對于建筑鋼結(jié)構(gòu)制造技術(shù)的思考

王軍鵬

（上海建工（江蘇）鋼結(jié)構(gòu)有限公司 江蘇省南通市 226116）

隨著現(xiàn)代建筑不斷朝著空間更高大上發(fā)展，建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生。鋼結(jié)構(gòu)的制造一般由材料采購、零部件加工、組立裝配、焊接、除銹、防腐涂裝等工序構(gòu)成。

1 合理選擇材料

鋼材的質(zhì)量在鋼結(jié)構(gòu)施工中非常重要。根據(jù)項(xiàng)目的需求差異，鋼材選擇也不同，需綜合考慮其焊接性、成型性、經(jīng)濟(jì)性。建筑鋼結(jié)構(gòu)使用最多的還是碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，鋼材的質(zhì)量、尺寸、材質(zhì)要符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，例如Q235鋼要滿足《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T 700）的要求，Q345鋼應(yīng)滿足《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T 1591）的要求，材料進(jìn)場制作前要抽樣復(fù)檢，檢測化學(xué)成分、物理力學(xué)性能等指標(biāo)，合格方可使用，材料的堆放要有利于搬運(yùn)，避免鋼材變形，減少鋼材銹蝕，并放置標(biāo)牌，標(biāo)牌內(nèi)容要明示鋼材品種、尺寸、材質(zhì)等信息。

2 零部件加工

零部件加工由以下部分構(gòu)成：鋼材號料、切割下料、變形矯正、邊緣處理、制孔、煨彎等。

2.1 號料、切割下料

為了應(yīng)對焊接收縮、切割、刨邊和銑平等，號料時(shí)應(yīng)提前加放一定的余量，例如火焰切割時(shí)，10～20mm鋼板的割縫寬度余量宜2～3mm，實(shí)腹式結(jié)構(gòu)截面高度小于1000mm，厚度小于25mm，長度方向焊接收縮為每米0.6mm。切割方法一般應(yīng)根據(jù)設(shè)備能力、質(zhì)量精度、經(jīng)濟(jì)性等因素綜合考慮，常用的方法有機(jī)械切割、氣體且割、等離子切割等，對于厚度小于等于12mm的鋼板可采用機(jī)械切割（剪板機(jī)），對于厚度小于等于6mm的鋼板一般可采用等離子切割，其他厚度宜采用自動或半自動氣割。小于或等于L90*10的角鋼可采用剪切，其他型鋼宜采用鋸切。

2.2 矯正成型

由于原材料本身、切割、焊接和運(yùn)輸?shù)仍蛟斐傻淖冃危?dāng)其影響質(zhì)量的，就需要進(jìn)行矯正，一般而言，可以采用機(jī)械矯正和火焰加熱方法，隨著設(shè)備的不斷更新，現(xiàn)在大多工廠采用平板矯正機(jī)或型鋼矯正機(jī)，如果采用手工錘擊的方法，那么需要在矯正的部位放置墊塊，以免對鋼板造成損上，溫度太低時(shí)，不能進(jìn)行冷矯正，以防低溫脆裂，例如碳素結(jié)構(gòu)鋼要求不低于-16℃；相反對于熱矯正時(shí)，溫度也不能太高，要根據(jù)矯正鋼材的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行選擇，最高的溫度不能超過900℃，而且要自然冷卻。

2.3 邊緣加工

對于支座支承面、坡口、尺寸精度高的零件板，一般需要邊緣加工，經(jīng)常使用的加工方法有刨、銑、氣割、機(jī)打坡口等，對于要求邊緣加工的零件，下料的時(shí)候應(yīng)預(yù)留2～4mm的銑削余料，刨銑時(shí)進(jìn)刀量不宜過大，以免加工粗糙，不符合精度要求。

2.4 制孔

鋼結(jié)構(gòu)制孔可采用數(shù)控、沖孔、鉆孔、銑孔等方法。H型鋼的連接孔常用三維鉆床鉆，連接板的孔常用數(shù)控平面鉆床鉆，其余孔常選擇磁力鉆或搖臂鉆鉆。檁條等薄鋼板結(jié)構(gòu)上可沖孔，地腳螺栓孔徑超過50mm時(shí)也可采用火焰割孔；腰圓孔的加工，一般先進(jìn)行鉆孔，然后銑削而成，也可以在允許范圍內(nèi)直接沖。若要采用氣割加工，應(yīng)采用靠模切割，在切割后將切口打磨光滑。對于精度高的螺栓孔應(yīng)該使用套膜進(jìn)行鉆孔。對于制孔放在裝配焊接前可以，放在其后亦可，但放在后要先對構(gòu)件焊接和矯正。

2.5 彎曲加工

隨著現(xiàn)代建筑對造型的追求，空間弧形構(gòu)件廣泛應(yīng)用，這就要求對鋼材進(jìn)行彎曲加工，包括卷圓、煨彎、折邊等，常用的方法有冷加工和熱加工。冷加工即在常溫下，利用專用機(jī)械和工具加工，冷加工時(shí)注意溫度的影響，防止鋼材低溫脆裂，熱加工較冷加工應(yīng)用范圍較小，主要是其效率、經(jīng)濟(jì)性低，常解決冷加工難以解決的工藝，熱加工時(shí)溫度應(yīng)控制在合理范圍，以免破壞鋼材的機(jī)械性能。

