广西建工集团第一建筑工程有限责任公司
摘要：型钢柱工程施工与土建施工密切相关，施工配合的好坏将直接影响工程的进度、质量等要求，是工程要重点关注的难点之一，因此保障工程质量至关重要，本文将结合某医院干部病房楼从钢结构制作、安装过程等方面分析研究，以供参考。
关键词：型钢柱；施工技术；工程质量
一、型钢柱概况
本工程主楼部分共有9根框架柱内配十字型钢骨。其中KZ-01共5根，型钢柱标高为-11.30m～39.85m（十一层楼面），KZ-02共3根，型钢柱标高为-11.30m～18.25m（五层楼面），KZ-03共1根，型钢柱标高为-11.30m～18.25m（五层楼面）。钢骨为钢板拼焊接的“十”形柱，并焊接栓钉。钢板厚度30mm和40mm，材质为Q345，螺栓￠30 mm，材质为Q235B。钢骨分段制作，以一层为一段。最高一段为5.7米，单根钢骨重为4.2吨，最矮一段为3.6米，单根钢骨重为2.6吨，最现场对接安装，对接采用全熔透焊接。
二、钢结构的制作
1、形柱制作工艺流程图
2、装配
装配工艺是焊接结构生产的核心，直接关系到焊接结构的质量和生产效率，所以在生产前应很好地分析，选择最合理的装配工艺。
⑴、根据钢构件的结构特点，H 形钢装配采用 H形钢组立机，构件采用CO2半自动气保焊机点焊固定，点固焊缝必须焊透，并不得有焊接缺陷，点固焊缝高度3～6mm，焊缝长度50～100mm，焊缝间距500～600㎜。
⑵、钢材在组立前应矫正其变形，并达到符合控制偏差范围内，接触面应无毛刺、污物和杂物，以保证构件的组装紧密结合，符合质量标准。组立时应有适当的工具和设备，如直角钢尺等，以保证组立后有足够的精度。
⑶、点焊时所采用焊材与焊件匹配，焊缝厚度为设计厚度的2／3且不大于8mm，焊缝长度宜大于40mm，位置在焊道以内。
⑷、预组立的构件必须进行检查和确定是否符合图纸尺寸，以及构件的精度，按图纸要求成型。
⑸、组立成型时，构件应在自由状态下进行，其结构应符合《施工及验收规范》及有关标准规定。经检查合格后进行编号。
3、焊接
钢骨柱腹板与钢骨翼缘均采用完全熔透的坡口焊缝。
H形钢的焊接，根据焊接电流、电弧电压和焊接速度三个影响焊缝的主要参数制定合理有效的焊接工艺（主要参数详见下附表）：
⑴、焊接工艺方案有良好的焊缝可行性，良好的施焊方位，便于使工件翻转。构件焊接主要采用龙门自动埋弧焊机进行焊接，配用硅整流弧焊机作为电弧电源，焊剂采用熔炼型HJ431焊剂，经400℃烘焙两小时后使用，焊丝采用HO8MnA或HO8E焊丝。
⑵、严禁使用药皮脱落和焊芯生锈以及受潮的焊条，焊丝在使用前清除油污铁锈。焊缝边缘两边30－50mm范围内的铁锈，毛刺、污垢、水等必须清除干净。对接接头，T型接头等对接焊缝和角焊缝，应在焊缝两端设引弧板和熄弧板，其材质和坡口形式应与焊件相同。焊接完毕，采用气割切除引弧板和熄弧板，并修磨平整，严禁用锤击落。对于多层焊接，每一层焊道焊完后应及时清理检查，清除焊瘤，将焊缝表面的熔渣和两侧的飞溅物清理干净，检查焊缝质量，检查合格。
⑶、H形钢的焊接采用 CO2气体保护焊打底，埋弧自动填充、盖面的方式进行焊接。在焊接过程中随时观察 H形钢的变形情况，及时对焊接次序和参数进行调整。
⑷、对于多层焊接，必须采用对称施焊的方式，一条焊缝焊完一层后，必须焊与其相对称的焊缝，确保变形最小。
二、钢柱吊装
1、吊装流程
2、钢柱现场吊装
待现场楼面混凝土强度达70% 时，用汽车吊把钢柱卸到现场的指定位置，先用汽车吊将型钢吊至标高楼面（首层地下室放置地面）。而且下层和再下一层共两层，原有施工支撑不能拆除（主要为满堂脚手架），如有需要可对脚手架进行加密加固。按每层楼面的标高不一样，可按楼层高度选择汽车吊吨位大小，根据工程情况，最小用25吨吊车，最大用到100吨吊车。
吊到楼面的每根钢柱，必须放到转运小车上进行二次转运到吊装位置，方可进行下一根钢柱吊到楼面进行二次转运（后附现场吊运平面图）。依次完成整层楼钢柱就位到吊装位置后，开始进行钢柱吊装。楼面二次转运拟用转运小平台车+卷扬机牵引转运，先把构件调至楼面安排好转运道路，考虑型钢柱较重（约5吨）构件牵引过程中，卷扬操作必须由专业起重负责，牵引速度以慢为宜，严禁猛拉狠拽。为了保护楼面转运小车走过的地方，垫一条300宽10厚的钢板。
三、关键施工工艺及控制措施
根据以往类似工程施工过程中出现的问题及总结的施工经验，厚钢板焊接变形控制，十字柱制作变形的控制，十字柱现场安装标高、轴线及垂直度的控制为本工程关键施工工艺，施工过程中采取相应措施并严格加以控制。十字柱在制作过程中如果产生变形，校正起来将及其困难，因此在其制作过程中控制变形的产生最为关键。
