CN102704693A - 低温环境下超高层钢结构的施工方法 - Google Patents

低温环境下超高层钢结构的施工方法 Download PDF

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钱国永
张淼水
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Abstract

本发明公开一种低温环境下超高层钢结构的施工方法,属于钢结构建筑施工的技术领域,包括如下步骤:(1)准备钢柱、钢梁;(2)吊装钢柱、钢梁;(3)钢柱校正;(4)钢柱焊接;(5)钢梁焊接;(6)超声波探伤;(7)拆除校正工具;(8)焊后测量;(9)准备下一节的钢柱、钢梁。本发明成本低、工作效率高且质量稳定。

Description

低温环境下超高层钢结构的施工方法
技术领域
本发明公开一种低温环境下超高层钢结构的施工方法,属于钢结构建筑施工的技术领域。
背景技术
    超高层钢结构建筑因工程量大、施工作业面局限性等特点,安装工程施工工期一般较长,而我国大部分地区的高层建筑结构施工都要经历冬季低温环境下的施工过程,低温环境下的施工成为超高层钢结构施工中的难点和重点。
发明内容
本发明的目的是提供一种低温环境下超高层钢结构的施工方法,该施工方法成本低、工作效率高且质量稳定。
为达到上述目的,本发明所采用的技术方案为:
    一种低温环境下超高层钢结构的施工方法,包括如下步骤:
(1)准备钢柱、钢梁;
(2)吊装钢柱、钢梁;
(3)钢柱校正;
(4)钢柱焊接;
(5)钢梁焊接;
(6)超声波探伤;
(7)拆除校正工具;
(8)焊后测量;
(9)准备下一节的钢柱、钢梁。
作为上述方案的进一步设置,所述步骤(1)中,钢柱准备时,在距离钢柱上下端口各200-300mm的位置标记水平线,并测量出钢柱柱身长度,待钢柱安装就位并用螺栓固定后,直接用检测合格的钢尺检查其与下节钢柱柱口的标高线的距离,直接用以调节和控制钢柱的安装标高。为防止柱身及吊耳起吊时的变形,起吊前,钢柱应垫上枕木以避免起吊时柱底与地面的接触;起吊时,不得使柱端在地面上有拖拉现象,使用专用吊装卡具,采用单机回转法起吊。
所述步骤(2)中,钢柱吊装时,在吊到就位上方200mm时,停机稳定,对准螺栓孔和十字线后,缓慢下落安装。
所述步骤(2)中,钢梁吊装时,吊索角度控制在45°-60°,钢梁吊点处采用麻布或橡胶布进行保护。
所述步骤(3)中,钢柱校正的顺序为:钢柱定位轴线的校正、钢柱标高的调校、柱身扭转的调整、钢柱垂直度的校正。
在工程实际中,低温焊接防治冷裂纹的同时,还须防范由于结构拘束度大,在冷却速度加大的前提下,焊缝中心产生偏析,在应力作用下产生的热裂纹。为避免该问题,本发明的焊接工艺如下:
所述的步骤(4)和步骤(5)的焊接工艺相同,均包括如下内容:① 在0-15℃的温度条件下,对钢柱、钢梁的待定位焊焊接部位进行预热处理,预热温度为20-250℃,预热范围为待定位焊焊缝两边各50mm的区域范围;② 预热处理后,进行定位焊处理;③ 定位焊处理后,对钢柱、钢梁的待正式焊接部位进行预热处理,预热温度为20-250℃,预热范围为待定位焊焊缝两边各50mm的区域范围;④ 对钢柱、钢梁的待正式焊接部位进行正式焊接;⑤ 正式焊接结束后,进行后热或保温处理;当钢材厚度t<40mm时进行保温处理,采用岩棉包裹焊接接头,自然冷却;当钢材厚度t≥40mm时进行后热处理,后热温度250-350℃,后热时间为1-2小时,最后再用岩棉保温缓冷。
所述步骤①中的预热处理及步骤③中的预热处理,当钢材厚度t>25mm时,采用电加热的方式;当钢材厚度t≤25mm时,采用火焰加热的方式。
所述的定位焊及正式焊接均采用纯度为99.9%的CO2气体进行保护。
所述的钢柱、钢梁选用Q345号钢材为原料,当钢材厚度t≤25mm时,预热温度为20-40℃;当钢材厚度25<t≤40mm时,预热温度为60-80℃;当钢材厚度40<t≤60mm时,预热温度为80-100℃;当钢材厚度60<t≤80mm时,预热温度为100-120℃;当钢材厚度t>80mm时,预热温度为150℃。
