焊接球网架施工质量控制要点

焊接球网架施工质量控制要点

李连通

中铁九局集团第四工程有限公司

摘要：钢网架结构是指通过设置重要节点并按照一定规则连接多个钢材质构件而形成的空间构件结构体系。作为钢结构的一种结构形式，因刚度大，自重轻，整体性好，抗震能力强，结构安全性高等优点，经常被应用于大中小跨度和各种平面形式的建筑。本文以邓关站站房大厅屋面网架施工作为工程背景，主要讲述了焊接球钢网架的拼装焊接、施工和线形质量控制要点，期望为同类工程提供技术参考。

关键词：焊接球；钢网架；质量控制；

引言

随着我国城市化进程的快速推进，钢结构工程建设开始了广泛应用。 钢网架属于钢结构中的一种，由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间杆系结构。钢网架结构因全面性好、空间弯曲刚度大、自身重量轻、抗震等级特性好等多个优点，在工业厂房及公共建筑中赢得了广泛应用。但在实际施工过程中，钢网架结构在焊接、安装、网架变形等过程控制中容易出现质量问题。对此，本文从焊接球网架的焊接、安装和线形控制方面，简述了钢网架的施工质量控制要点。

一、 工程概况

邓关站位于四川省自贡市沿滩区斗气寨，站房为线侧平式站房，长度120m、宽度34.4m、高度19.85m，总建筑面积5904m2。抗震设防基本烈度7度，结构安全等级为二级，主体结构设计使用年限: 50年。

本工程钢结构为站房大厅屋面网架，为四角锥形网架，范围3-12/A-E轴，平面尺寸33.6m×86.4m，节点形式为焊接球节点，矢高2.7-4.2m变化。整个网架为下弦点四侧支撑，支撑点共设置20个，为下侧混凝土柱，最大柱间距为9.6m。网架与混凝土柱顶通过成品钢柱球铰支座连接。

二、焊接球钢网架施工质量控制

1、焊接球验收

焊接球出厂前，必须在试验监理的见证下对以下几方面进行检查，检查全部合格方可出厂，不合格产品按要求进行返工处理。

1. 焊接球均在工厂进行加工，焊接球的半球由钢板压制而成，表面容易出现裂纹、褶皱，半球在组对前应用10倍放大镜观察裂纹或直接进行表面探伤。

2.焊接球组对环焊后，应按设计要求针对不同的焊缝质量等级进行超声波探伤检查，一级焊缝要求对每条焊缝长度的100%进行超声探伤，二级焊缝要求对每条焊缝长度的20%且不小于200mm的部分，进行超声探伤抽检。

3.焊接球表面应光滑平整，用弧形套模、卡尺和观察检查，局部凹凸不平不应大于1.5mm。

4.用卡尺和游标卡尺检查焊接球的直径、球圆度，用卡尺和测厚仪检查壁厚减薄量，用套模和游标卡尺对口错边量，用焊缝量规检查焊缝余高，检测数据必须在规范允许偏差范围内。

2、杆件验收

1. 杆件进场后，应根据货运单据检查进场构件的数量及编号是否一致，如发现问题，应在回执中说明并及时反馈工厂，以便工厂更换、补齐杆件。

2. 按设计图纸、规范及制作厂质检报告单，对杆件的质量进行验收检查，做好检查记录。

3. 为使不合格杆件能在厂内及时修改，确保施工进度，也可直接进厂检查。检查用的计量器具和相关标准应事先统一，经确认无误且杆件质检合格后，才能签字确认并形成对应的检查记录。

4. 现场杆件主要对焊缝质量、构件外观和尺寸开展进场验收，质量控制重点在杆件加工厂。构件进场的验收及修补内容如下表所示：

杆件进场的验收及修补内容

3、焊接工艺评定

焊接球网架焊缝数量多，焊缝质量等级要求高，焊缝质量控制是钢网架整体施工质量控制的重点，必须对焊接工艺进行评价，验证焊接工艺的准确性和可靠性。

焊接工艺评定条件包括电源及极性、道间温度、焊接材料、焊剂及保护气、焊接电流及电压、焊接速度、焊前及道间清理、焊接顺序等。

根据焊接工艺评价结果，形成焊接工艺评定试验报告，确定焊接各项参数后方可进行现场大面积施焊。

4、钢网架地面拼装

作为拼装主体结构的一个重要环节，钢网架散装顺序按照“自中心向两侧、自底层向上层”的原则，可有效抑制节点安装带来的积累误差。按国家有关标准和规程的规定，杆件长度、不圆度、管轴的垂直度、焊接球直径、球中心偏移、和球、杆组对的位移等都有一定的数据偏差。如果对组装中的错误忽视，则会直接造成组装过程中的误差累积，最终导致组装失败。

