北京某超高层综合楼焊接施工技巧

北京某超高层综合楼焊接施工技术**A阶段主楼焊接施工中，解决了巨型截面柱焊接变形控制、钢板墙超长焊缝焊接、各个斜向位置焊接、厚板负温度焊接以及伸臂桁架焊接等难题，获得了较高的焊接质量。1工程概况**A阶段主楼工程位于北京东三环与**大街交汇处西北角，主楼高330m。目前是北京最高的单体钢结构建筑。**主楼结构为钢结构，用钢量5万t．地下3层，地上74层，屋顶设有停机坪。平面外轮廓尺寸在地面层约55．3m×55．3m，至74层时收到约44m×44m。主楼结构分为核心筒和外框筒，核心筒为型钢混凝土钢板墙支撑结构，型钢巨型柱与实腹式工字形钢梁及支撑形成支撑框架，核心筒柱柱之间采用钢板墙和斜撑连接，单钢板墙采用高强度螺栓连接，双钢板墙采用焊接连接。核心简四个角的位置在地下三层连接有双钢板墙，其最高可达15m，双钢板墙与钢柱焊接连接如图所示。核心简钢柱截面由多个工字形、箱形、T形及其他形状组成的复杂异形截面柱，所用钢材均为Q345C和Q345GJC。外框简形状为平面削角正方形，在6—7层、28—29层、54—56层、69—74层设四道腰桁架，在28—29层以及54—56层腰桁架顶和底分别与核心简有8道和16道伸臂桁架相连。伸臂桁架为箱形截面。腰桁架的斜杆及所有的框架梁均为H型钢及箱形截面。钢材材质为Q345C和Q345GJC；伸臂桁架和腰桁架所用材质为Q345GJD。40mm以上钢板有Z向性能要求。2焊接工程重点、难点及技术措施2．1焊接重点、难点(1)钢柱焊接工程量大，截面复杂巨大，焊接变形不易控制。仅以C1一T1为例，钢柱截面达到2．6m×3．2m，80mm钢板对接焊缝总长达到11．6m，仅一根钢柱由14名焊工同时作业，需12h才能完成焊接。同时厚板组成多种异形截面，焊接位置困难。核心筒钢柱截面多为非对称组合截面，截面形式复杂巨大，板厚达到80mm，截面形式在国内高层结构施工中较少见到，其焊接变形控制没有现成的经验可以借鉴，因此非对称异形复杂截面焊接变形控制是本工程的重点难点。(2)腰桁架焊接节点多而复杂，且钢柱斜撑多为斜向连接，倾斜钢柱板最厚为75mm，倾斜角度最大达22°，钢柱焊接作业点多而复杂，焊接位置困难，焊接过程长，其焊接变形控制也是本工程的重点、难点。(3)双钢板墙超长(15m)立缝及横缝焊接变形控制。(4)焊接施工跨越整个冬季，冬季特厚板焊接裂纹等缺陷控制也是本工程的重点。(5)合理地确定伸臂桁架焊接时间，以减小压缩沉降差异对伸臂桁架焊缝内应力的影响。2．2解决措施2．2．1大焊接量解决措施针对现场焊接工程量大的特点，根据本工程需要配备足够数量的优秀焊工，在开工之前对现场典型厚板接头焊接进行专项培训，进入现场的焊工对典型节点的焊接必须熟练，且焊接水平稳定，焊接质量高。现场采用CO2：气体保护焊接，焊接效率高、变形小。焊前预热和焊后后热保温采用电加热，加热效率高，温度控制准确。电加热采用计算机远程控制，可对复杂截面多点多面同时进行加热．且在焊接过程中自动控制层间温度。2．2．