钢构件制作的质量控制

随着国际市场钢材进入我国建筑业和我国钢材产量、品种的增加, 钢材质量的提高, 除特种行业特殊需要外, 钢结构在厂房中已经被广泛应用。钢结构厂房和传统的砖混结构、钢筋混凝土框排架结构厂房相比, 愈来愈显示出造价低、强度高、自重轻、施工速度快等优点。而钢结构制作厂家和安装队伍水平不一, 经验欠缺者多, 控制钢结构工程施工质量已引起业内专家和有关人士重视。

下面就钢构件制作质量控制作简单探讨。

本工程为钢排架结构试验中心厂房, 研究中心及试验中心辅助用房为现浇框架结构。根据设计要求, 采用工厂式加工, 确保构件焊缝的焊接质量。构件加工好后运输到施工现场。

钢结构制作工艺流程见图1。

依据制造图及相关规范排定下料工令→三维CNC钻孔机加工→全自动带锯切割→开槽加工→二次人员板件组焊作业→钢丸除锈→涂装。

1 放样、下料

(1) 施工人员认真核对施工图, 发现问题, 立即向项目负责人提出, 以便及时解决问题。

(2) 对重要节点尺寸放样、计算校核。画出各构件的实际尺寸、形状, 部份较复杂的构件经过展开, 然后作成样板、样带, 作为落样、切割、组合。

(3) 放样、下料和构件组装, 检验所使用的量具应是计量检测部门检定合格的量具, 从而保证制作精度。常用的放样工具有:钢卷尺、直尺、角度尺、直角尺、墨斗、焦线、铅笔、石笔、压铁、样冲、小头、剪刀。

(1) H型钢翼板和腹板进行对接, 同一构件上翼板和腹板横向接缝错开250mm, 在距拼接处40mm范围内有孔, 拼接焊缝磨平。

(2) 下料所划的切割线正确、清晰。划线完成应尽快进行钻孔或裁剪, 以免日晒雨淋后样线模糊不清。

(3) 零件下料根据具体情况分别采用剪板机、直条气割机、半自动气割机, 尽量避免手工切割。各种切割方法和切割面允许偏差见表1。切割面深度超过1mm的局部缺口, 深度大于2mm的割纹, 以及断面残留的毛刺给予补焊和打磨光顺。

(4) 无余量零件外形尺寸的允许偏差见表2。

(5) 构件的焊缝坡口型式, 按图纸标出的焊接符号选择坡口型式和尺寸, 坡口采用半自动气割机加工。

(4) 放样检查。

(1) 校对基本尺寸;

(2) 检查制作上或设计上是否有问题;

(3) 构件上螺栓连接时有无障碍;

(4) 各构件组合有无障碍;

(5) 焊接作业进行时有无障碍及电焊切割预留量是否足够;

(6) 工作顺序模拟是否有障碍;

(7) 构件运输有无障碍;

(8) 现场高强螺栓与焊接作业之间有无障碍;

