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1、 江苏项目钢管混凝土柱对接焊施工技术 10 2020年4月19日 文档仅供参考 江苏某项目钢管混凝土柱对接焊施工技术 A project of Jiangsu butt welding the concrete column construction technology 王顺柯(中国联合工程公司，浙江，杭州，310022) Wangshun Ke, Wang Chaoping (China United Engineering Corporation, Hangzhou, Zhejiang, 310022) 【摘要】 钢管混凝土柱对接
2、焊是保证钢管混凝土柱施工质量的重要一环。本文经过工程实例,阐述了钢管混凝土柱焊接工艺流程及焊接材料，分析了钢管混凝土柱焊接工艺措施及质量保证措施，并对焊接质量进行了检测，确保了钢管混凝土柱焊接质量，以期为钢管混凝土柱对接焊施工提供借鉴与参考。 【Abstract】Butt welding the concrete column is the key technology to guarantee the construction quality of steel-tube-concrete column, Based on construction practice, described t
3、he concrete column welding process and welding materials, analyzed of the concrete column welding process measures and quality assurance measures,and detected the welding quality, ensured the welding quality concrete column, in order to provide references for butt-weld construction of the steel pipe
4、 concrete column. 【关键词】 钢管混凝土柱；钢柱对接焊；对接焊保证措施； 【Keywords】steel pipe concrete column; steel pipe columns butt welding; butt welding assurance measures; 钢管混凝土是在相应强度钢管内填充混凝土，利用钢管对填心混凝土的套箍作用，使核芯混凝土受纵向压力时处于三向受力状态，从而提高其轴向抗压能力[1]。由于钢管混凝土在承载力、延性、抗震性能、施工操作方便、工期、性价比等方面优于普通混凝土，而在工业厂房、高层建筑、大跨度结构和拱桥等工程领域
5、得到广泛的应用[2]。钢管柱在安装过程中，其焊接对钢管的整体性起着至关重要的作用，现结合工程实例对钢管柱的对接焊工艺流程、焊接材料、焊接保证措施等方面进行论述。 1.工程概况 苏州某工程建筑高度99.8米，地下工程1层，地上21层，建筑面积79930平方米。该项目建筑体系为钢管混凝土剪力墙-框架结构体系,结构设计使用年限50年，结构安全等级为二级，建筑抗震设防烈度6度。钢管柱母材采用Q345B钢材，直径为1000mm,管壁厚分别为 30mm,共35根钢管混凝土柱，地下一层到三层钢管柱混凝土等级为C55，四层到二十一层为C40。钢管柱对接焊是钢管柱的薄弱环节，为保证钢管柱的整体性，应加强钢管
6、柱对接焊的控制工作。 2.焊接工艺流程及焊接材料 根据施工场地情况、焊接要求强度及观感度的要求选用CO2气体保护焊，使用CO2气体应符合国家现行标准《焊接用二氧化碳》HG/T2537的规定，CO2气体保护焊用焊丝检验批量划分：每批焊丝应由同一炉号、同一规格、以同样制造工艺生产的焊丝组成。每批焊丝中按盘（卷）、筒数任选3%，但不少于两盘（卷）、筒，分别取样进行化学分析。焊丝直
7、径用精度为0.01mm的量具，在同一横截面两个相互垂直方向测量，测量部位不少于两处。④每批焊丝中按盘（卷）、筒数任选1%，但不少于两盘（卷）、筒，分别取样检查镀铜层的结合力、焊丝的抗拉强度、焊丝的松弛直径和翘距[3]。具体工艺流程如图1所示： 焊接安全设施准备，详细检查 焊接设施、焊接材料检查 进行坡口检查 整修 检查 坡口表面清理、检查记录 实施预热 进行预热温度记录，根据气温决定是否采用 实施焊接 焊接电流调整，焊道清理 进行焊后处理，记录焊接施工 自检 焊缝外观及超声波检测 返修 再检查 焊接结束 焊接现场清理
8、 图1 焊接工艺流程 根据本工程所选用的钢材化学成分、力学性能及工艺强度要求选用焊接材料[4]见表1及焊丝机械性能及化学成分见表2。 表1 焊接材料选用 焊接方法 钢材材质 焊材牌号 规格（㎜） 执行标准 型号 CO2保护焊 Q345B CHW-506 Ф1.2 GB/T8110- ER50-6 表2 焊丝机械性能及化学成分 溶敷金属机械性能 焊丝化学成份（%） 项目 规范 实测值 成份 规范 实测值 成份 规范 实测值 抗拉强度Rm(
