一、总则
1、在负温条件下制作安装钢结构时,应按照负温施工的要求编制钢结构制作工艺规程和安装施工组织设计文件。
2、钢结构制作、安装所用的钢尺、量具应与土建单位使用的钢尺、量具相同,并应认定为同一精度等级。对土建结构和钢结构应采取不同的温度膨胀系数差异调整措施。
3、钢构件在正温下制造,在负温下安装时,施工时应采取相应的技术措施,调整偏差。
4、参与负温钢结构施工的电焊工应经过负温焊接工艺培训,取得资格证后,方可参与钢结构负温焊接工作。定位点焊应由取得定位点焊资格证的电焊工进行。
2. 材料
1、冬季施工应采用Q345钢材、Q390钢材、Q120钢材,其质量应符合国家现行标准的要求。
2、用于负温下建筑的钢材应进行负温冲击韧性试验,合格后方可使用。
3、负温度下钢结构焊接梁、柱节点厚度大于40mm,且沿厚度方向受到拉力时,钢板厚度方向的伸长率应符合现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T5313的规定。
4、在负温度下施工的铸钢件,应符合现行国家标准《一般工程用铸造碳钢零件》GB/T11352的规定。
5.钢材及有关连接材料应附有质量证明书,其性能应符合设计和产品标准的要求。根据结构在负温度下的重要性、荷载特点和连接方法等,应按国家标准的规定进行复验。
6、负温条件下焊接钢结构所用的焊条、焊丝,应采用屈服强度低、冲击韧性好的低氢焊条,同时满足设计强度要求。对重要结构可采用高韧性的超低氢焊条。
7、钢结构用低氢焊条在负温下烘烤温度应为350℃~380℃,保温时间为1.5h~2h。烘烤后应在110℃l20℃烘箱内缓慢冷却并贮存。使用时应取出,放入保温管内,根据需要取出。负温下使用的焊条暴露时间超过4h时,应重新烘烤。焊条烘烤次数不限。
建议使用次数不要超过2次,且不能使用受潮的焊条。
8、焊剂使用前应按质量证明书的规定进行烘烤,其水分含量不得大于0.1%。在负温室外进行焊接工作时,焊剂重复使用的时间间隔不得超过2小时,如果超过此时间,应重新进行烘烤。
9、气保焊所用二氧化碳的纯度按体积计不得小于99.5%,含水量按质量计不得超过0.005%。使用瓶装气体时,当瓶内气压低于1MPa时应停止使用。在负温条件下使用时,应检查瓶口是否结冰、堵塞。
10、负温条件下钢结构使用的高强度螺栓与普通螺栓均应有产品合格证,高强度螺栓应进行负温条件下扭矩系数和轴力复验,符合要求后方可使用。
11、钢结构上使用的油漆应满足负温度下涂装的性能要求,不得使用水性油漆。
12、负温条件下施工钢结构基础锚栓时,应保护好螺栓螺纹端部,不得进行现场对接焊。
3.钢结构制作
1、在负温条件下布置钢结构时,切割和铣削尺寸应考虑负温对钢材收缩的影响。
2、端部有焊接接头的构件切割时,应按工艺要求预留焊缝的收缩量。对于高层钢结构的多层框架、多段柱,应预留柱子在荷载作用下产生的压缩变形量。焊接收缩和压缩变形应与钢材在负温度下的收缩变形相协调。
3、对于形状复杂及需在负温度下折弯的部件,应按制造工艺规定的方向取料,折弯部件外侧不应有大于1mm的缝隙或伤痕。
4、普通碳素结构钢工作温度低于-20℃、低合金结构钢工作温度低于-15℃时,不允许进行剪切、冲压;普通碳素结构钢工作温度低于-16℃、低合金结构钢工作温度低于-12℃时,不允许进行冷矫直、冷弯;工作温度低于-30℃时,不宜进行现场火焰切割。
5、需在负温度下加工的部位应采用精密切割机加工,焊缝坡口应采用自动切割。用坡口机、刨床进行坡口加工时,不应出现鱼鳞状表面。重要结构的焊缝坡口应采用机械加工或自动切割,不得采用手工气焊切割。
6.构件组装应按工艺规定的顺序进行,并应由内向外展开。在负温度下组装焊接结构时,应通过试验确定焊缝预留收缩值,通过计算确定点焊的数量和长度。
7、零件装配时,应清除接头两侧50mm范围内的铁锈、毛刺、污垢、油污、冰雪等,保持接头干燥,不得有残留水分。
8、焊接预热温度应符合下列规定
(1)当焊接区环境温度低于0℃时,焊前应将构件焊接区各个方向100mm范围内且大于或等于2倍钢板厚度的母材加热到20℃以上,焊接过程中温度不应低于20℃;
(2)负温度下焊接中厚钢板、厚钢板、厚钢管的预热温度可通过试验确定,若无试验资料,可按下表选取。
9、负温度下构件组装定型后的焊接,应符合焊接工艺规定。单条焊缝两端应设置引弧板、灭弧板,引弧板、灭弧板材质应与母材一致,严禁在焊接母材上打弧。10、负温度下厚度大于9mm的钢板应多层焊接,焊缝应自下而上逐层焊接,每条焊缝应焊完一遍,不得间断。焊接中断时,应将焊接缺陷清除后,方可再次焊接。经检验合格后,方可按焊接工艺规定继续焊接,预热温度应高于起始预热温度。