2焊接应力及变形控制措施(1)同时对称轮换焊接躲核心筒番最大的歪钢柱泻由芬1绕4例名焊工堵同时对四称焊接队，该焊岭接方法浪能够保姜证厚板煤钢柱各刚个面同京时收缩贪，在减仅小了各浇个截面喝焊接变乒形收缩岛差异的氧同时，至也为各型个焊接栋面焊接恶应力的涝有效释旅放提供法了条件厨，减小险了焊接墙应力，戚从而有慧效地控刺制了钢玉柱焊接诞变形。你(2柄)自改进节级点设计胶节点设比计采用叶窄间隙共小坡口派形式，坐尽可能碧地减小牙焊接热窗输入量狼；对于敞复杂异侧形截面四钢柱除妄了周边补翼缘板搂以外，垒其余截汁面均开误双面坡姿口；改咳进节点围设计，富在提高肯焊接效滴率的同辜时，对东焊接变座形也能醋起到有肺效的控厦制作用继。图中区阴影部芦分所示井为开双床面坡口僵的位置担，其余脸位置为宇单面坡告口，箭旨头所指分的单面安坡口为调其朝向冈，箭头毕所指的征双面坡业口障为炼t踢／傅3夸板厚的化一侧；涉单双面纵坡口形仅式如图垫所示。摆(3奥)宝先焊顶竭层钢梁注后焊钢怕柱对于展外框筒透结构，锐钢柱截肠面税为呀600锋mm×脖600颗m客m乔，钢梁简截面海为师550割mm×壁610字m绩m徐，因柱站梁截面痒较接近勒，在现喝场焊接到时首先拔焊接顶乐层钢梁忠，在保际证其形城成稳定瞒的框架尖体系之合后再进成行钢柱让对接焊筐接。壮2刺．什2冶．星3况钢板墙脱焊接技嗓术措施银对于超互长的钢党板墙立广缝及横吼缝焊接荡，现场谊采用分辈段倒退月的焊接遥方法以钓减小焊墙缝内应航力。著2材．抽2刃．污4宣斜撑及乏倾斜钢判柱的焊召接技术重措施壁针对斜金撑及倾蛙斜钢柱挽多为斜瞧立和斜株仰位置总焊接的趁特点。平在本工咐程开工也之前，帖我们就棒斜立、袍斜仰焊愧接专门葬组织焊纺工进行华焊工培荒训，在甩焊工培邪训中总窜结出了旧较成熟秃的焊接尊工艺，愿通过培疯训及附开加考试抗挑选了饲一批掌摇握了斜抵立、斜鼓仰焊接粒技术的姐焊工。攀在掌握称斜立、贪斜仰焊贞的焊工逼中确定傅一批焊嗽接质量乓稳定的稻焊工从干事特殊腊位置的婶工作。舍并将焊垫工培训柜及附加闭考试成陡熟的工莫艺制定盾成工法暖卡，最沸终有效佩地保证怜斜立、黎斜仰焊朴缝的焊委接质量奇。停2椅．表2键．渐5镰特厚板割冬蒸季屈(发负温雁度梢)私焊接质烛量控制在措施轨冬季焊饭接需重散点加强柏焊前预污热和焊沈后后热望保温措辟施。首稳先是搭疑设双层宴保温棚览并带棚防顶，以槽保证其休棚内的旨焊接环坑境温度却高僵5待℃山。冬季听焊接提锅高预热戴温隆度胃5犹O秆℃谱。同时铺将焊后怜后热的宰温度提阀高轻5导O挣℃小，并严勤格控制梳焊后保枯温时间钉。焊前遮预热和旗焊后后种热保温荣采用远担程红外便计算机妖控制，牲保证温镇度控制骑准确，乔届热后滋的焊缝左缓冷至凝环境温茅度。叉2瓦．考2女．踢6断有针对负性的焊垦工附加狠考试螺根据本凳工程的艇结构形笨式及节量点形式辫，在对糖于钢结连构现场呆焊工操许作水平碧情况和交现场实歌际情况水分析之迁后，在近钢结构哪正式施殖工之前瞎，对工竿程中的尼十字接洒头狭小麦空间焊尿接、厚完钢板双缴面坡口脑清根以贝及斜立嗓斜仰焊咳接进行士了一个六多月的妥专项培园训，并沟进行了渣附加考准试，有省效地保香证了本悼工程斜舞向位置培及特殊接节点的临焊接质骄量。训3句异形截烧面柱焊锋接变形嚼控历制粥*句*挪钢结构律核心简嘴钢柱帆在罩T科1疾节时共柏有悬2盾2关根。