懸挑桁架施工質(zhì)量控制

孫俊峰，李 帥，朱學(xué)藝，張 豪，李兆準(zhǔn)

［中機(jī)建（上海）鋼結(jié)構(gòu)股份有限公司，上海 200001］

0 引言

探索質(zhì)量控制在項目中的應(yīng)用，闡述重型桁架施工中的各分步的控制要點，以供各工程管理者參考。

1 鋼結(jié)構(gòu)概況

本項目鋼結(jié)構(gòu)概況：輔樓宴會廳大懸挑采用桁架結(jié)構(gòu)材質(zhì)主要為Q355B及Q355BGJ，用鋼量約1500t；桁架區(qū)域鋼構(gòu)件具有以下特點。

（1）桁架節(jié)點構(gòu)造復(fù)雜，現(xiàn)場焊縫全部為全熔透一級焊縫，工廠鋼構(gòu)件焊接基本上為二級全熔透焊縫。整體節(jié)點區(qū)焊縫密集，加工過程中容易產(chǎn)生焊縫裂紋、母材撕裂問題。

（2）材質(zhì)為Q355GJB的鋼板較多，規(guī)范要求B類公差。

（3）厚度40mm、50mm的鋼板較多，要求Z15性能；100mm厚鋼板兩塊，要求Z35性能。

（4）大跨度構(gòu)件較多，起拱值大：鋼梁最大跨度25m，最大起拱值120mm；桁架懸挑長度28m，端部最大起拱值約100mm。

（5）現(xiàn)場安裝后桁架永久處于懸臂受力狀態(tài)，若有缺陷難以返修。

2 桁架材料的選擇與質(zhì)量控制

2.1 原材料的選擇

鋼材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)定。厚板宜選用GJ高性能建筑用鋼板，主承重構(gòu)件應(yīng)選用張拉板。本項目使用的承重結(jié)構(gòu)方面鋼材力學(xué)及化學(xué)方面的要求。焊接方面學(xué)要求有鋼鐵碳當(dāng)量的要求條件。鋼板的伸長率也有嚴(yán)格的要求，要求不得小于20%。

當(dāng)接頭的焊接約束程度較大時，鋼板厚度不小于40mm，并承受了沿鋼板厚度方向的拉力，防止了所用鋼板的片層撕裂，應(yīng)該按照國家施行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，另外增加對鋼板材料的附加板厚方向的斷面收縮率要求。鋼板厚40mm≤t<60mm，厚度方向性能要求Z15。鋼板厚60mm≤t<80mm，厚度方向性能要求Z25。鋼板厚t≥80mm，厚度方向性能要求Z35。

焊材、焊釘、高強(qiáng)螺栓堅固件、油漆等符合設(shè)計及規(guī)范要求。

2.2 原材料的質(zhì)量控制

（1）原材料廠家優(yōu)先選擇長期合作、質(zhì)量穩(wěn)定、具備完好質(zhì)量管理體系的大廠家采購。

（2）項目部派遣專業(yè)質(zhì)量人員參與原材料進(jìn)場有關(guān)事宜。

（3）原材料到廠后質(zhì)檢人員組織監(jiān)理工程師駐廠代表，業(yè)主代表對到廠材料檢查，核對質(zhì)保文件及證書、對所進(jìn)場材料材料生產(chǎn)商公司信息、資質(zhì)檢查，材料外觀目視檢查，尺寸檢查用標(biāo)定過的測量器具實測，并進(jìn)行抽樣送實驗室檢驗。抽樣送檢的試樣試件檢測合格后，提交試樣試件檢驗合格的檢驗報告及材料的質(zhì)量保證證明書，報項目的監(jiān)理公司所對應(yīng)專業(yè)監(jiān)理工程師簽字，經(jīng)專業(yè)監(jiān)理簽字同意使用后才可進(jìn)行材料下料加工制作階段[1]。

3 懸挑桁架厚板焊接與變形控制措施

本工程最大板材厚度為100mm，多為50mm，保證厚板的焊接質(zhì)量是本工程的重點之重。焊接施工質(zhì)量控制措施。

（1）用于本項目的焊材必須符合本項目設(shè)計要求及規(guī)范要求，項目上使用的焊接材料在檢查完質(zhì)保書和焊接材料外觀質(zhì)量合格后，經(jīng)監(jiān)理單位見證人員見證取樣后按實驗室要求對應(yīng)的數(shù)量和試件大小送檢，焊接材料經(jīng)試驗合格，焊接工藝評定合格后，方可用于本工程的焊接，材料供應(yīng)商須按焊接材料牌號、批次及用戶要求進(jìn)場。分類存放在干燥通風(fēng)的倉庫中，材料證書和材料檢驗報告應(yīng)移交給項目材料或材料進(jìn)行妥善儲存[2]。