施工过程中调整纠偏，消除积累误差的方法是：

（1）检查焊接球的不圆度，确定其偏差值，作为调整杆件长度的基础数据。

（2）所有对接杆件采用先焊接再二次下料、切割的方法，消除焊接收缩，确保杆件长度。

（3）检查球、杆组对的偏移量，超差部位立即进行调修。

（4）严格控制组对拼装施工顺序，尽量避免组对拼装过程中产生应力。

（5）严格执行正确的焊接方法和顺序。

（6）如果腹杆或杆件因积累误差影响，存在有杆件长度不够的情况，当误差长度在20mm以内时，在杆件两端增设内衬管的方式进行处理。误差大于20mm时，该部位需重新下料制作同规格的杆件进行替换。

（7）为减少组装过程中网架的累积误差，整体网架下弦杆的组装从中间开始，首先组装纵横轴，随时修改尺寸和空间位置，无疑后方可依次向四周发展下弦杆整体组装完成后，在需要检查几何尺寸的情况下，用经纬仪进行修正，同时用水准器拍摄各点的高低差进行调整做好记录，腹杆和上弦杆的装配应在下弦全部装配完毕，无测量公差的基础上装配，方法为下弦杆网架组装时的电焊优选为三点，管径大的优选为四点，电焊时不能随意在棒与节点结合处以外的地方引弧。

5、钢网架焊接

本工程焊接以全位置焊缝为主，部分接头存在俯焊，竖焊和仰焊相结合，采用气体保护焊封底和盖面。采用上述焊接工艺的目的是由于气体保护焊不仅焊接效率高，还能保证焊缝质量。具体焊接要求如下：

1. 焊工在施焊前要清理焊接部位的油污杂质，检查定位焊缝有无缺陷，如有缺陷可先清理后施焊。

2. 第一遍打底焊完成后，应认真检查，确认有无焊接缺陷，焊接无误后方可开始第二遍焊接。

3. 焊接时当杆件壁厚大于4mm时，焊接厚度为1.2倍壁厚。本工程大部分杆件壁厚均较大，整条焊缝一般走3-4遍。第一遍为打底焊，必须焊透，不允许有夹渣、气孔、裂纹等缺陷。经认真清理检查合格后，进行第二遍焊接。最后一遍为成型焊接，成型后焊缝要求表面平整，宽度、焊波均匀，无夹渣、气孔、焊瘤、咬肉等缺陷，并符合一级或二级焊缝的规定，完成后的焊缝周围的熔渣和金属飞溅物应及时清理。

网架球节点点焊 网架球节点满焊

焊接成型                           网架焊缝检测

4. 焊接质量检查：质检员应在焊接完成后对所有焊缝进行全外观检查，并作好检查记录，严禁出现漏焊、裂纹、咬肉等质量缺陷。按规范要求应在焊缝焊后24小时后进对焊缝进行超声波探伤和无损检测。对内部有超标缺陷的焊缝必须进行返修。同一条焊缝最多返修两次，返修后的焊缝必须进行超声探伤复测，直到达标。

5. 不合格焊缝的处理：焊接完成后，立即进行焊缝超声波探伤，并将不合格焊缝的位置及区域标注，报给高级焊工及时返修。

6. 不合格焊缝具体返修措施：不合格焊缝先采用碳弧气刨将不合格位置去除，去除深度由专业探伤人员指导，当剩余焊缝检验合格后，清除杂质，进行补焊。若经过返修二次的焊缝仍为不合格焊缝，必需对该条焊缝进行加固处理，具体方法如下：先将钢管沿长度方向切割出四条长150mm，宽20mm的条形切口，并开剖口，随后塞入20mm厚钢板，将钢板与钢管壁、钢管与焊接球的焊缝按照该节点设计要求焊接成型，既可增加焊缝长度，又能提高节点受力性能。

三、结语

综上所述，本文依托邓关站站房大厅屋面网架工程，从焊接球进场验收到钢网架拼装焊接，过程中简要陈述了焊接球钢网架的施工和焊接质量控制要点，通过一系列过程控制和质量控制，降低了施工过程中的安全风险，确保了焊接球钢网架施工的质量和进度，可对同类钢网架工程提供过程要点参考。

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