超高层钢板墙焊接工法.pptx
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1、目目 录录1 1、前言、前言2 2、工法特点、工法特点3 3、适用范围、适用范围4 4、工艺原理、工艺原理5 5、施工工艺流程及操作要点、施工工艺流程及操作要点6 6、材料与设备、材料与设备7 7、质量控制、质量控制8 8、安全措施、安全措施9 9、环保措施、环保措施1010、效益分析、效益分析1111、应用实例、应用实例本工法:本工法:科技查新报告编号科技查新报告编号JS2011-95JS2011-95。检索结论:除本项目外,国内外未见超高层纯钢板剪力墙结构采用全焊接连接,超长竖向焊缝采用分段倒退焊接,横向焊缝采用从中心向两边对称同时焊接方法的文献报道。科技成果鉴定证书编号科技成果鉴定证书编
2、号“中建科建字(中建科建字(20112011)第第4646号号”。鉴定结论:纯钢板剪力墙施工技术达到了国际领先水平。1 1、前言前言随着国内外超高层建筑的兴起,越来越多钢板剪力墙体系结构被应用,钢板墙与主体框架连接的节点分为3种,分别为栓焊连接、全栓接、全焊接。钢板墙竖向焊接典型节点钢板墙与钢梁水平焊接典型节点2 2、工法特点工法特点节省工期。此工法克服了因精工精度、安装精度、结构沉降变形等影响螺栓安装的诸多负面因素,为结构安装进度争取时间。节约成本。焊接节点综合成本远远低于高强螺栓节点综合成本。工艺成熟可靠。采用工艺成熟,应用广泛二氧化碳气体保护焊,通过分段跳跃焊接、对称焊接等恰当的工艺控制
3、措施,控制焊接应力应变,连接节点可靠性高于高强螺栓连接连接节点的。3 3、适用范围适用范围本工法适用于采用全焊接的钢板剪力墙结构体系。同时,对于超长焊缝、焊接拘束度大的焊缝焊接,可以参照此工法。4 4、工艺原理工艺原理按自中心向四周、平面中心对称、间隔跳跃的原则,确定每层各块钢板墙焊接的平面顺序。焊前拟定两组焊接顺序,分组进行焊接应力监测试验。通过焊接应力监测数据分析,将焊接后应力较小的一组焊接顺序确定为单块钢板墙的焊接顺序。超长焊缝采用分段倒退焊接的原理,分段倒退的焊接方法是将焊缝自上而下分成若干个600mm分段,每600mm的立焊缝范围内自下向上焊接,每600mm的焊缝焊至1/3焊缝高度之
4、后再向下在下一位置焊接,依次顺序直到焊接完成。对横焊缝采用从中心向两边对称同时的焊接方法,焊接顺序与立焊缝相同。5 5、施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点5.15.1施工工艺流程施工工艺流程外观检查监测试验焊接前提焊接准备现场焊接焊后检测结构荷载达到设计要求确定焊接工艺对焊缝坡口进行打磨、除锈检查坡口尺寸、填写焊前坡口检查记录检查焊接设备及焊剂防风照明设施准备检查钢夹板及临时螺栓紧固状态对坡口附近原材进行超声波检测焊前预热温度检查水平焊缝焊接竖向焊缝焊接焊后后热、保温无损检测多人同时分段倒退焊接24小时超声波探伤磁粉探伤48小时后随机超声波探伤5.2施工操作要点5.2.1确定焊接顺序