1、下料时进行变形控制
⑴、十字柱由1根H形钢和2根T形钢焊接组成。考虑到T形钢焊接后翼缘板和腹板垂直度出现偏差时很难校正，故将2根T形钢做成1根H形钢，焊接校正后再剖成2根T形钢。
⑵、预留焊接收缩量。十字柱下料时腹板开双边坡口，宽度方向留4mm收缩余量，长度方向留30~50mm切割余量。副部分因要剖成2根T形钢，加切割量。
⑶、下料工艺要求
①、下料前对钢材进行几何尺寸、表面质量等方面的检查。钢材端边或断口处不得有分层、夹渣等缺陷。钢材表面损伤、锈蚀，经打磨修整后，其厚度削减量不应大于该钢材厚度负偏差值的1/2。
②、由于钢板规格的限制，排版应考虑对钢柱的翼板和腹板进行拼接。柱翼板和腹板只允许长度方向拼接，拼接长度不小于1000mm；翼板拼接和腹板拼接缝与内部加劲板的角焊缝间距应大于200mm。板料对接时，坡口为X形坡口，在焊缝 各加一块引弧板，焊后气割去除，并将焊道边缘修磨平整。对接处焊后要求探伤，焊接接口处一般会出现局部不平整，合格后要对接口处进行调平，采用火焰加热焊道，加热温度不超过900℃，待板料冷却即可。
③、所有翼板板均在多头切割机上进行下料，板料的原边均不保留，以保证板料两侧受热均匀，不产生侧弯。腹板则用半自动切割机下料，切割完后直接打坡口。板料下完待完全冷却后方可移动。下好的板料堆放要垫平，码放层数不应多于5层。
2、组立、焊接、矫正
组立前对所有板料进行检查，总长度侧弯小于等于2mm，宽度误差±1.5mm。对所有影响板料组立的缺陷，如毛刺、铁锈、污垢等清除干净。对板料进行平整处理，以保证组立精度。
⑴、组立2根H型钢
①、H型钢的组立。先按翼板宽度找出板料中心线，再按此中心线返出边缘线，按此线进行组立。组立完成后，在H型钢内加临时固定板，以控制腹板和翼板的相对位置及垂直度，并起到一定防变形的作用。
②、在H型钢组立线上组立完成后，用CO2气保焊进行打底，两边同时进行；然后在H型钢悬臂式焊机上进行埋弧自动焊接，用碳弧刨清根，焊接顺序如下图所示，柱两头加引弧板。
③、按上述顺序焊接完成后，对于要剖开的H型钢，在中间和两端各预留50mm不割断，待冷却后再切割，在剖开的同时对剖开边开双边坡口。
④、H型钢焊接完毕后，采用翼缘矫正机对H型钢进行矫正及翼缘矫平，保证翼缘和腹板的垂直度。对于扭曲变形，则采用火焰加热和机械加压同时进行矫正；火焰矫正时，其温度不得超过650℃。
⑵、组立十字柱
①、工艺隔板制作。在十字柱组装前，要先制作好工艺隔板，以方便十字柱的装配和定位。工艺隔板与构件的接触面要求打坡口，边与边之间必须成90o直角，以保证十字柱截面的垂直度。
②、检查装配用的H型钢和T形钢是否矫正合格，其外形尺寸是否达到要求。经检查合格，并将焊接区域内的所有铁锈、氧化皮、飞溅、毛边等杂物清除干净后，方可开始组装十字柱。
、将H型钢放在装配平台上，把工艺隔板装配到相应位置，将T形钢放到H型钢上，利用工艺隔板进行初步定位。
④、利用直角尺和卷尺检查十字柱端面的对角线尺寸和垂直度以及端面的平整度。对不满足要求的进行调直。
⑤、经检查合格后，点焊固定。焊接前尽量将十字柱底面垫平，从中间向两边双面对称同时施焊，以避免因焊接造成弯曲或扭曲变形。
⑶、十字柱矫正
①、焊接完成后，检查十字柱是否产生变形，如发生变形，则用火焰矫正。扭曲变形矫正时，一端固定，另一端采用千斤顶进行矫正，如下图所示。
②、矫正完成后，对十字柱的上端进行切割，以控制柱身长度。
四、结束语
本文对建筑工程中型钢柱的施工技术进行了分析，在施工的过程中，一定要优化施工工艺，要选择适合的材料与工艺技术，这样才能保证建筑工程的施工质量，促进建筑行业更好的发展。本文对型钢柱的施工技术进行了分析与介绍，希望对相关施工单位提供一定可参考的经验。
参考文献
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[2]林盛，孙吉会，李展.型钢混凝土柱的设计深化与施工改进[J].建筑施工.2008（09）
[3]王瑞乐.型钢混凝土组合结构施工技术研究[D].安徽理工大学2014
论文作者:赵元勇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期
论文发表时间:2018/2/7
标签：型钢论文; 腹板论文; 板料论文; 楼面论文; 构件论文; 标高论文; 隔板论文; 《建筑学研究前沿》2017年第27期论文;