3 組裝與焊接

3.1 組裝

組裝就是按照圖紙和裝配順序，拼裝、組立成部件，然后再組裝成構(gòu)件。組裝方法應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式、焊接方法、順序等確定，常用的方法有放地樣、仿形復(fù)制、搭胎膜法、立裝、臥裝等方法，前兩種主要應(yīng)用于桁架的裝配，大型復(fù)雜空間構(gòu)件常用胎膜裝配法，常規(guī)構(gòu)件如H、BOX型鋼常選擇臥裝。需要注意的是構(gòu)件在組裝時(shí)，先要對焊接部位兩邊50mm內(nèi)打磨，清除銹蝕和污染物，為了減少變形，盡可能先組裝小部件，焊接、矯正后再裝成整體，對于隱蔽焊縫或部位應(yīng)提前焊接和涂裝，隱蔽施工要提前報(bào)驗(yàn)。

3.2 焊接

焊接對鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量至關(guān)重要，它會威脅到建筑的整體質(zhì)量。建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接均采用熔焊，通過集中加熱焊接部位，使之熔化形成整體，常見方法有埋弧焊接、CO2氣體保護(hù)焊接、手工電弧焊接、電渣焊等，埋弧焊因?yàn)樗暮附z直徑粗、使用電流也大，因此它的焊接效率高，自動化程度高，常用于大型構(gòu)件的長度方向的主焊縫以及鋼板對接焊，但埋弧焊一般僅適用于平焊，對坡口精度要求高，需要不斷輸送焊劑，操作不簡便，故對于一些長度短、焊接位置不佳的焊接常用CO2氣體保護(hù)焊，相比而言，它不用焊劑、清渣、操作簡便、位置靈活、熱影響范圍小，應(yīng)用廣泛；手工電弧焊焊接效率太低，一般它效率是大致相當(dāng)CO2氣體保護(hù)焊的1/3，故應(yīng)用較少，電渣焊主要用于箱型結(jié)構(gòu)內(nèi)隔板的焊接。

為了保證焊接質(zhì)量，首先應(yīng)從人的管理出發(fā)，焊工必須進(jìn)行考試，考試要根據(jù)不同的焊接方法、焊接位置分別考核；其次保證焊材料的質(zhì)量，對于超過有效期的、泛銹的、受潮的等影響質(zhì)量的焊材均不可使用，焊前還要對焊接材料進(jìn)行烘焙；第三保證焊接工藝的合理，焊前一定要開展對應(yīng)鋼材的試焊點(diǎn)測試[3]，制定工藝評定方案，方案充分考慮試件的形式、類型、尺寸、焊接方法以及位置等因素，焊接時(shí)需要嚴(yán)格按照焊接工藝評定進(jìn)行。

4 除銹和涂裝

4.1 除銹

鋼結(jié)構(gòu)易生銹，涂裝前必須先進(jìn)行除銹處理，以增加其附著力和防腐效果。常用的方法有機(jī)械拋丸、手工噴砂、動力工具打磨、酸洗等，建筑鋼結(jié)構(gòu)常用的是拋丸，對于尺寸超拋丸機(jī)進(jìn)口尺寸或者局部機(jī)器拋射不到的部位則輔之手工噴砂，對于局部小面的返修，多使用砂輪機(jī)打磨，而酸洗因酸液對鋼材有腐蝕以及其環(huán)境等問題，多用于鍍鋅除銹。拋丸、噴砂經(jīng)常使用的磨料有銅礦砂、鋼丸、鋼絲頭等。拋丸前需要對構(gòu)件的表面預(yù)先進(jìn)行清理，清除油漬、油脂、毛刺、飛濺和焊渣，所有的銳邊需倒圓約R=1mm，表面溫度至少達(dá)到露點(diǎn)以上30C。除銹設(shè)備和磨料應(yīng)當(dāng)干燥、無油漬或污染物，磨料最好為鋼丸和鋼砂的混合物，混合物的有角輪廓應(yīng)保持在40～75μm之間，以保證其良好的除銹效果和粗糙度。對于拋丸和噴砂而言，建筑鋼結(jié)構(gòu)一般等級為Sa2.5。

4.2 涂裝

除銹后應(yīng)在4-6h內(nèi)噴涂油漆，以免生銹，涂裝前對表面的浮灰、浮砂需吹掃，常用的方法有噴涂法、滾涂法、手工刷等，以噴涂法為主。噴涂前的油漆必須均均勻的攪拌，但是不能隨便增加稀料，若油漆粘度過大，可適量添加，但不超過5%，稀釋劑的選用，必須符合油漆說明書的規(guī)定，涂裝的環(huán)境溫度有嚴(yán)格的要求，一般不低于5°，也不能高于35°C，對于環(huán)境濕度≤80%，而且構(gòu)件的表面高于結(jié)露點(diǎn)50C，構(gòu)件宜臥放在置架上進(jìn)行涂裝，以免流掛，涂層的厚度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)語

綜上所述，建筑鋼結(jié)構(gòu)在我國應(yīng)用廣泛，因此我們要加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)制造技術(shù)的研究，保證鋼結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，推進(jìn)我國建筑鋼結(jié)構(gòu)的順利發(fā)展。