上海建浩工程顾问有限公司
摘要：随着我国钢结构建筑工程蓬勃发展与壮大，超高层钢结构建筑如雨后的春笋在各大城市拔地而起。同时也极大地促进了超高层建筑中钢结构与混凝土相结合结构被广泛应用，钢结构起到了主要结构受力作用，钢结构安装直接关系到整个建筑的质量，由于钢结构的结构复杂，焊接形式的多样性、构件重、安装要求精度高等特点，本文主要从超高层钢结构的厚板焊接方法及施工工艺对钢结构的安装焊接质量控制进行探讨。
关键词：超高层；钢结构；厚板；焊接
1工程概况
上海市普陀真如副中心A5地块地下3层地下室(三层）：230m*160m*16.1m；1#办公楼（地上57层、1#办公楼地下室底板钢支撑结构）：67.2m*67.2m*296.7m；2#（地上28层）：50.4m*58.8m*119.9m；3#办公楼（地上19层）:58.8m*33.6m*82.1m；4#酒店（地上26层）：58.8m*25.2*m*88.8m。规模为钢结构量约23217.5吨结构形式是钢结构（柱墙内钢骨、型钢混凝土梁内钢骨、塔冠钢结构、雨篷钢结构、连桥钢结构等钢材要求为：楼面钢梁、钢骨：Q345B（t<35mm），Q345GJ（t≥35mm）；钢柱、柱墙内钢骨、柱脚：Q345B（t<35mm），Q345GJ（t≥35mm）；伸臂桁架：Q345GJ；墙内钢板：Q345B；预埋件和预埋型钢：Q345B；雨棚钢构件：Q345B；塔冠钢构件：Q235B。Z向性能要求为：40≤t<60，为Z15；60≤t≤80，为Z25；t>80为Z35，焊接预热温度>100℃。
2焊接缺陷的分类
2.1裂纹
产生的原因：①焊件焊丝焊剂等材料配合不当
②焊丝中的含碳含硫量高
③焊接区域冷却速度过快而致热影响区碳化
④多层焊的第一道焊焊缝截面过小
⑤焊件刚度大
⑥焊接顺序不合理
2.2气孔
产生的原因：①焊接接头未清理干净
②防风措施不合理
③电流电压过大
2.3固体夹渣
产生的原因：①多层焊时层间清理不彻底
②多层多道时焊丝位置不当
2.4未熔合
产生的原因：①焊丝未对准
②焊缝局部弯曲过大
2.5形态与尺寸不良
产生的原因：①焊接速度不均匀
②焊接送丝不均匀
③打压过大
④焊丝导电不良
3焊接的预热
3.1根据焊接接头的坡口形式和实际尺寸、板厚及构件拘束条件确定预热温度
3.2根据焊接坡口角度间隙增大时应相应提高预热温度
3.3根据熔敷金属的扩散氢含量确定预热温度
3.4根据焊接时热输入的大小确定预热温度
3.5预热方法及层间温度的保持采用火焰加热，并采用红外测温仪测量温度
3.6预热的加热应在焊接坡口两侧，宽度为焊件施焊板厚的1.5倍以上，且不小于100mm
3.7焊缝焊接完成后做后加热及保温
4焊接流程与顺序
焊接流程图
4.1焊接顺序
一般根据结构平面图形的特点，以对称轴为界限，配合吊装顺序进行安装焊接。焊接顺序应遵循以下原则和程序：
4.1.1在吊装、校正和栓焊混合节点的高强螺栓终拧完成若干节间以后开始焊接，以利于形成稳定框架。
4.1.2焊接时应根据结构体形特点选择若干基准柱或基准节间，由此开始焊接主梁与柱之间的焊缝，然后向四周扩展施焊，以避免收缩变形向一个方向累积。
4.1.3栓焊混合节点中，应先栓后焊(如腹板的连接),以避免焊接收缩引起的栓孔位位移。
4.1.4柱-梁节点两侧对称的两根梁端应同时与柱相焊，既可以减少焊接约束度，避免焊接裂纹的产生，又可以防止柱的偏斜。
4.1.5柱-柱节点焊接自然是由下层往上层顺序焊接，由于焊缝横向收缩，再加上重力引起的沉降，有可能使标高误差累积，在安装焊接若干柱节后应视实际偏差情况及时要求构件厂调整柱长，以保证高度方向的安装精度达到设计和规范求。
各种节点的焊接顺序
十字形柱-柱焊接顺序
十字形柱的截面实际上是由两个H形截面组合而成，其柱-柱安装拼接的施焊顺序与H形柱的焊接顺序相似，也要求由两名焊工对称焊接。首先焊接一对翼缘，再换侧焊接另一对翼缘，然后同时焊接十字形腹板的一侧，最后换至另一侧焊接十字形腹板。如果翼板大于30mm，翼板不宜一次焊满后才焊腹板，而应当在两对翼板均焊完1/3板厚以后，接着焊接腹板至1/3板厚，并继续在翼板和腹板之间轮流施焊直至焊完整个接头。