江苏华美建设投资集团有限公司建筑分公司 江苏徐州 221000
摘要：目前钢结构因其轻质、高强、施工周期短等优点已经被广泛运用到了工业建筑之中，但钢结构施工之中无可避免的就是冬季施工，因温度较低的情况下，焊接钢材作业不能如常温一样保证焊接强度，所以严格控制钢结构的冬季施工过程，便成了保证工程质量的重中之重。
关键词：钢结构 冬季施工 施工质量 焊接强度
1工程概况
某钢结构厂房位于新疆哈密大南湖矿区，哈密地处欧亚大陆腹地，干燥少雨，多沙尘天气，冬季极端气温-32℃，平均气温处于-10℃，因工期因素无法避开冬季施工，而且就冬季施工来说，本工程环境条件也是相当严酷，所以便需严格把控冬季施工及焊接作业过程，确保工期和工程质量满足要求。
2施工准备
本工程分为两个阶段，即初冬阶段和严冬阶段，初冬阶段在哈密约从11月上旬开始至12月上旬，在这约莫30天中，每日环境气温处于0℃以上，钢结构即进行正常的焊接安装作业即可。严冬阶段约占本工程施工周期的60%的时间，平均气温-10℃左右，部分日气温低于-15℃，应把焊接及高强螺栓连接作业作为重点把控。
在施工前应进行严格部署，保障所需物资全部就位，并落实项目部各管理人员的职责与分工，健全各级检查及交接班制度，组织工人进行冬季施工技术、质量及安全的相关培训，对于焊接作业工种更需要进行专业的焊接作业培训，并明确低温条件下焊接质量要求，严寒下人易疲惫、反应也迟钝，因此应设专人进行督导检查，严格把控质量关卡，防范于未然。
焊接作业所需工具应齐全，主要有：电焊机、烘培箱，氧气乙炔气割枪，温度计等。应做好气温侦测，并派专人监控室外气温，在0℃以下进行钢材施工要做钢材可焊性试验，试验后检查实验材料是否满足脆性及强度的要求，并及时收听天气预报。
钢材特定温度下禁止事宜一览表
3钢材焊接
3.1技术措施
Q235B的钢材焊接时应采用E43型系列的焊条，Q345B的钢材宜采用E50型系列的焊条。焊接工作应严格遵循施工顺序，先进行H型钢的焊接，腹板及翼缘板拼接时，钢材的宽度或厚度在一侧相差4mm以上时，应分别从一侧或两侧制成坡度不大于1：2.5的斜角，在焊接时应将主材焊接处100mm的范围内采用氧气、乙炔进行加热，至20℃之上时才可进行焊接。而对于本工程而言，因施工所在地温度较低，对于Q235的钢材板厚40mm~60mm的情况下，预热应不低于40℃，板厚在60mm~80mm的钢材，预热温度应不低于50℃；对于Q345的钢材板厚在40mm~60mm的情况下，预热应不低于60℃，板厚在60mm~80mm的钢材，预热温度应不低于80℃。
主构件焊接完成后方能进行连接板及加劲板的焊接，在低温焊接时，为了保障焊接的钢材不开裂，焊接的保护应采用99.9%的CO2气体，0℃以下施工时，需检查瓶口是否结冻防止气体堵塞，同时应注意气体内部压力，不应在1N/mm2下使用，冬季施工焊接作业应选择白天温度较高时，本工程上午11时至下午3时为最佳施工时间。
现场施工时，考虑钢材热胀冷缩的特性，在0℃以下的情况下，钢材制作时应预留2mm的富余尺寸防止低温收缩，对于厚度超过9mm的钢板，应采用分层焊接的方法，即先将第一层的焊缝焊接完毕，进行焊缝工艺评定，然后处理第一层焊缝，接着再进行下一级钢材的焊接，目的是防止焊缝在低温下温度降速太快，影响焊缝质量，用分层焊接方法便能最大程度的规避多点焊缝同时冷却的不利因素。
工程使用的高强螺栓，应具备合格证，并在0℃以下的情况下检测螺栓施工终拧后的扭矩系数，复核规范规定方能用于施工。
3.2焊条烘焙
低温下的焊条在使用之前应先用烘焙箱进行加热，防止受潮，并做好焊接材料烘焙记录。
本工程使用焊条现场烘焙记录表