（2）根據(jù)規(guī)范要求及結(jié)合本項目施工焊接位置實際特點做覆蓋本項目鋼材厚度、焊接形式的焊接工藝評定，確定最好的焊接工藝各種數(shù)據(jù)，制定符合本項目的焊接措施與流程。

（3）項目部技術(shù)人員和焊接方面的專業(yè)人員制定出合理的符合本項目實際情況的焊接方案，一線施工焊接人員嚴(yán)格按照焊接方案進(jìn)行操作。因本項目桁架位置原因及便宜技術(shù)控制，焊接過程中必須選擇合理的焊接順序，方便控制焊接變形。焊接過程中隨時使用測量儀器進(jìn)行測量，實時向技術(shù)人員反映，技術(shù)人員根據(jù)測量人員反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行實時調(diào)整焊接方向。

（4）桁架區(qū)厚板焊接要采用多層多道焊、焊接時隨著焊接位置變化調(diào)整焊機(jī)電流電壓，電流電壓數(shù)值要符合焊接工藝表給出的范圍。限制焊縫單道寬度、厚度。并嚴(yán)格執(zhí)行焊前預(yù)熱和焊后保溫措施，預(yù)熱溫度按焊接板板厚調(diào)整。

（5）焊接變形控制從下料和裝配開始。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，預(yù)留焊接收縮余量，提前安裝焊接反向變形規(guī)范板。在焊縫滿足要求的前提下，坡口尺寸應(yīng)盡可能減小；固定措施控制焊后變形。

（6）焊接前檢查組裝尺寸、坡口形式、對焊接區(qū)域進(jìn)行打磨清理，在檢查合格后監(jiān)造人員簽字確認(rèn)，才能開始焊接；焊接過程種檢查焊接參數(shù)及焊材使用符合規(guī)范和焊評要求。

（7）對于復(fù)雜的接頭、狹窄的焊接空間和焊接操作難度大的部位，構(gòu)件牛腿、加勁板等部位，安排經(jīng)驗豐富、技術(shù)熟練的焊工進(jìn)行焊接。對空間狹小的密閉空間焊接時，安裝專人看護(hù)，安排風(fēng)機(jī)保持通風(fēng)。

（8）焊接完成后，用焊接量規(guī)、放大鏡等檢查焊縫外觀，對焊縫周圍的焊縫進(jìn)行研磨和飛濺。如果不符合焊接規(guī)范的要求，則應(yīng)進(jìn)行修理或拋光。返修焊縫應(yīng)光滑，不影響原焊縫的外觀質(zhì)量。焊縫外觀檢驗合格后，在24h自然條件下冷卻，當(dāng)焊縫及焊縫影響區(qū)達(dá)到檢驗溫度時，按設(shè)計要求對焊縫進(jìn)行超聲波無損檢測。

（9）對相關(guān)管理人員及加工廠工人進(jìn)行桁架區(qū)構(gòu)件加工焊接專項交底。

（10）焊接工藝應(yīng)遵循以下原則，在構(gòu)件裝配焊接過程中，先焊有較大收縮量的接頭，后焊收縮量較小的接頭，接頭應(yīng)在小的拘束狀態(tài)下進(jìn)行焊接。對于有較大收縮或者是角變形的接頭，應(yīng)在正式焊接前預(yù)留焊接收縮余量或安裝防變形措施。利用反變形方法措施控制收縮量和變形量。

（11）在工廠加工時預(yù)留現(xiàn)場焊接收縮量；在現(xiàn)場施工時通過對構(gòu)件安裝位置進(jìn)行預(yù)偏消除焊縫收縮變形的影響。

（12）從事工程焊接崗位的焊工、焊接操作人員，務(wù)必要通過國家規(guī)定的考試單位的考試，取得有效的焊工資格證書。焊工證書有效期內(nèi)。從事焊接工作的焊工必須具有相應(yīng)的資質(zhì)等級，不得使用資質(zhì)等級較低的高級焊工。

