浅议钢结构施工中的质量缺陷和控制措施

邢玉凤

摘 要：本文对钢结构的一些重要管理程序做了分析, 然后对钢结构工程建设过程中的质量缺陷、控制措施和质量控制要点进行了阐述。

关键词：钢结构施工；质量缺陷；控制措施

中图分类号：TU391文献标识码：A 文章编号：

1钢结构施工重要的管理程序

1. 1钢结构施工单位技术资质及施工方案审查

钢结构工程焊接制作与安装施工单位应具备下列条件: 1) 具有营业执照, 国家认可的企业技术资质、安全生产许可证和工程施工质量管理体系。2) 具备与所承担工程的焊接技术难易程序相适应的焊接方法、焊接设备、检验和试验设备。3) 计量器具的仪器、仪表应在计量检定有效期内。4) 具有与所承担工程的结构类型相适应的企业钢结构焊接规程、焊接作业指导书、焊接工艺评定文件等技术软件; 焊接工艺评定应包含施工中所有的接头形式和要求。5) 制作与安装单位承担钢结构焊接工程施工设计时, 应具有与工程结构类型相适应的设计资质等级或由原设计单位认可。6) 应报验项目经理的上岗证、安全培训证, 专职质量检查员、专职安全员的安全培训证, 焊工考试的合格项目证书及安全培训证, 特种作业人员操作证。7) 应编制钢结构制作安装施工组织设计或制作、安装施工吊装方案, 防止焊接变形施工方案或工艺措施, 施工现场临时用电方案等, 所有方案应具有针对性、切实可行, 并经单位质量管理体系中有关负责人员审批签字。

1. 2钢结构工程设计交底及图纸会审

钢结构设计交底及图纸会审时, 除施工图纸上出现的“错、漏、碰、缺”具体问题外, 根据钢结构有关标准规范的规定, 施工图中应明确以下内容: 1) 应明确设计使用年限、安全等级, 端面刨平顶紧部位。2) 应明确规定结构件使用钢材和焊接材料的类型和焊缝质量等级, 有特殊要求时, 应标明无损探伤的类别和抽查的百分比。3) 应标明钢材和焊接材料的品种、性能及相应的国家现行标准, 并应对焊接方法、焊缝坡口形式和尺寸、焊后热处理要求等做出明确规定, 并标注工厂制作或厂地安装焊缝符号。4) 应注明所用高强度螺栓连接的性能等级、规格、连接形式、预拉力、摩擦抗滑移系数以及连接后的防锈要求。当设计中选用两种或两种以上直径的高强度螺栓时, 还应注明所选定的需进行抗滑移系数检验的螺栓直径。5) 应明确钢结构主要构件的耐火等级, 钢构件的除锈等级, 使用钢结构防火涂料的品种及类型。

2常见质量问题和预防措施

2. 1钢结构焊接

2.1.1引弧、收弧缺陷

焊接过程中，由于不设置引弧板、收弧板，直接在母材上引弧和收弧，随意焊接，会造成电弧擦伤母材，在引弧或收弧周围产生弧坑、裂纹、未熔合、夹渣、气孔等缺陷，严重影响焊接质量。焊接对接接头、T型接头、角接接头、十字接头等对接焊缝及对接和角接组合焊缝时，应在焊缝的两端设置引弧板和收弧板，并在引弧板和收弧板上进行引弧和收弧焊接，严禁在焊道外的母材上引弧和收弧。

引弧板和收弧板材质应与被焊接母材相同，其坡口形式也应与被焊工件相同，不得使用其他材质的钢板充当引弧板和收弧板，另外，确保引弧板和收弧板的尺寸满足有关规定要求。

构件焊接完毕，引弧板和收弧板应采用气割切除或机械切割的方法除掉，割除后将边缘修磨平整，严禁用锤击掉。

2.1.2定位焊焊接缺陷

定位焊常见的缺陷有：不注意焊接材料的匹配盲目焊接，造成焊缝根部强度达不到设计要求，形成缺陷；定位焊焊接随意性大，不注意焊脚尺寸和间距，影响后序焊缝的成型。

定位焊必须由持相应合格证的焊工施焊，焊接前应注意所使用的焊接材料、焊接规范及焊接质量等级等是否符合要求，严格遵守有关工艺规定，要求清根的焊缝应在接头坡口的外侧进行定位焊接，清根时可将定位焊焊缝清除，定位焊焊缝厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3，焊缝长度宜大于40mm，间距500~600mm，并应填满弧坑，定位焊焊缝上有气孔或裂纹时，必须清除后重新焊接。

2.1.3对接焊缝余高过高

在焊接对接焊缝时，操作人员或技术质检人员对对接焊缝的余高不加限制，认为对接焊缝余高越高其强度越大，对接焊缝余高过高会使焊缝与母材强度不一致，引起应力集中，容易在焊缝与母材过渡区域产生裂纹，促使焊缝缺陷增多，降低焊缝强度，影响焊缝承载力和耐久性。