所述的钢柱、钢梁选用Q460E号钢材为原料,当钢材厚度t≤25mm时,预热温度为20-40℃;当钢材厚度25<t≤40mm时,预热温度为60-80℃;当钢材厚度40<t≤60mm时,预热温度为80-100℃;当钢材厚度60<t≤80mm时,预热温度为100-120℃;当钢材厚度t>80mm时,预热温度>150℃。
    本发明在安装测量时,考虑到冬季施工时室内外有一定的温度差异,当从室内取出仪器在室外测量时,应把仪器放置10-20分钟才能施测,以免因室内外温差而影响仪器的测量精度。
本发明可以有效的缓解低温环境等因素对工程施工的影响,确保钢结构主体工程施工质量和施工进度,有效的控制现场的安全生产。在降低工程施工成本、提高工作效率、降低工程造价等方面具有非常明显的优势。
总之,本发明成本低、工作效率高且质量稳定。
本发明适用于北方冬季施工的高层及超高层钢结构建筑施工,如高层(超高层)民用建筑、高层(超高层)写字楼、商务大厦等建筑钢结构工程的安装。
本发明可推广适用的领域为空间钢结构、塔桅钢结构、多层及高层工业厂房等钢结构及工民建施工的相关领域。
具体实施方式
     本发明低温环境下超高层钢结构的施工方法,包括如下步骤:(1)准备钢柱、钢梁;(2)吊装钢柱、钢梁;(3)钢柱校正;(4)钢柱焊接;(5)钢梁焊接;(6)超声波探伤;(7)拆除校正工具;(8)焊后测量;(9)准备下一节的钢柱、钢梁。
步骤(1)中,钢柱准备时,在距离钢柱上下端口各200-300mm的位置标记水平线,并测量出钢柱柱身长度,待钢柱安装就位并用螺栓固定后,直接用检测合格的钢尺检查其与下节钢柱柱口的标高线的距离,直接用以调节和控制钢柱的安装标高。为防止柱身及吊耳起吊时的变形,起吊前,钢柱应垫上枕木以避免起吊时柱底与地面的接触;起吊时,不得使柱端在地面上有拖拉现象,使用专用吊装卡具,采用单机回转法起吊。
步骤(2)中,钢柱吊装时,在吊到就位上方200mm时,停机稳定,对准螺栓孔和十字线后,缓慢下落,使钢柱四边中心线与安装的十字轴线对准后安装。
步骤(2)中,钢梁吊装时,吊索角度控制在45°-60°,钢梁吊点处采用麻布或橡胶布进行保护。钢梁在安装就位时,尤其是在有3级以上风力的情况下,必须在钢梁两端增设牵引绳。
步骤(3)中,钢柱校正的顺序为:钢柱定位轴线的校正、钢柱标高的调校、柱身扭转的调整、钢柱垂直度的校正。
在工程实际中,低温焊接防治冷裂纹的同时,还须防范由于结构拘束度大,在冷却速度加大的前提下,焊缝中心产生偏析,在应力作用下产生的热裂纹。为避免该问题,本发明的焊接工艺如下:
步骤(4)和步骤(5)的焊接工艺相同,均包括如下内容:① 在0-15℃的温度条件下,对钢柱、钢梁的待定位焊焊接部位进行预热处理,预热温度为20-250℃,预热范围为待定位焊焊缝两边各50mm的区域范围;② 预热处理后,进行定位焊处理;③ 定位焊处理后,对钢柱、钢梁的待正式焊接部位进行预热处理,预热温度为20-250℃,预热范围为待定位焊焊缝两边各50mm的区域范围;④ 对钢柱、钢梁的待正式焊接部位进行正式焊接;⑤ 正式焊接结束后,进行后热或保温处理;当钢材厚度t<40mm时进行保温处理,采用岩棉包裹焊接接头,自然冷却;当钢材厚度t≥40mm时进行后热处理,后热温度250-350℃,后热时间为1-2小时,最后再用岩棉保温缓冷。
其中,步骤①中的预热处理及步骤③中的预热处理,当钢材厚度t>25mm时,采用电加热的方式;当钢材厚度t≤25mm时,采用火焰加热的方式。
定位焊及正式焊接均采用纯度为99.9%的CO2气体进行保护。
钢柱、钢梁选用Q345号钢材为原料,当钢材厚度t≤25mm时,预热温度为20-40℃;当钢材厚度25<t≤40mm时,预热温度为60-80℃;当钢材厚度40<t≤60mm时,预热温度为80-100℃;当钢材厚度60<t≤80mm时,预热温度为100-120℃;当钢材厚度t>80mm时,预热温度为150℃。
