吳杰

摘 要：現(xiàn)代公共建筑中，越來越多的采用鋼管拱形網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的屋頂，它具有結(jié)構(gòu)輕、強(qiáng)度高、成本低的特點。但是一般對于中小企業(yè)的自用廠房或其他公用建筑，其工程量往往較小，采用工廠化加工成本太高，同時對施工中的變形很難控制。我公司在本單位職工活動中心及廠處的自用廠房施工中，不斷的摸索，總結(jié)出本工法，對工程量較小，跨距較大的鋼管拱形網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工成本的控制，施工質(zhì)量及進(jìn)度的保證起到了積極的作用。體現(xiàn)了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：鋼管拱形；網(wǎng)架；施工工法；效益

1 工程概述

職工活動中心鋼管拱形屋架，本活動中心為鋼管拱形屋架結(jié)構(gòu)，屋架跨度為32m，共10榀，鋼管主立柱20根，柱距為6m，由鋼柱、倒三角鋼管桁架鋼屋架、水平撐桿、剪刀撐組成，主屋架之間通過系桿、檁條、支撐相連?？傊?5t，其中每榀屋架單重約1.5t。每根主立柱約重0.7t。本工程構(gòu)件多而復(fù)雜，長度較長，大部分連接為焊接，容易收縮和變形，安裝精度要求高，臨空施工作業(yè)多，安裝時就位有一定難度，如何快速、優(yōu)質(zhì)、高效地完成施工是本工程的關(guān)鍵，與土建、維護(hù)結(jié)構(gòu)等專業(yè)交叉作業(yè)，施工管理矛盾較為突出。

本工程采用設(shè)置胎具煨彎和組隊的方法進(jìn)行施工，焊接采用鎢極氬弧焊對稱焊接，同時采用木槌錘擊的方法消除焊接應(yīng)力，有效的防止了機(jī)械變形和焊接變形，取得了明顯的效果。

2 工藝原理及工法特點

采用胎具冷煨、胎具組對防止機(jī)械變形；鎢極氬弧焊對稱焊接，木槌錘擊消除焊接應(yīng)力；就地取材、利用簡單的設(shè)備即可施工，大大節(jié)約成本。

屋架跨度大、拱高較高、弧度較小、工程量小，采用傳統(tǒng)的中頻煨彎機(jī)煨制，制作成本高。本工法采用設(shè)置胎具冷煨，然后木槌錘擊消除彈性應(yīng)力的方法煨制屋架，具有成型好、施工便利、進(jìn)度快的特點。屋架的弦桿壁厚較薄，腹桿焊接點較多，本工法采用在胎具上整體組對，固定后由四名焊工同時用鎢極氬弧焊對稱施焊，焊接完畢后用木槌錘擊的方法消除焊接應(yīng)力，能將焊接變形控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。

3 施工工藝及操作要點

3.1 施工準(zhǔn)備

3.2 施工流程圖（如圖1）

3.3 現(xiàn)場組裝及吊裝

現(xiàn)場組裝

進(jìn)入現(xiàn)場組裝前需先設(shè)置組裝平臺，平臺材料選用16mm的鋼板，平臺尺寸由桁架尺寸確定，本次平臺為6.5m×31m。平臺必須用水平儀找平。平臺搭設(shè)完畢后，放出實樣，嚴(yán)格按照實樣設(shè)置組裝胎具，每榀屋架必須上胎組對焊接，以保證精度。組裝前先檢查組裝用零件的編號、材質(zhì)、尺寸、數(shù)量和加工精度等是否符合圖紙和工藝要求，確認(rèn)后才能進(jìn)行裝配。

組裝用的工具（卷尺、角尺等）必須事先檢驗合格，樣板和樣桿在使用前也應(yīng)仔細(xì)核對，組裝用的平臺和胎架應(yīng)符合構(gòu)件裝配的精度要求，并具有足夠的強(qiáng)度和剛度，經(jīng)驗收合格后才能使用。