焊条进行烘焙时，烘焙炉的温度应逐步提升，烘焙结束后再缓慢下降，严格控制焊条从烘焙炉中突然取出，应在恒温后下降至120℃方才能取出焊条，烘焙变化可见下方烘焙示意图。
焊条烘烤曲线示意图
以上工程所用型号焊条应有专人负责管理，库存不足应及时补充，采购时应核对焊条的牌号及合格证是否齐全，合格证是否与采购的焊条相匹配，同时，焊条仓储室应设置保温，温度不应低于5℃，以防止焊条损伤。
4钢结构施工
4.1钢构件进场及存放
钢构件在运输时应对称装车，确保车辆的平衡，在冬季进行钢结构施工，为首则是要为即将进场的钢构件安排合适的堆放地点，钢构件应沿轴线就近堆放，避免二次倒运，钢材易腐蚀，所以存放地点不能有水及积雪，未及时使用的钢材应用彩条布盖起，防止可能到来的雨雪天气。工作面场地应平整，不宜有坑洼，以防止钢材在堆放时产生变形，当采用构件堆叠放置时，上下型钢间需要枕木垫平，使每层处于同一个水平面，防止构件滑落。钢材涂装防腐漆前应清除构件表面的铁锈，毛刺，涂装表面应保持光滑，防腐漆在涂装完毕后，为使在负温下快速干燥，可采用热风烘干，在雨雪天气下不得进行油漆作业。
4.2钢结构厂房施工安装
本工程钢结构厂房按轴线划分安装单元，并对每个构件进行编号，绘制构件安装图，先安装A轴、E轴方向的钢柱，钢柱底与混凝土基础为杯口式连接，因此需先采用经纬仪定位轴线，然后用吊车吊起钢柱，施工人员于柱脚柱进行焊接作业，使尚未二次浇灌的混凝土基础与钢柱固定牢靠，可根据实际情况加钢筋辅助固定钢柱，钢柱的吊装应使用防滑垫，防止温度低的情况下，钢丝绳与钢柱直接接触，如需设置吊耳的构件，应对吊耳焊接进行探伤检测，确认焊缝强度达标。
现场编号安装示意图
钢柱吊装完毕后，进行垂直度矫正，有偏差的进行调节，待全部校准完毕后，进行主梁的安装，沿着1轴至18轴方向，先吊起钢梁端部，然后缓缓移动，用绳索控制方向，直到钢梁底板螺栓孔与柱顶板螺栓对准，然后插入螺栓，钢柱与钢梁间的连接用高强螺栓，双螺母固定，完成后进行高强螺栓扭力值的检测，有柱间支撑的单元格应首先安装，确保未竣工结构的稳定性，其余单元格依次进行安装。
本工程除了气温因素外，还有大风、沙尘天气的影响，因此所有已经安装完毕的构件均需当天焊接完成，然后永久固定，保证结构的安全。
所有钢构件安装前均应清除掉构件表面的冰雪，不得损伤防腐结构，吊车施工应有专人进行指挥，遇到大风天气不得吊装作业。
5结语
冬季施工对于工期要求紧迫的工程来说不可避免，本工程通过对钢材焊接、焊材选取及安装吊装等过程的严格控制，充分考虑了钢结构冬季施工中可能出现的各种问题，把控每个过程，在保证安全及质量的前提下，顺利的完成了冬季施工作业，保障了人员及财产安全，也对钢结构工程冬季作业具有一定的参考价值。
参考文献：
《钢结构工程施工规范》GB50755-2012 中国建筑工业出版社
《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001 中国建筑工业出版社
《钢结构焊接规范》GB50661-2011 中国建筑工业出版社
《钢结构高强度螺栓连接技术规程》JGJ8-2011 中国建筑工业出版社
【作者简介】
孙攀（1992 -），男，江苏省徐州市人，2014年毕业于徐州工程学院，现为江苏华美建设投资集团有限公司建筑分公司助理工程师。
论文作者:孙攀
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/9
标签：钢材论文; 焊条论文; 作业论文; 钢结构论文; 冬季论文; 螺栓论文; 构件论文; 《基层建设》2019年第18期论文;