至婶，另I'2林7齐节钢柱典减少牺为籍1棋4朱根。每蒙根钢柱嫂由多管个封H刃形、箱岸形虎、竹[盏形组成盗的复杂返异形截荐面猜，仔T寻1昼钢柱最读厚的板仗厚膊为烧80m巷m雷。最大祖的钢柱负截面汤为芽371值0mm栏×25吧50m攻m冠。钢柱伴的材质虾为逝Q34兴5GJ剖C斗。在核疼心简异歼形截面鹅柱中，光尤其付以招C吧1绢、侍C霞3匙、暑C艰6逝、舌C低7伯截面最够为复杂氏。矩以澡C业1兵柱为例杂说明其竿焊接变里形控制廉措施。诊3千．副1吨多人同情时对称进焊接技乱术线针对异陪形截面程柱焊接快量大、喇焊接变阶形不易浇控制的克特点，争核心简悔异型截无面柱焊很接采用普了多名衬焊工同色时对称留的焊接怀方法。柴多人同预时对称鲜焊接即召将钢柱糠的所有县翼缘板词和腹板腊同时进判行焊接丧，对于搅钢柱对吹称位置莫分别安举排两名葬焊工同更时作业绵或由一路名焊工代轮换作逗业在。课C剥1鞋钢柱共爹分事为巷C1千A每、奏C1眉B粪两根单芽柱，号由累1喉4干名焊工窑同时对劲称进行斑焊接作育业，为居了更好面组织多雷名焊工骂同时作蒜业的问奖题。我讯们给每巨一名焊维工严格彻规定焊懂接步骤小和焊接幕方向，侍保证多妨名焊工思同步协馒调作业碰。机开始焊打接时首逗先焊接鹅各部分胶最外侧叨翼缘板骑，当翼熔缘板焊象接陆1晋／驾3赴板厚以悔后，每钉名焊工财根据焊量接顺序灵号的规户定转至旁另一个雨面进行鼓焊接，鱼同样。悲当每名脊焊工志第滔2请步焊接本至答1踢／犯3沟板厚以肚后转至贝第尺3薯步焊接婶，如此搬反复每挖名焊工欲完成自纤己的焊急接任务符。当双脾面坡口茶的一侧驴焊接可至继t驰／刑3涨之后再逼进行反姑面清根涝打磨，自之后再巩开始进结行双面振坡口另骨一面焊测接。反钟面清根贞后需要盯进行仔乡细检查沫，确认锣没有可谎见缺陷猎后才能遮正式焊柱接。为蔽保证钢瞎柱各个裙面焊接术的同步攀，焊接习量少的饶焊工应齿该适当寿降低焊患接速度驼保持与刚焊接量坏多的焊认工同步镜，以确侵保各个企焊接面艺焊接速堪度基本燥相同。夸3阻．雪2著对称轮划换焊接金工艺古为防止篮在焊接退过程中秘的焊接虏弧光影钩响焊工来正常作幼业以及怎多名焊紧工在钢知柱一侧待焊接引黎起柱身欲发生偏抱斜。要买求焊工就不能同原时在钢筒柱的一滨侧焊接有，焊工叨需在钢消柱的两奖侧对称鹊轮换焊童接，而依在钢柱帽一侧的做焊工应僻相互错盈开焊接兔时间。号该焊接禁方法能悔有效地幸控制焊比接层间答温度，仗又能控伞制焊接尸变形。强3龙．梅3理焊接过轧程测量扮3公．旬3辛．院1寇钢柱垂住直度监督测剧为更有市效地监各控钢柱夺焊接变赠形，在售焊接首爹根钢柱携过程中厌用经纬共仪对钢圣柱进行角双向垂昼直度的寻实时跟护踪测量泪，如果融发现钢双柱出现范过度偏燃斜，应迹随时调式整焊接护顺序或引在变形卫部位的能另一侧毅增加焊县接量以畏纠正变傻形。在耕实际的晓焊接过哄程中。蝴焊后钢专柱的垂耻直度控溜制腐在士5m阔m螺之内，贷满足设国计及规奴范要求工。驰3.牛3占．概2爽钢柱焊肠接收缩使量的测圣量笑超高层巾建筑因歉钢柱板孤厚、分圈节多的男特点，予其钢柱哄焊接收斤缩量对界结构标于高控制逝有一定哀影响，拘因此在柱结构焊雅接的过声程中需层要调整汉钢柱标轻高以满司足结构惕总体标逃高要求友。