5、(1)整体焊接顺序纵向:为达到焊接后各楼层的应力分布均匀,采取自下而上逐楼层焊接的纵向总体焊接顺序。即每一层全部焊缝焊接完成后,开始下一楼层焊接;单层水平顺序:以中心钢柱为基点,自内向外,按对称原则进行跳跃焊接。如图示顺序。图1 钢板墙整体焊接顺序单片钢板墙焊接顺序(1)先横焊,后立焊依照“先焊收缩量大的焊缝”的原则及监测试验结果,单片钢板墙采取“先横焊,后立焊”的焊接顺序,即先焊底部坡口横焊缝,后焊两侧贴脚立焊缝。说明:按顺序焊接。(2)分段倒退焊接:钢板墙焊缝通常为超长焊缝,根据焊工实际工作强度,按600mm长进行分段倒退焊接。分段倒退焊接是将长焊缝分为若干段,各段依照与焊接方向相反的顺序
6、逐段焊接的焊接方法(见下图)。每条焊缝安排三人(或多人)同时焊接,根据钢板墙焊缝长度,每人焊接可分23段。每焊完一层后轮换至下一段。分段倒退顺序应与焊接方向反向。水平横焊分段焊接顺序()示意如下说明:横(平)焊缝焊接操作方向为从左到右,各段焊缝焊接顺序则为从右到左排序。连接夹板立向焊缝焊接顺序(),自上而下分段倒退焊接。以标准层为例,立焊可安排两人同时焊,每人焊接三段,每焊完一层轮换至下一段。示意如下说明:立焊缝焊接操作方向为自下而上,各段焊缝焊接顺序则为自上而下排序。层间温度控制钢板墙要在地震时发挥作用,需尽可能减小焊接残余应力,以满足钢板墙荷载状态满足设计要求。经过多次试验监测及有限元模拟
7、分析结果比对,焊接层(道)间温度应控制在120以内。经反复论证后的焊接工艺,实际监测数据与有限元模型数据极为接近,合理的焊接顺序及层间温度控制措施,焊接应力场分布均匀,平均焊接应力小于100Mpa。避免了应力集中诱发焊接裂纹的可能。局部复杂结构部分存在应力集中区域,应针对具体结构形式优化工艺参数。图-6 监测值与模拟计算值对比图-7 焊接应力场分布模拟图注:立焊应搭设安全可靠操作架,可参考下图。钢柱钢板墙焊接操作架组合楼板操作架示意图5.2.3焊前构件质量检查由于钢板墙焊接是在结构框架已完成并以承担上部结构荷载的状态下进行,所有焊缝均受刚性拘束。为最大程度降低焊接残余应力引发层状撕裂及焊接裂纹
8、发生的可能,应对T型对接坡口横焊相关的框架梁上翼缘母材和处于焊接拉应力方向上的工厂加工焊缝进行焊前超声波探伤,排除因材质及焊接缺陷引发焊接裂纹的隐患。如下图说明:钢梁上翼缘钢板使用直探头扫查;钢梁上翼缘与钢板墙对应位置无法使用直探头扫查区域使用60或70斜探头扫查。5.2.4焊前准备工作(1)检查连接夹板及安装螺栓全部安装。螺栓紧固,钢夹板与钢板墙、钢柱连接板贴合紧密无间隙,钢夹板无翘曲变形起鼓。如有变形发生,采取火工或千斤顶进行现场矫正。(2)焊接辅助人员应在焊接前对焊缝坡口进行打磨除锈,保证焊前坡口的平整清洁;对超过规范要求的错边进行修正。以利于提高焊缝质量。(3)焊接技术人员须在焊接前检
9、查坡口,清除坡口污染物及油、水,并填写焊前坡口检查记录。5.2.5焊接工艺焊接方法:选用CO2气体保护焊。焊接位置:横焊、立焊。(3)焊接参数1)板对接焊缝型式:横焊,单V型坡口35,间隙9 mm。焊接参数表(横焊)焊丝ER50-6规格焊剂或气体CO2焊接方法CO2保护半自动焊焊接位置横焊焊接设备型号NBC-500A电源及极性直流反接预热温度()60层间温度120/焊接工艺参数层次焊接方法焊条或焊丝焊剂或保护气保护气体流量(1/min)电流(A)电压(V)焊接速度(cm/min)热输入(kJ/cm)备注牌号直径(mm)12CO2焊ER50-61.2CO2405029031036383545/3
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