关于型钢混凝土组合结构中型钢柱的施工工艺分析

李国卫

【摘 要】随着建筑行业的快速起步，建筑施工技术也得到了快速提高，本文主要结合某工程大厦建设为例，对型钢混凝土组合结构中型钢柱的施工工艺进行简要分析。

【关键词】型钢混凝土组合结构；型钢柱；施工工艺

0.工程概况

该建筑主楼为门字形，东西主楼自23层～30层相互连接，为复杂连体结构。建筑面积约14.9万m2。工程中采用型钢混凝土组合结构，钢骨柱、梁均为Q345B。本文主要针对本工程对钢骨柱的施工工艺做一下探讨。

1.钢结构材料的检查和确定

所有钢骨柱均采用Q345B钢材，埋弧自动焊采用H08MnA型焊丝，手工焊采用E50XX型焊条。所有原材料进场要有合格证、出厂检验报告等质量证明文件。材料进厂后，要进行复验，为防止板材重皮，采用超声波探伤。

2.钢结构焊接

2.1焊接前的准备

焊接前采用微机精确放样，钢板切割采用数控火焰切割（丙烷） ，切割完毕及时清渣。焊工应持有效期内的焊工上岗证，持证上岗。焊条和焊剂在使用之前按出厂证明上规定进行烘干，焊丝清除铁锈油污及其他污染物。焊前检查焊缝两侧处理情况，如有油污、锈迹应清除干净后再施焊。焊接时必须在车间或施工棚内进行，严禁雨水浸湿。

2.2操作要求

焊接H、十字形钢的翼缘板和腹板拼接焊缝的间距不应小于200mm，且拼接点位置应符合设计图纸要求。钢板拼接采用碳弧气刨开坡口并清渣，车间拼接一级焊缝按规范100%进行超声波探伤，杜绝不合格产品出厂。构件焊接梁柱翼缘与腹板焊缝采用埋弧自动焊，焊丝采用H08MnA，焊剂采用HJ431；加劲板焊接采用CO2气体保护焊，焊丝采用药芯焊丝。焊工严格按照焊接工艺施焊，为减少焊接变形，采用两遍施焊。不准在焊缝区外的母材上打火引弧。焊接时如发现点固焊缝有裂纹，应用气刨清除后重焊。

2.3过程检验

按设计图纸要求和《钢结构工程施工质量验收规范》中的有关要求，对构件进行检查，对一级焊缝依据规范要求委托市质监站进行超声波检测并出具检测报告。

2.4焊接变形的矫正

焊接H型钢的角变形利用H型钢矫直机进行矫正，旁弯则利用火焰矫正方法进行矫直。火焰矫正只能空冷，不能用冷水冷却，否则影响钢材的内部组织。加热时，火焰必须呈三角形，以利于矫正效果，加热在弯曲构件的凸缘，定点朝内。对于厚度大、刚性较强的构件的弯曲变形，可以采用两个或多个焊锯同时加热，在加热过程中，可视具体情况加外力作用，增加矫正效果。加热温度严禁超过900℃，且焰芯不得对准一个点，应徐徐移动，使矫正三角区均匀受热。火焰矫正需循序渐进，不能操之过急，否则效果适得其反。

2.5构件除锈

采用抛丸除锈机除锈，除锈等级达到Sa2.5级。

2.6构件预拼装

根据放样基准将要拼装的构件按照平台上大样位置顺序排放，确定正确无误后用螺栓连接紧固，紧固时一定要保证每个螺栓受力基本一致，紧固结束后按大样和图纸进行检查。如果与图纸和大样相符，证明构件制作合格；如果与大样和图纸不相符，则构件制作不合格。

2.7拆散

拆散前需在有关节点部位标示拼装连接点标志，以便安装时能正确就位，作完标志后方可进行拆散，拆散时一定要将合格品放在一起，不合格品放在一起。对于不合格品采取相应的措施进行返修。

3.钢结构运输

运输和堆放是钢结构施工的重要环节，运输及堆放组织的成功与否，直接关系到钢结构变形大小及流水施工过程是否逆流和能否保证工期。我们为此采取的措施如下：采用车间内的5t行车装车，使用10t的载重汽车从加工厂向工地运输钢构件，运输长度小于10km。运输过程中，将构件捆扎牢固，防止产生振动变形。采用施工现场塔吊按要求卸在安装位置附近。构件的堆放场地要平整干燥，分类水平堆放。在加工厂内采用多层叠放时，必须使各层垫木在同一垂线上。