(9) 特殊构件工地现场组合是否可行。

(5) 落样注意事项。

(1) 落样时依全尺寸放样的样板 (考虑切割余量及焊接收缩量) 。

(2) 每一单片材作适当取材安排, 使钢板余料减少至最低程度, 一般为8%~15%。

(3) 大构件优先取材落样, 小构件则利用侨汇料或大构件所剩的空间落样。取材应考虑应力作用方向与钢板轧制方向一致。

(4) 落样时特别注意材料是否平直, 表面是否有伤痕。

(5) 较简单的构件, 放样与落样可同时进行。

(6) 现场放样的地面须保持平整、干燥、坚实。

2 矫正

(1) 各工序加工完毕后对零件或成品进行矫正。

(2) 钢材的矫正, 在常温下用机械设备矫正, 矫正后的钢材, 在表面上无凹陷、凹痕及其它损伤。

(3) 碳素钢及低合金钢加热矫正, 在自然状态下冷却。

3 组装

(1) 组装H型钢前, 翼腹板用钢板矫平机矫正, 构件组装前对构件零件 (如连接板等) 进行矫平。

(2) 按施工图中零件编号、方向和尺寸进行组装, 注意不同部位零件板厚的不同。

(3) 零件在组装时清除被焊部位的厚锈熔渣、污垢、水份等, 重要构件 (如吊车梁) 焊缝的清理, 用砂轮打磨至出现金属光泽。

(4) 定位焊由持证焊工焊, 焊缝厚度不应大于设计的2/3, 定位焊后清除焊渣和大颗粒飞溅。定位焊缝长度和间距见表3。

(5) 零件组装时顶紧, 局部间隙小于1mm。

(6) 不在构件的翼腹板的面上焊接临时支撑。

(7) 对接角接组合焊缝 (含对接焊缝) 在两端配置引出板。其材质和坡口形式应和母材相同。引出板的尺寸应不小于80×80mm, 引出板的坡口允许用碳弧气刨加工。引出板在焊接完成后用气割切除, 并修磨平整。

(8) 组装后对构件全面复查, 确认合格后交下道工序。

4 焊接和矫正

4.1焊接预案

(1) 上岗焊工具备焊工合格证和焊工操作证。

(2) 焊材管理:工作结束, 剩余焊条必须收回置于干燥箱内, 次日再取用。

(3) 开槽加工。

(1) 钢材接合部板厚9mm以上的全熔透焊接必须开槽加工, 开槽的形状、尺寸、加工方法应按照设计图 (制造图) 或放样图所规定的要求进行。

(2) 开槽表面要清理干净并作防锈处理或立即焊接。火焰开槽若有伤痕, 须用电焊修补后再用砂轮机磨平, 并清理干净割渣和焊渣。

(4) 焊接前检查。

(1) 是否选择正确的焊接方法和焊接材料。

(2) 开槽加工、构件组立是否达到规定的精度。

(3) 焊接施工顺序是否正确。

(4) 焊接面是否清洁。

(5) 预热方案是否可行。

(5) 未标注尺寸的焊缝一律双面焊, 角焊缝高度不小于5mm。

(6) 引出板焊缝长度:埋弧焊不小于50mm。CO2气体保护焊不小于20mm。

(7) 每条焊缝在收弧时 (特别是气体保护焊) 必须填满弧坑, 以免出现弧坑裂缝。在构件角焊缝终止处, 必须进行包角焊。

(8) 焊接完成后, 应进行认真自检, 如彻底清除焊瘤、飞溅、修正焊缝缺陷和遗漏焊缝等。

(9) 构件在焊接后产生超过允许公差范围的变形应予矫正。构件变形矫正可采用机械和加热的方法, H型钢采用翼缘矫直机等。

(10) 采用机械方法未能矫正构件变形时, 环境的温度应不低于0℃, 缓慢加压, 并采用有效措施, 保证构件表面不发生严重损伤。

(11) 采用加热方法进行构件变形矫正时, 加热温度应控制在900℃~1050℃范围内 (正火温度) , 然后自然冷却到环境温度.当温度自然冷却到600℃时允许用水冷却, 同时应防止构件加热过度, 造成过烧。

钢结构工程施工在我国还处于起步阶段, 只有在施工过程中加强技术人员、工人对规范标准和操作规程的学习, 加强施工过程中的质量控制和监督检查, 积极发挥施工、监理等各方面的作用, 做好各分项工程的工序验收工作, 才能保证钢结构工程的施工质量。

摘要：结合钢结构工程在建筑领域的广泛应用, 探讨了钢结构工程制作过程质量控制要点。

关键词：厂房,钢结构,施工,质量控制

参考文献

[1] GB50205-2001, 钢结构工程施工质量验收规范[S].北京:中国计划出版社.

[2] GB50017-2003, 钢结构设计规范[S].北京:中国计划出版社.

[3] 吴鸿伟.浅论钢结构工程施工质量控制措施[J].经营管理者, 2009, 8.

[4] 王新仕.钢结构在厂房建设中的应用与施工[J].沿海企业与科技, 2008, 12.