安全帶的臨時(shí)掛點(diǎn)。九、環(huán)保措施預(yù)制焊接開孔大部分在相對封閉的加工廠內(nèi)完成，噪聲較大的設(shè)備均采用隔音消音、基礎(chǔ)降噪措施后達(dá)到工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)（GB12348-2008）中類標(biāo)準(zhǔn)。焊煙通過可移動(dòng)靜電除塵器處理都能達(dá)到規(guī)范要求?，F(xiàn)場只對接口進(jìn)行對接焊接，施焊時(shí)支設(shè)防護(hù)棚，減少了因焊接加工對施工現(xiàn)場造成的空氣污染、光污染、噪聲污染?，F(xiàn)場梁縱向鋼筋采用螺紋加工機(jī)加工螺紋，人工將鋼筋