关于钢结构标准焊接平台施工技术研究

曹钦毅

【摘要】钢结构对于新型焊接平台的呼声越来越高，本文仅针对中国商飞总部基地（一期）工程的结构特点和施工整体部署情况，考虑施工机械选型和布置、施工整体流程、与土建等专业工种的相对施工关系和搭接等，为保证施工安全及质量，更好划分流水作业等对新型钢结构焊接平台进行一定施工技术研究。

【关键词】钢结构；焊接钢平台；新型

1引言

钢结构是个新兴的工程，在现有高层建筑中，由于钢结构其材料及结构形式有较多优点，被各种设计师广泛使用。在高层及超高层建筑中各种形式的钢结构已成为主导的结构形式。钢结构工程涉及面广、技术难度大，且钢结构技术已成为建筑业10项新技术之一。其中高空焊接是钢结构施工重要技术之一，焊接质量是现场施工质量控制的关键和难点，高空作业安全性也是施工安全的重要控制点之一。本文仅从这个角度出发，对焊接钢平台以上几点进行技术上研究。

2目的

制造焊接钢平台的主要目的是为在高空吊装构件以及焊接操作提供一个可以站人的场所，使操作人员拥有足够的空间可以灵活、安全地将构件吊装调整到位并且牢固焊接。

由于平台是作为临时辅助设施，必须经历安装和拆卸的过程，而且这些操作可能都在高空进行，所以平台的安装以及拆卸过程需要尽可能的快速和安全；钢立柱的截面直径是随着标高的增加而线性减小，平台又必须适应不同尺寸的结构构件。基于以上目的的考虑，平台的结构就需要进行模块化处理。

3技术研究

3.1工程单体情况

中国商飞工程主楼结构形式为砼核心筒-外框钢結构形式，外围钢柱共32根。。裙房结构形式为全钢框架结构，钢柱共计43根。钢柱截面尺寸在□400×400×25～□1100×500×40之间。

本工程主楼结构形式规则，竖向钢构件平面布置变化小，若采用焊接钢平台能保证焊接施工质量、施工安全、节省焊接脚手架施工时间。

3.2对于本工程焊接平台

为了满足外围框架钢柱的对接焊接，设置专门的焊接钢平台平台用以作为钢柱焊接对接操作平台。根据整体施工流程安排情况，钢柱分段对接点焊接时，下节钢柱柱底焊缝已焊接完毕，焊接钢平台点设置在距离楼层面1.0m高度的位置。因此焊接作业平台的安装直接利用塔吊起吊至相应对接点楼层，考虑平台和钢柱的相对位置关系和进档情况，将平台内侧（近核心筒侧）的两根槽钢设计成可拆卸形式，即将两端设计成螺栓连接形式。平台通过焊接在钢柱上的槽钢进行搁置和固定。

钢柱的上下柱节点设置自制的操作平台，操作平台采用小型角钢、槽钢及钢管等做成。

焊接平台搁置的槽钢及角钢在钢柱吊装之前，在地面上焊接到钢柱上，待钢柱安置在下节柱上后，焊接钢平台利用外围塔吊，分为两部分，安装到位后，再组合成整体。焊接钢平台采用小型的型钢制作，材料主要包括钢平台龙骨采用10槽钢、L40*3角铁，面板采用-3mm花纹钢板，栏杆采用L50*4角铁、-40*3mm扁铁制作，踢脚板采用-3mm钢板制作，材质均为Q235，采用E43系型焊条。在安装时，预留的人孔位置，应和钢柱上固定的钢爬梯位置对应，以便于人员上下。

4标准焊接平台安装计算

4.1计算参数

标准焊接平台主要为钢柱安装与焊接使用，钢柱安装时需要四人操作，焊接时为2～4人，相关物品为焊机机头及焊丝重量，焊机不在操作平台上。操作平台按照1.5KN/㎡，自重为600Kg。操作平台母材为Q235，采用E43系列型焊条，手工焊。

4.2操作平台与钢柱连接方式

操作平台下部用利用钢柱牛腿或自制牛腿，自制牛腿选择[10，长度选择800mm，焊接到钢柱翼缘上，平台上部用L5与柱顶耳板连接。

4.3平台自身强度验算

根据已知参数L/b=2.5m/0.65m=3.85>3，可按照单项板计算。

平台每边荷载传到两根槽钢梁上的线荷载为：

槽钢规格为[10，按照简支梁计算，受均部荷载为：，示意图如下：

4.4自制钢梁承载力验算

单根钢梁承载力：

⑴ 自制钢梁强度验算

按压弯构件进行计算，自制牛腿采用槽钢规格为[10型槽钢，假设钢梁与钢柱之间焊缝满足要求，且为刚接。

单根钢梁按照悬臂梁验算，承受线荷载

根部最大剪力为：

最大弯矩为：

截面抵抗矩为：

最大正应力：

最大剪应力：

⑵ 牛腿焊缝验算

焊缝抗弯验算：

焊脚尺寸：

仅考虑上下翼缘受正应力，腹板考虑受剪力，

焊缝抗剪验算：

4.5钢平台与角钢连接节点及承载力验算

角钢采用[5，每边按照400Kg计算，

。

5实际运用

5.1工程安装情况

本工程采用标准焊接平台，现场钢柱上焊接槽钢及角钢，待钢柱立上后，使用塔吊进行焊接钢平台安装工作，安装顺序及现场效果如下图。

5.2工程使用情况分析

本工程主体结构已于2013年12月结束，施工过程中发现标准焊接钢平台有如下优缺点：

优点：

1、钢平台定型化，结构稳固，安全性高。

2、制作简便，材料易采购，可批量制作。

3、周转速度快，省去焊接脚手装拆时间，利用率高。

4、工人焊接舒适度大幅度提升，焊接质量有保证。

5、美观，对于文明施工有一定提升。

缺点：

1、对于非外围钢结构形式并不适用，周转时间长，无效率优势。

2、割除钢柱上焊接角钢、槽钢较为麻烦。（我项目体后续采用φ19的圆钢挂于耳板上予以优化，效果明显）。

6结论

焊接钢平台为在高空吊装构件以及焊接操作提供了更好的平台。使施工人员拥有足够的空间可以灵活、安全地将构件吊装调整到位并且牢固焊接。

选对主体结构形式采用焊接钢平台，对于焊接质量，施工进度，施工安全，文明工地有一定贡献。本文为钢结构工程施工提供了依据和实例，为将来更多的钢结构施工项目提供一定参考。

【参考文献】

[1] 《钢结构设计规范GB50017-2003》