4.钢结构安装

4.1吊装准备

由于本工程的吊装高度大，水平距离远，不能使用汽车吊，只能选择现场安装的8台塔吊，钢骨柱、梁经合理分段使每段重量控制在塔吊起重范围之内。根据钢构件的吊点及重量情况，准备足够的不同规格的钢丝绳和卡环，并准备好倒链、缆风绳、爬梯、工具包、榔头以及扳手等机具。用钢柱上端的连接板作为吊点，为穿卡环方便。检查首节钢柱柱脚基础的就位轴线，在钢柱柱脚板上划出钢柱就位的定位线。采用型钢组成的可装配式操作架在钢柱顶部，既方便组装，又可以循环使用。

4.2安装顺序

钢骨柱、梁安装依据土建现场进度，在土建合模之前安装完毕。遵循如下顺序进行： 钢骨柱→钢骨柱矫正→钢骨柱焊接→钢骨梁安装→钢骨梁焊接→焊缝探伤→竣工清理→验收。

4.3吊装方法的选择

由于受塔吊起重能力的限制，钢骨柱、梁的吊装采用分段、分件吊装法。相应钢柱安装完毕后，及时连接之间的钢梁使安装的构件及时形成稳定的框架，并且每天安装完成的钢柱必须用钢梁连接起来，不能及时连接的应拉设缆风绳进行临时固定。

4.4首层钢柱吊装

在首层钢柱起吊之前，为了避免钢柱在起吊过程中将柱脚板和基础钢筋损坏，在钢柱柱脚板位置垫好10cm架子板。起吊时通过吊索具与塔吊吊钩连接，采用单机回转法起吊。严禁在地面上拖拉。钢柱起吊时必须边转臂边起钩，使钢柱垂直离地。当钢柱吊至距其就位位置上方200mm～250mm时，使钢柱保持稳定，人工扶着钢柱，对准螺栓孔，慢慢下落。下落过程中防止碰到地脚螺栓丝扣，当柱脚板刚刚与基础接触后应停止下落，检查基础十字轴线与钢柱四边中心线的对准情况，如有不符，立即进行调整。落实后用角尺检查，确保钢柱的定位线与基础定位轴线误差小于3mm，如图1所示。

图1 钢柱吊装图

4.5下节（即第二节及以上）柱等构件的吊装

第二节及以上柱、支撑等构件的吊装准备、吊装流程、起吊方式及吊点选择、临时固定和测量校正紧固、焊接等与第一节钢骨柱、梁的吊装基本相同。

4.6不在现场塔机覆盖范围内钢柱和钢梁的吊装

施工现场有塔机覆盖不到的死角，而这个范围恰恰有部分钢骨梁和钢骨柱。这种情况下，我们现场使用三脚架，配合卷扬机进行钢柱的吊装； 钢骨梁在地面组装成型，使用两个倒链将钢梁吊装就位，倒链固定在钢柱牛腿上。

4.7钢柱标高和垂直度控制

土建每层柱完工后，依据交底将标高引至每根柱上，结构吊装时均由该点用钢卷尺直接向上量测。利用水准仪往返测量与基准标高校核，将标高误差控制在允许的范围之内； 钢柱垂直度校正采用水平尺对钢柱垂直度进行初步调整，然后用两台经纬仪从柱的两个侧面同时观测调整。每层钢柱吊装时，都将基础轴线引至每层柱底，每层钢柱校正时，使用两台经纬仪在两个方向进行监控测量，保证钢柱垂直度在偏差范围之内。在用钢尺对位置点进行测量时，用水准仪协助控制保证尺子两端水平，以减少系统误差。拉尺用力均匀一致，距离测量均采用来回两次拉尺的方法，用两次排尺的平均值消除人为误差。调整完毕后，将钢柱柱脚螺栓拧紧并固定。

4.8高强度螺栓的施工

高强度螺栓先进行初拧，初拧合格后应作出标记。高强螺栓紧固顺序： 从中间向两端依次紧固。高强螺栓平面施工顺序：高强度螺栓穿入方向应便于施工操作为准，同一节点穿入方向一致。若高强度螺栓的连接孔出现偏差，采用微型砂轮磨光机修正或人工挫销。

4.9工地焊接

钢柱工地接长采用焊接形式，使用 CO2气体保护焊，焊接应由两名焊工在对称位置同时施焊。焊接工艺参数： CO2气体保护焊：焊丝直径1.2mm，电流 220A～320A，电压29V～34V，焊速350mm/min～450mm/min，层间温度50℃～80℃，焊丝伸出长度约20mm，气体流量20L/min～80L/min。栓焊连接应严格按照腹板螺栓初拧、翼板焊接、螺栓终拧的顺序施工，全焊连接应在梁柱翼缘间加临时撑板，以减少焊接收缩变形。

5.结束语

综上所述，一个好的建筑项目离不开科学合理的施工工艺，本文所探讨的型钢混凝土组合结构中型钢柱的施工工艺，不仅使我们加深了对建筑工程技术的操作技能，而且对带动建筑业的蓬勃发展具有一定的帮助。