4 懸挑桁架預(yù)拼裝必要性及質(zhì)量控制

本工程構(gòu)件制作的重難點主要在大懸挑桁架結(jié)構(gòu)部分，該懸挑部分節(jié)點形式比較復(fù)雜，構(gòu)件形式多樣，焊縫難度較大，加工精度要求也比較高，是整個工程中質(zhì)量控制的重中之重[3]。制作車間預(yù)拼裝是檢驗桁架構(gòu)件加工質(zhì)量的最佳手段。

預(yù)拼裝質(zhì)量控制：①大懸挑桁架構(gòu)件在制作車間加工完成后，組織進(jìn)行驗收及探傷，在所有構(gòu)件加工驗收合格的基礎(chǔ)上進(jìn)行制作車間預(yù)拼裝。②桁架區(qū)域各構(gòu)件制作完成后，應(yīng)檢查其制作精度，只有構(gòu)件尺寸滿足要求后方可試裝，并應(yīng)去除其邊緣、孔邊飛刺、電焊渣和飛濺物。為保證現(xiàn)場安裝順利，桁架腹桿制作可做負(fù)公差-2.0mm。③桁架構(gòu)件的對接口安裝中心線、構(gòu)件節(jié)點定位控制線等關(guān)鍵點需要標(biāo)注清晰完整，字體醒目以便于預(yù)拼裝過程中核對檢查施工。④按照桁架立拼布置圖在車間預(yù)拼裝場地畫設(shè)地樣線，畫出桁架弦桿、腹桿和邊柱的中心線和邊線，同時畫出拼裝胎架投影線。基準(zhǔn)線精度控制如下：長、寬允許最大偏差±2.0mm，對角線最大允許偏差±3.0mm。⑤支撐胎架設(shè)計時應(yīng)考慮安全性和穩(wěn)定性，選用加工廠常用的馬鐙即可。在構(gòu)件對接位置設(shè)置支撐胎架，胎架設(shè)置完成后，用水準(zhǔn)儀測量胎架頂部標(biāo)高，確保高度與設(shè)計一致，最大誤差允許1.0mm。在胎架頂部設(shè)置桁架構(gòu)件拼裝定位板，保證拼裝時構(gòu)件順利高精度就位。⑥桁架預(yù)拼裝完成后，進(jìn)行構(gòu)件各節(jié)點測量，對接口位置檢查錯邊、坡口角度等數(shù)據(jù)，測量人員測量出的數(shù)據(jù)反饋技術(shù)員，技術(shù)人員與電腦TEKLA STRUCTURES模型數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，保證數(shù)據(jù)在允許誤差范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)檢查合格后構(gòu)件對接口位置畫重合線，并用洋沖沿線間隔擊打洋沖眼。

5 懸挑桁架構(gòu)件區(qū)域高強(qiáng)度螺栓連接件使用及質(zhì)量控制

一般鋼結(jié)構(gòu)連接方式中焊接、螺栓連接為主，本項目中除焊接外，高強(qiáng)度螺栓連接也是占之不少。但是如果儲存使用安裝時儲存使用不當(dāng)容易造成高強(qiáng)螺栓桿件生銹、高強(qiáng)螺栓絲牙受損、螺母滑絲等情況，為了避免及減少上述問題，我們實施一系列質(zhì)量控制措施來加強(qiáng)高強(qiáng)螺栓質(zhì)量方面[4]。

6 高強(qiáng)度螺栓質(zhì)量控制

6.1 高強(qiáng)螺栓儲存管理

（1）高強(qiáng)螺栓到場后組織人員進(jìn)行進(jìn)庫驗收，核驗高強(qiáng)螺栓質(zhì)保材料、規(guī)格型號數(shù)量及外觀質(zhì)量，做好出入庫記錄。

（2）進(jìn)入施工現(xiàn)場的高強(qiáng)螺栓要按螺栓規(guī)格分區(qū)域保存，要防止螺栓受潮螺栓本體生銹，已經(jīng)開箱的螺栓要優(yōu)先使用，當(dāng)天如果因天氣或施工原因影響當(dāng)天所領(lǐng)用的螺栓未使用完，必須要把領(lǐng)用的螺栓退回螺栓倉庫。

（3）高強(qiáng)螺栓儲存?zhèn)}庫采購設(shè)備保證庫房室內(nèi)溫度保持一致，室內(nèi)配備溫濕度計，做好每日溫度記錄。做好抽濕、通風(fēng)、防塵、防潮工作，高強(qiáng)螺栓存放架要求高強(qiáng)螺栓存放架架底離地面至少30cm，墻面離高強(qiáng)螺栓存放架架體30cm。每日檢查防止漏水。