根据琴本工程暖的实际三情况，主结合《饮高层民珍用建筑梦钢结构罢技术规侨程》中红关于钢眼柱焊接诸收缩的夫参考数瓣值，现渠场蒙对她C纽1朴、克C窝3创异形截伙面柱内肆典型截热面进行驼了焊接底收缩测挽量，受暂到现场堤钢柱拘允束度及拖其他各剧种因素嘱的影响详，其测柄量结果议与规范低的参考惑数值基危本吻合距。测量遍记录方淘法为：捧通过焊色接前、贝焊后两声个阶段倍将图示跳中的标韵记线之两间的尺肌寸与最丙远端两亦根标记繁线之灯间苦500议m罗m双的距离铅变化来单测出钢挖柱焊接扣收缩量辞。从焊错接收缩盛量的测足量数据债分析俯。谜80m玻m哪钢柱焊妇接收缩泊量主要普集中昆在秋1稻．漏5m段m上，该数磨据也是辰本工程腰调整结缩构标高妈的依据供之一。休3稻．锤4州柱柱之饲间连接塘板焊接痒3观．质4船．税1河反变形怀减小钢肆柱焊接昨变形涉受到运钻输条件父及塔吊坛起重量际等因素遮的限制趣，在核洒心筒钢岸柱中浑，通C拍1稍、角C侮3衣、概C刺6叛、茂C乳7杨四根钢惰柱各分船为两个禽单柱，窜即妈A向柱稿和蛇B垃柱。两耻根单柱讨之间采同用钢板盯进行连海接，每祥节钢拍柱刷A炮和钢临柱包B冬之间使用诱2状2梳块窑460杰mm×虽50m央m×7溪75m票m股的连接授板连接痰。其中伶连接板铜一侧在浊加工厂脚焊接完厘成，另宗一侧在狼现场焊要接。为碧防止该壳连接板党单侧焊盆接收缩支变形造愤成宽C1聪B时和块C1偿A扔向内侧朽倾斜。鸟根据钢春柱的截味面形式盏及板厚诸分析。获通过对烈钢柱竖企向连接杨板位置喝以及两眯根柱间浴距进行谷分析计怎算坡，肚C1袖A密与宇C1合B花之间钢是柱在校壁正时将留钢柱询身外衬侧酿(石焊接收针缩相反匠方俭向斥)述偏价移寇8m仁m幅。通过饰焊接过折程的监唉控和焊蛛后测量探。钢柱金焊后的驰垂直度杠满足规揪范及设拾计要求敢。搬3孩．旨4疮．佩2换补偿加扛热减小弃焊缝内浓应力乌竖向连遭接板一舍侧在工邮厂焊接童完成，馋另一侧糊在现场表焊接，紧对仗于输2闲2陈块虫50m裕m拢连接板闷单侧焊瞒接，其仗焊缝总历长度硬达折l俩6她．掀5荡m柔，厚板谋超长焊坑缝焊接膜易造成锈另一侧筋工厂焊贷缝内应工力集中魂甚至出碑现撕裂瞎的现象停。在现拌场焊接宵的过程卸中采用堪补偿加法热的方氏法进行粥施工，恶补偿加苏热即除绣了焊接秤过程中津对连接谷板本身孝加热以驾外，还妻需要对硬连接板滩两侧的棉柱身连析接板对潜应的位丢置进行钞加热，柄且补偿电加热的大区域不轨小符于概300派m脾m胡。珍由于复舱杂的异凑形截面逼柱焊接谨没有现若成的经做验可以慧借鉴，址我们深票入分析悬研究，云通过上症述方法毒，最终侍对钢柱捎以及柱要柱间连邀接板焊兴接变形除控制起瓶到有效煤的控制葬作用。扛焊接后蒜钢柱的规垂直度枕控制沸在称5m编m棕之内。似4耻钢板墙惩焊接首本工程最在吹F1栏6问层以下笑为增加纪结构稳波定性。妇在核心红筒内柱似柱之间衣设置了姿大量钢咐板墙连楚接。钢赞板墙分孩为单钢吐板墙和杀双钢板添墙，单纤钢板墙娃连接采墨用高强叫度螺栓崖连接；驱双钢板脖墙连接惨采用焊斗接连接乞；在运毒输条件峡允许的旱情况下存，双钢筒板墙的盟高度随泰钢柱分播为三层有一段，肿钢板墙包最高补为挠15芳m游，钢板锡墙板厚炸为务40m聚m说。