構(gòu)件組裝要按照工藝流程進(jìn)行，零件連接處的焊縫兩側(cè)各30～50mm范圍以內(nèi)的鐵銹、油污等應(yīng)清理干凈，見圖2。

組裝時要認(rèn)真控制好各零件的安裝位置和角度，應(yīng)避免使用大錘敲打等強(qiáng)制裝配的方法。對于用螺栓連接的隱蔽面，在組裝前應(yīng)事先清理表面并刷上油漆。組裝應(yīng)考慮焊接變形和焊接收縮量，以確保成品的外形和尺寸符合精度要求，構(gòu)件組裝完畢后應(yīng)先進(jìn)行自檢和互檢，然后提交專檢人員進(jìn)行驗收，在檢驗中發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)及時進(jìn)行修理或矯正，構(gòu)件必須具有良好的外觀。腹桿與弦桿采用相貫線焊接連接，考慮本工程安全因素，焊縫高度要求達(dá)到5mm。組裝完畢后，在胎具上焊接，采用鎢極氬弧焊對稱焊接，焊接完畢后利用木槌錘擊消除焊接應(yīng)力后才能下胎。但是錘擊必須掌握力度，嚴(yán)格避免使構(gòu)件產(chǎn)生缺陷。

3.4 焊接工藝控制

裝焊工藝

3.4.1 接頭的準(zhǔn)備和清理

（1）采用自動或半自動方法切割的母材的邊緣應(yīng)是光滑的和無影響焊接的割痕缺口；切割邊緣的檢查和粗糙度應(yīng)符合制作工藝規(guī)定的要求。

（2）結(jié)構(gòu)的焊接縫必須在裝配或焊接前進(jìn)行清理，其清理要求如下：

①接縫清理范圍為拼接端面和沿接縫兩側(cè)各寬30～50mm的表面。在接縫的焊前清理范圍內(nèi)，必須清除水、銹、氧化物、油污、泥灰、毛刺及熔渣，如果有影響焊接質(zhì)量的涂料，也應(yīng)進(jìn)行清理；

②采用碳弧氣刨加工坡口的焊縫，如坡口中有粘碳，則應(yīng)將粘碳處刨凈。

（3）接縫的間隙、坡口尺寸及碳弧氣刨加工坡口的槽形和深度，必須符合制作和焊接工藝規(guī)定。對影響焊接操作和焊接質(zhì)量的嚴(yán)重超差，應(yīng)在焊前進(jìn)行修正。焊前按照接頭裝配質(zhì)量所規(guī)定要求檢查接頭裝配質(zhì)量，合格后方能施焊。

3.4.2 定位焊

（1）定位焊縫所采用的焊接材料及焊接工藝要求應(yīng)與正式焊縫的要求相同；

（2）定位焊縫的焊接應(yīng)避免在焊縫的起始、結(jié)束和拐角處施焊，弧坑應(yīng)填滿，嚴(yán)禁在焊接區(qū)以外的母材上引弧和熄??；

（3）不熔入最終焊縫的定位焊縫必須清除，且清除時不得使母材產(chǎn)生缺口或切槽；

（4）定位焊縫不得有裂紋、夾渣、焊瘤等缺陷，對于開裂的定位焊縫，必須先查明原因，然后再清除開裂的焊縫，并在保證桿件尺寸正確的條件下補(bǔ)充定位焊；

（5）定位焊縫距設(shè)計焊縫端部10mm以上；定位焊的焊腳尺寸不應(yīng)大于焊縫設(shè)計尺寸的2/3，不宜小于4mm；定位焊縫間距及長度按表1規(guī)定執(zhí)行。

3.4.3 引弧和熄弧板

（1）重要對接接頭和T接接頭的兩端應(yīng)裝焊引弧板和熄弧板，其材質(zhì)及接頭應(yīng)與母材相同，其尺寸為：手工焊——50mm×30mm×8mm，自動焊——100mm×50mm×10mm，待焊縫完全冷卻后焊后切除或用氣割割除，焊縫端部應(yīng)光滑并與相鄰部件的邊緣平齊；

（2）要求平齊的焊接對接接頭端部應(yīng)修整齊平。

3.4.4 焊接切口

被割材料的凹角處應(yīng)作成一半徑不小于25mm的逐漸過渡形狀；為焊接而開的焊接穿越孔，其弧形缺口內(nèi)表面，應(yīng)在組裝前處理和清理。

4 安全生產(chǎn)技術(shù)措施

4.1 安全教育

所有參加現(xiàn)場施工人員必須經(jīng)過三級安全教育，通過教育學(xué)習(xí)，使廣大職工了解公司安全生產(chǎn)有關(guān)規(guī)章制度，熟練掌握各工種安全操作規(guī)程，牢固樹立安全第一的思想，真正認(rèn)識到安全生產(chǎn)的重要性，做到每天班前教育，班中檢查，班后總結(jié)。