（4）高強(qiáng)螺栓到儲存車間后，經(jīng)驗收合格后及時安排送檢。高強(qiáng)度螺栓緊固件的軸向力檢驗，檢驗批次應(yīng)劃分為相同的材料、爐號、螺紋規(guī)格、長度進(jìn)行重新檢驗。實驗結(jié)果必須獲得專業(yè)監(jiān)理工程師或業(yè)主單位的技術(shù)負(fù)責(zé)人認(rèn)可?？够葡禂?shù)不符合設(shè)計要求的，該批構(gòu)件重新處理并復(fù)驗合格后，才能進(jìn)行安裝。

（5）高強(qiáng)螺栓領(lǐng)用時，按項目技術(shù)人員根據(jù)每天高強(qiáng)施工區(qū)域開具領(lǐng)用單，高強(qiáng)螺栓儲存管理人員按領(lǐng)用單發(fā)放高強(qiáng)螺栓。

6.2 高強(qiáng)螺栓安裝使用過程中的質(zhì)量把控

（1）安裝前技術(shù)人員對參與高強(qiáng)螺栓作業(yè)人員進(jìn)行質(zhì)量技術(shù)書面交底，讓施工人員充分了解圖紙意思和技術(shù)上面的操作要求及螺栓施工合格的標(biāo)準(zhǔn)。

（2）安裝前檢查連接板摩擦面及構(gòu)件接觸面是否達(dá)到設(shè)計規(guī)范要求，高強(qiáng)螺栓連接摩擦面要保持構(gòu)件表面干燥，不得有污垢、毛邊，雜物，并且摩擦面不得有油漆。

（3）檢查螺栓孔直徑是否與圖紙螺栓規(guī)格相符，高強(qiáng)螺栓朝向也要符合一致。

（4）安裝高強(qiáng)螺栓時嚴(yán)禁使用氣割修孔，螺栓孔按要求可以自由穿入高強(qiáng)螺栓螺桿，穿入受阻時，如有必要可用修孔器進(jìn)行，最多修整為高強(qiáng)螺栓孔直徑的1.2倍，不得強(qiáng)行使用打擊物進(jìn)行敲擊高強(qiáng)螺栓使之高強(qiáng)螺栓螺紋受損，影響螺栓安裝質(zhì)量。

（5）在進(jìn)行高強(qiáng)螺栓初擰以及終擰時要按技術(shù)要求遵守高強(qiáng)螺栓連接副擰緊順序，從連接板中心向連接板四周對稱施擰，禁止不按施擰順序施擰。不按技術(shù)要求無順序施擰可能造成構(gòu)件連接板變形起鼓，構(gòu)件連接板與構(gòu)件摩擦面離隙、高強(qiáng)螺栓松動，連接板受力不平均。

（6）高強(qiáng)螺栓梅花頭要按規(guī)范進(jìn)行轉(zhuǎn)角法施擰檢查，檢查高強(qiáng)螺栓扭矩值是否符合規(guī)范設(shè)計數(shù)值。漏擰、欠擰要安排補擰，過擰要重新更換高強(qiáng)螺栓安裝。

（7）初擰、終擰施工完成后使用不一樣的顏色油漆筆在高強(qiáng)螺栓螺母上做印記，優(yōu)先選擇紅色或者白色等色彩鮮明的記號筆。防止螺栓無記號標(biāo)記形成漏擰及過擰。檢查高強(qiáng)螺栓螺母及墊圈是否裝反，墊圈是否漏裝。螺栓終擰施工完成后進(jìn)行螺栓絲扣檢查，絲扣露絲要不長不短并符合要求。

7 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)今社會經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，城市市政工程高速發(fā)展，市政網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)中，必定會輔設(shè)相應(yīng)管道、涵洞工程、地鐵管線工程。在寸土寸金的城市及復(fù)雜地域條件下無法大面積開發(fā)，必然會從天空要使用空間，所以懸挑桁架結(jié)構(gòu)形式必然在高速城市發(fā)展中使用越來越方[5]。本方通過工程實例詳細(xì)描述了懸挑桁架結(jié)構(gòu)中施工質(zhì)量控制技術(shù)，取得了比較好的實際效益和社會效益?？蔀楹罄m(xù)其他類似項目提供借鑒。