对超腹长钢板挪墙采取捞分批滥分段焊到接，易雨造成钢谅板墙扭筋转且焊泪缝内应现力较大工，通过妙分析研晚究。现凉场采用驶多人同亏时对称劝分段倒风退的焊栏接方法散，提高美了焊接挺速度，逐有效地章控制了部焊接变姥形。分数段倒退脆法焊接溪即对超幼长焊缝徒分猪为心1续．烛0雹～骨1际．并5岛m浙的若干仗段，对鱼所有焊领缝采用执多名焊添工同时缎对称的松方法进摊行焊接竟，在每蠢名焊工朱焊接的羡区域内薯采用分纳段倒退觉的焊接拔方法。斗且双钢欢板墙两洗侧的焊债缝同时拐进行焊福接。本喊工程最币长的双扬钢板墙月为架15雕m怀，共望由允2买O沉名焊工渗同时焊渴接一块缴钢板墙嘉。雅每强2生个焊工怨之间采聪用硬防锁护和防蔑火布密袖封。防摆止垂直它方向焊抹接火花颂伤害焊优工，具把体焊接帜方法如胀图所示耕。图中刻，钢板蜘墙立焊侦缝长度脊达聚到逗15熄m编，将其锁分窃为慕1奥0授段。每占段拿1合．贵5应m素，每段需焊缝产由您1善名焊工朵进行焊理接作业升。钢板脊墙两侧秒共童2印O弃名焊工赠同时进无行钢板餐墙焊接猴作业；咸在每一网名焊工肥焊接的术范围内泼采取分乞段倒退菠的焊接谅顺序，衰即将每生个焊工欧将自己廉的焊接添区域划鹅分柄为我3食段，采述取先焊泳焊缝的浓上半段把、后焊贫下半段类的焊接五顺序，擦如图中于节点所慧示。图窃中的箭昨头表示刘焊接方工向。夜本工程繁所有的抢双钢板畅墙超长仪立缝焊催接以及邻钢板强惕横缝焊爷接均采坑用了分例段倒退华的焊接种工艺，锯有效控凡制了双由钢板墙悔焊接变贡形。允5积斜撑及南倾斜钢夕柱焊接速技术雁本工程保核心筒突钢柱讨在逮l昂6气层以上亦柱柱之向间均采讨用了斜门撑连接蜂，最小砖斜撑截演面仅令为顷450碧m透m登，如果唇斜撑的荐下翼缘托坡口朝讨向斜撑爪以里，临焊工操法作空间靠不足，讯设计时兽将该位芬置坡口尝朝向斜有撑外侧顺，该位税置的焊惑接则为悠斜仰焊缠。每道船腰桁架添柱柱对毫接的位向置为斜诱横焊。酷针对这前些特殊莫位置的虹焊接，蓝现场在误总结了快焊工考峰试及工尝艺评定怠的基础构上，根或据焊工身大多自捡左向右赤焊接的草操作习羡惯，通侮过研究们分析，红如果将欲焊枪与只焊接面皱沿焊道殊方向及畅垂直于拍焊道方贴向均控念制醉在金85危°污～疑90梨°救，能增抵加焊接复熔池在即焊道内谨的附着匀能力，纽减少焊皆道内未纸熔合及汉夹渣等脚缺陷，鼓获得较百高的焊角接质量汁。且现献场对于汉斜向位蔑置的焊酸接采用乐了焊缝佣成型更笋好骗的灭TW惹E绿一监71恩1右药芯焊椅丝。在容焊接过末程中制那定更为剂严格的登焊接工抽艺，保驴持中速辣焊接。怪通过焊勺后无损层检测，蹈焊缝一盛次自检咬合格率调达到存了兄9央5穗％以上五，获得自了较高滑的焊接呜质量。扬外框柱民斜横焊神及斜立部焊完成锋的焊缝李如图所押示。另6约伸臂桁裕架焊接茧技术荡6根．决1槐伸臂桁里架焊接群伸臂桁当架分别友位于结极构症的澡2福8睡—括2报9驰层知、帽5州4哪—短5怠6养层。煎在狐2痒8疫—术2井9朽层，伸贿臂桁架咬共营由堵8资根箱形渗梁组成画，重在唯5卡3因—党5步4馋层，冬由砌l等6日根箱形羞梁