9、Mpa) ≥500 533 C 0.06-0.15 0.065 Cr ≤0.15 0.024 屈服强度Re1/Rp0.2(Mpa) ≥420 430 Mn 1.40-1.85 1.57 Ni ≤0.15 0.08 伸长率A（%） ≥22 28.5 Si 0.08-1.15 0.89 Cu ≤0.50 0.089 冲击温度（℃） -30 -30 S ≤0.025 0.017 Mo ≤0.15 0.002 冲击功（J） ≥27 72 78 81 P ≤0.025 0.017 V ≤0.03 0.00
10、5 X射线探伤 Ⅱ Ⅰ 3.焊接工艺措施及质量保证措施 在安全保证措施到位，钢柱的吊装就位，且位置的校正调整完成和临时固定完成后，开始进行焊接。焊接时不可避免的会产生焊接变形和焊接残余应力，为保证圆形钢管柱现场焊接过程中不产生较大的差异和残余应力，圆形钢柱的对接焊应有两位焊接施工人员需沿圆周分4区、对称1、4区域，2、3区域等温、等速按逆时针进行焊接。[6]如图2所示。 图2 焊接顺序 图3 上下节柱对接坡口大样图 钢管柱现场对接坡口采用间隙
11、5mm，45o 全熔二级透焊缝形式。焊缝处的下节柱顶部设置构造柱封顶板及焊接衬板。见图3。 图4：封闭防风措施 图5：焊缝观感质量 在CO2 气体保护焊时，焊接作业区风速不得超过2m/s的要求，施工现场采取封闭状态的焊接操作平台如4所示，防止大风影响焊接。作业区内配备灭火器及一桶水以保证防火安全。为保证焊接质量要求，在焊前安排人员将坡口及其两侧20mm范围内的铁锈、氧化皮采用机械打磨清理，油污及水分采用火焰烘烤[6]。在焊接时采用分层进行焊接，坡口形式为单边开35o V型无钝边坡口，焊件之间预
12、留间隙5mm。焊接完成后将割去用以起固定作用的耳板,并对其及对接焊缝进行打磨。 4、焊接质量检查 钢管柱焊接完成并打磨处理后，应对其焊接质量进行检查。焊接质量检查包括外观和无损监测：外观检查按照JGJ81- 规范[7]执行；由于采用CO2 气体保护焊，焊接质量较好，焊缝与母材之间平滑过渡，如图5所示。无损监测（UT）按照GB11345和设计文件执行，一级焊缝100%检验，二级焊缝按设计要求抽检50%，而且在焊接完成后24h进行检测[8]。为保证焊缝质量，本工程所有钢柱按照100%进行检测确保每根钢管柱焊缝达到规范要求（如表3）。 表3 检测内容 超声波探伤内容 样品名称 钢
13、结构 探伤数量 33 探伤比例 100% 设计要求 对接二级 检测环境 常温 检测设备 超声波探伤仪PXUT-320C(编号：307-1） 检测依据 《刚焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T11345-89 《钢结构工程质量验收规范》GB50205- 材质 Q345B 探头型号 2.5P9*9K2 探头前沿 9mm 探头K值 2 厚度 20、40mm 试块型号 CSK-IA/RB-2 探伤灵敏度 DAC-16dB 耦合剂 洗洁精 坡口形式 V 扫描比例 水平1:1 检验范围 焊缝及热影响 探伤方法
14、横波斜探头 焊接方法 手工焊 探测面状态 修正 基准波高 80% 表面补偿 4db 编号 探部位及焊缝编号伤 缺陷位置 缺陷指示长度△1（mm) 缺陷当量 （dB) 评定等级 是否合格 X(mm) Y(mm) H(mm) 结论 经超声波检测此钢结构工程焊缝，未发现超标缺陷。依据GB/T11345-89标准要求，判定该批焊缝合格。 从感观及无损监测（超声波监测）报告均为合格的结果能够得出，上述焊接保证措施是能够满足工程需要及能为类似工程提供技术参考的。 5结语： 本文钢管混凝土柱焊接参数均为本工程的实际数
15、据，因设备性能有差异，操作人员的技术熟练程度各不相同，在实际施工前，应参考相应焊接参数做焊接试验，以便得出较为合适的焊接参数。手工焊接的清渣工作尤为重要，清渣不彻底是产生夹渣缺陷的常见原因。电流过大、工件的水分、坡口处理不当等均为其焊接过程中产生裂纹的原因，因此应根据不同的情形具体分析原因。最后希望上述论述能给类似工程有所帮助。 【参考文献】 【1】蔡绍怀.中国钢管混凝土技术的最新进展.土木工程学报，1999.VOL.32,NO.4.16-26 【2】石柏军.钢管混凝土柱施工技术.施工技术，1002-8498（ ）S1-0135-07 【3】HG/T2537焊接用二氧化碳[S] 【4】GB/T8110- 气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝[S] 【5】闫宇.西安铁路北站钢结构焊接工艺与实施.房屋工程， .VOL.6,NO.4.83-86 【6】林辉升.高层建筑用钢管柱的焊接.西部探矿工程， .VOL06,NO.4.146-147 【7】JGJ81- 建筑钢结构焊接技术规程[S] 【8】GB/T 11345- 焊缝无损检测 超声检测 技术、检测等级和评定[S]
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