11、负温露天焊接钢结构时,应考虑雨、雪、风的影响。当焊接现场环境温度低于-10℃时,应在焊接区域采取适当的保温措施;当焊接现场环境温度低于-30℃时,应搭设临时防护棚。严禁让雨雪落在尚未冷却的焊缝上。
12、当焊接现场环境温度低于-15℃时,应适当加大焊机电流强度,每降低3℃,焊接电流应增大2%。
13、采用低氢焊条焊接时,焊后应进行焊缝除氢处理,除氢处理加热温度为200℃~250℃,保温时间根据工件厚度确定,每25mm板厚不应少于0.5h,总保温时间不应少于1h,达到保温时间后应缓慢冷却至室温。
14、负温厚钢板焊接完成后,应立即在焊缝两侧2~3倍板厚范围内进行焊后热处理,加热温度为150℃~300℃,保温1h~2h。焊接完毕或焊后热处理完成后,应采取保温措施,让焊缝缓慢冷却,冷却速度不大于10℃/min。
15、构件在负温热矫正时建筑钢结构焊接,钢材加热矫正温度应控制在750℃~900℃之间,加热矫正后应覆盖保温,让其缓慢冷却。
16、负温度下钢构件需钻孔时,钻孔工艺应为先钻孔或冲孔,后扩孔。
17、在负温度下制造的钢构件在检验和验收外形尺寸时,应考虑检验时的温度影响。焊缝外观检查应全部合格。等强度接头及要求全焊透的焊缝应做100%超声波检验。其余焊缝可按30%~50%做超声波取样检验。如设计有要求时,应按设计要求的数量进行检验。负温度下超声波探伤仪使用的探头应远离与钢材的接触面。
冷冻油基耦合剂。
18、不合格的焊缝应拆除重焊,在负温度下仍应按钢结构焊接工艺规定进行焊接。焊后检查应采用同样的检验标准。
19、在0℃以下的钢构件上涂装防腐或防火涂料前,应进行涂装工艺试验。涂装时应清除构件边缘、孔洞处的铁锈、油污、毛刺,保持构件表面干燥。可采用热风或红外线照射干燥,干燥温度和时间应通过试验确定。雨雪天气或构件上有薄冰时不得涂装涂料。
20、焊接加固钢结构时,应由相应类别的合格焊工进行焊接;当平静钢板厚度不大于30mm时,周围空气温度不应低于15℃,当厚度超过30mm时,温度不应低于0℃;焊接沸腾钢板时,周围空气温度应高于5℃。
21、螺栓焊接环境温度低于0℃时,弯曲试验次数应增加1%;采用手工电弧焊或其他焊条电弧焊焊接螺栓时,预热温度应满足相应工艺的要求。
4.钢结构安装
1、冬季运输、储存钢结构时应采取防滑措施。构件堆放场地应平整、坚实,地面无水坑、无冰冻。同型号构件堆放时,构件应保持水平,垫块应在同一垂直线上,防止构件滑落。
2、钢结构安装前,除按常温要求进行检查外,还应按负温条件下的要求对构件的质量进行复查详细检查。构件在制作过程中出现漏检,在运输、堆放过程中产生变形,偏差大于规定,影响安装质量时,应在现场进行修补、矫正,符合设计和规范要求后,方可吊装安装。
3、绑扎、吊装钢构件所用的钢缆在负温状态下与构件直接接触时,应加防滑垫。与构件同时吊装的所有节点板、安装人员使用的梯子、校正用夹具等均应使用绳索绑扎牢固。用吊环、吊耳直接吊装构件时,应检查吊环、吊耳连接焊缝有无损坏。
4、负温条件下安装构件时,应根据温度条件编制钢构件安装顺序图,施工时按规定顺序进行安装。在平面上,安装应从建筑中心向四周逐渐扩展,在立面上,应从底部向顶部逐块安装。
5、钢结构安装焊接工艺应编制,各节柱层构件安装完毕、校正、螺栓固定并预留焊缝收缩量后建筑钢结构焊接,应在平面上从结构中心向四周对称延伸焊接,不允许从结构外圆向中心焊接,不得同时焊接各构件两端。
6、若部件上有雪、冰或结露,应在安装前清除干净,但不得损坏涂层。
7、负温条件下安装钢结构的专用机具应按负温要求进行检验。
8、在负温条件下安装柱、主梁、支撑等大型构件时,应立即进行校正,校正位置后立即进行永久固定。当天安装的构件应形成空间稳定体系。
9、安装高强度螺栓连接时,构件摩擦表面应清洁,无雪、无冰,不得受到雨水、泥土、油污或其它污物的影响。
10、安装多层钢结构时,应限制楼板上堆放的荷载。建筑活荷载、雪和冰的质量不应超过钢梁和楼板(波形钢板)的承载能力。
11、螺柱焊接前应根据负温值测量焊接电流、焊接时间等参数。
12、负温度下钢结构安装质量除应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的规定外,还应按设计要求进行检验、验收。
13、钢结构低温安装时需临时固定或连接时,应采用螺栓连接;现场需采用临时焊接时,安装后应及时清理临时焊缝。