造成对接焊缝余高过高的原因主要在于焊工的操作技术水平和焊接参数的调整，应严格按照工艺规定进行焊接。

在钢结构焊接过程中应将对接焊缝余高控制在规范规定值之内，在承受动荷载情况下，对接焊缝的余高最好趋向于零，在其他情况下，对接焊缝的余高应控制在0~3mm之内。

2. 2紧固件连接

1) 在螺母下面垫一开口弹簧垫圈, 螺母紧固后在上下轴向产生弹性压力, 可起到防松作用; 为防止开口垫圈损伤构件表面, 可在开口垫圈下面垫一平垫圈。

2) 副螺母防松, 在紧固后的螺母上面, 增加一个较薄的螺母,使两螺母之间产生轴向压力, 并增加螺栓、螺母凸凹螺纹的咬合自锁长度, 以达到互相制约而不使螺母松动; 使用副螺母防松的螺栓, 在安装前应计算螺栓的准确长度, 待防松副螺母紧固后, 应使螺栓伸出副螺母外的长度不少于2 扣螺纹。

3) 不可拆的永久防松。这种防松方法一般应用在不再拆除和更换零、部件的永久工程上。不可拆的永久防松方法是将螺母紧固后, 用电焊将螺母与螺栓的相邻位置, 对称点焊3 处~ 4 处或将螺母与构件点焊; 另一防松做法是将螺母紧固后, 用尖锤或钢冲在螺栓伸出螺母的侧面或靠近螺母上平面螺纹处进行对称点铆3 处~ 4 处, 使螺栓上的螺纹被铆成乱丝凹陷, 以破坏螺纹, 使螺母无法旋转, 起到防松作用。

4) 在防松的措施中, 宜采用破坏螺纹的铆点方法, 不宜采用电焊点焊法防松, 以免螺母或构件表面局部硬化, 加速腐蚀。

2. 3钢零件及钢部件加工

2. 3. 1起拱不准确预控措施

放样、下料时应明确拱度值, 并在下料尺寸中放出所需的起拱量。按设计要求的拱度值, 采用正确的加工工艺和拼装方法,严格控制累计偏差值。必须对起拱构件采取预防变形的保护加固措施, 严防构件在翻转、运输和吊装时产生变形。

2. 3. 2产生变形预控措施

存放场地应夯实坚固、防止场地受压后产生沉降。构件堆垛下应铺设枕木, 且堆放要平稳。重大构件尚应标明重量、重心位置及定位标记。构件在运输和起吊时, 应采取临时加固措施, 防止变形。

2. 4钢构件预拼装

钢结构预拼装变形的预控措施: 1) 从号料到剪切, 对钢材及剪切后的零件应做认真检查。对于变形的钢材及剪切后零、构件应矫正合格, 防止以后各道工序积累变形。2) 拼装时应选择合理的装配顺序, 一般原则是先将整体构件适当分成几个部分, 分别进行小单元部件的拼装, 然后将这些拼装和焊完的部件予以矫正后。拼成大单元再拼装成整体。

2. 5钢结构在吊装或运输中需防止构件变形

主要措施有: 1) 焊条的材质、性能应与母材相符, 均应符合设计要求; 2) 拼装支承的平面应保证其水平度, 并应符合支承的强度要求, 不使构件因自重失稳下坠, 造成拼装构件焊接处的弯曲变形。3) 焊接过程中应正确地采用焊接规范, 防止在焊缝及热影响区产生过大的受热面积, 使焊后造成较大的焊接应力, 导致构件变形。

2. 6钢结构安装

1) 钢柱底脚有空隙预控措施: 钢柱吊装前, 应严格控制基础标高, 测量准确, 并按其测量值对基础表面仔细找平; 如采用二次灌浆法, 在柱脚底板开浇灌孔( 兼作排气孔) , 利用钢垫板将钢柱底部不平处垫平, 并预先按设计标高安置好柱脚支座钢板, 然后采取二次灌浆。

2) 钢柱位移预控措施: 浇筑混凝土基础前, 应用定型卡盘将预埋螺栓按设计位置卡住, 以防浇灌混凝土时发生位移; 柱底钢板预留孔应放大样, 确定孔位后再做预留孔。

3) 柱垂直偏差过大预控措施: 钢柱应按计算的吊挂点吊装就位, 且必须采用两点以上的吊装方法; 吊装时应进行临时固定, 以防吊装变形; 柱就位后应及时增设临时支撑; 对垂直偏差, 应在固定前予以修正。

4) 吊车梁垂直度偏差过大预控措施: 支座处的垫板应用刨床刨平; 连接件尺寸必须准确, 构件焊接时应严格控制焊接变形; 吊车梁、柱和制动桁架的连接尺寸要准确。

5) 水平支撑挠度过大预控措施: 严格控制制作尺寸, 钢支撑的中部严禁焊死; 支撑端部焊缝应尽量不出现仰焊, 支撑端至少应有两个安装螺孔。

参考文献：

[1] 刘哲. 钢结构施工常见质量缺陷[J] . 施工技术, 2006.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。