4.2 建立安全檢查制度

定員、定期檢查現(xiàn)場安全生產(chǎn)狀況，對不利因素、安全隱患及時制訂整改措施；檢查施工人員安全施工情況，對不按安全操作規(guī)程施工施工人員進(jìn)行批評教育；檢查安全施工用品、消防用品落實情況等。

4.3 機(jī)械設(shè)施安全施工要求

所有機(jī)械設(shè)備均不得帶病作業(yè)，參加施工的大、中型機(jī)具如汽車吊、電焊機(jī)等，上班前應(yīng)經(jīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)，安全裝置靈敏可靠，現(xiàn)場施工腳手架使用前必須經(jīng)過驗收，所有電動機(jī)械設(shè)備必須通過單一開關(guān)控制，手持電動工具必須裝有漏電保護(hù)器。所有電動工具旋轉(zhuǎn)部分的護(hù)罩應(yīng)完整可靠。電焊機(jī)等設(shè)施露天放置時應(yīng)有防止太陽暴曬和防止雨淋的措施。

4.4 吊裝作業(yè)

施工前檢查所有的工機(jī)具、索吊具處于完好工作狀態(tài)，有缺陷或狀態(tài)不明者禁止使用。吊車司機(jī)、吊裝指揮和操作工之間應(yīng)有明確聯(lián)絡(luò)信號，防止因信號不清不明出現(xiàn)事故。吊裝結(jié)構(gòu)件時兩端設(shè)置溜繩，接近安裝位置時要平穩(wěn)移動。有銳邊的鋼構(gòu)件有鋼絲繩捆扎時必須有防止割傷措施。構(gòu)件吊裝到位必須可靠聯(lián)接（焊接或螺栓連接）后，才能松鉤，螺栓連接時每組節(jié)點處至少應(yīng)有兩只安裝螺栓擰緊。執(zhí)行“十不吊”規(guī)定。

4.5 高空作業(yè)

高空作業(yè)必須掛好安全帶。施工前檢查腳手架的可靠程度，由專職安全檢查員驗收后掛牌使用。按規(guī)范張掛安全網(wǎng)。施工時小件物品如扳手、榔頭、螺栓等必須放在工具袋內(nèi)，防止墜落。禁止上、下拋擲物件。擰緊螺栓時禁止使用活扳手。施工時接好臨時避雷設(shè)施。

4.6 安全用電

執(zhí)行JGJ46-88《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》的各項規(guī)定，搞好安全用電，編制臨時用電施工組織設(shè)計，技術(shù)人員向電工和用電人員認(rèn)真進(jìn)行臨時用電技術(shù)交底，現(xiàn)場配備足夠數(shù)量專職電工，所有電纜，用電設(shè)備的安裝與拆除，現(xiàn)場照明均須由電工擔(dān)任，手持電動工具必須安裝漏電保護(hù)器，值班電工要經(jīng)常維護(hù)用電線路、機(jī)具、保持良好狀態(tài)，以保證用電安全萬無一失。

5 結(jié)束語

采用胎具煨彎組對——鎢極氬弧焊焊接的方法進(jìn)行施工，在監(jiān)理和業(yè)主的監(jiān)督下對工程進(jìn)行現(xiàn)場追蹤監(jiān)測，各項指標(biāo)均達(dá)到優(yōu)良。

施工全過程處于安全、穩(wěn)定、快速、優(yōu)質(zhì)的可控狀態(tài)，工程優(yōu)良率達(dá)到98%以上，無安全生產(chǎn)事故發(fā)生，得到各方的好評。

本工法中的經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在屋架的制作上面，本工法中的屋架工程量較小，使用中頻煨彎機(jī)制作成本大約在4000元/t，使用本工法制作成本大約在2000元/t，并且在本工程的實踐過程中證明，本工法對施工質(zhì)量的控制很到位，可以說層層都能把好關(guān)，能創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

作者簡介：吳 杰（1982-），男，貴州省納雍人，工程師，本科，主要研究或從事工作方向為管道施工管理。