    钢柱、钢梁选用Q460E号钢材为原料,当钢材厚度t≤25mm时,预热温度为20-40℃;当钢材厚度25<t≤40mm时,预热温度为60-80℃;当钢材厚度40<t≤60mm时,预热温度为80-100℃;当钢材厚度60<t≤80mm时,预热温度为100-120℃;当钢材厚度t>80mm时,预热温度>150℃。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思,而非对本发明权利保护的限定,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种低温环境下超高层钢结构的施工方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)准备钢柱、钢梁;
(2)吊装钢柱、钢梁;
(3)钢柱校正;
(4)钢柱焊接;
(5)钢梁焊接;
(6)超声波探伤;
(7)拆除校正工具;
(8)焊后测量;
(9)准备下一节的钢柱、钢梁。
2.如权利要求1所述低温环境下超高层钢结构的施工方法,其特征在于:所述步骤(1)中,钢柱准备时,在距离钢柱上下端口各200-300mm的位置标记水平线。
3.如权利要求1所述低温环境下超高层钢结构的施工方法,其特征在于:所述步骤(2)中,钢柱吊装时,在吊到就位上方200mm时,停机稳定,对准螺栓孔和十字线后,缓慢下落安装。
4.如权利要求1所述低温环境下超高层钢结构的施工方法,其特征在于:所述步骤(2)中,钢梁吊装时,吊索角度控制在45°-60°,钢梁吊点处采用麻布或橡胶布进行保护。
5.如权利要求1所述低温环境下超高层钢结构的施工方法,其特征在于:所述步骤(3)中,钢柱校正的顺序为:钢柱定位轴线的校正、钢柱标高的调校、柱身扭转的调整、钢柱垂直度的校正。
6.如权利要求1所述低温环境下超高层钢结构的施工方法,其特征在于:所述的步骤(4)和步骤(5)的焊接工艺相同,均包括如下内容:① 在0-15℃的温度条件下,对钢柱、钢梁的待定位焊焊接部位进行预热处理,预热温度为20-250℃,预热范围为待定位焊焊缝两边各50mm的区域范围;② 预热处理后,进行定位焊处理;③ 定位焊处理后,对钢柱、钢梁的待正式焊接部位进行预热处理,预热温度为20-250℃,预热范围为待定位焊焊缝两边各50mm的区域范围;④ 对钢柱、钢梁的待正式焊接部位进行正式焊接;⑤ 正式焊接结束后,进行后热或保温处理;当钢材厚度t<40mm时进行保温处理,采用岩棉包裹焊接接头,自然冷却;当钢材厚度t≥40mm时进行后热处理,后热温度250-350℃,后热时间为1-2小时,最后再用岩棉保温缓冷。
7.如权利要求6所述低温环境下超高层钢结构的施工方法,其特征在于:所述步骤①中的预热处理及步骤③中的预热处理,当钢材厚度t>25mm时,采用电加热的方式;当钢材厚度t≤25mm时,采用火焰加热的方式。
8.如权利要求6所述低温环境下超高层钢结构的施工方法,其特征在于:所述的定位焊及正式焊接均采用纯度为99.9%的CO2气体进行保护。
9.如权利要求6所述低温环境下超高层钢结构的施工方法,其特征在于:所述的钢柱、钢梁选用Q345号钢材为原料,当钢材厚度t≤25mm时,预热温度为20-40℃;当钢材厚度25<t≤40mm时,预热温度为60-80℃;当钢材厚度40<t≤60mm时,预热温度为80-100℃;当钢材厚度60<t≤80mm时,预热温度为100-120℃;当钢材厚度t>80mm时,预热温度为150℃。
10.如权利要求6所述低温环境下超高层钢结构的施工方法,其特征在于:所述的钢柱、钢梁选用Q460E号钢材为原料,当钢材厚度t≤25mm时,预热温度为20-40℃;当钢材厚度25<t≤40mm时,预热温度为60-80℃;当钢材厚度40<t≤60mm时,预热温度为80-100℃;当钢材厚度60<t≤80mm时,预热温度为100-120℃;当钢材厚度t>80mm时,预热温度>150℃。
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