机械施工组织设计连载（三十二）

5.9.10 予应力钢绞线束的张拉与锚固
　 (1)张拉前的准备工作：A 检查待张拉的主梁制作质量，砼强度试压报告，是否达到设计要求。B 检查锚垫板下砼浇筑是否密实，对梁端和垫板周围进行清理，以使锚板与垫板保持最佳吻合状态。C 检查梁体下部模板支撑是否会对张拉后梁体弹性压缩产生阻碍。D 搭设张拉操作台，要求操作台安全牢固，并便于千斤顶吊装和转移。E 在张拉端设置安全防夹片弹出档板，以及醒目的安全警戒线。F 锚具的检验，要检验锚板与夹片的外形及锥孔有无问题及一定数量的硬度检验。G 千斤顶及油泵的检验，测定千斤顶顶压吨位与油压表读数的对应关系，并出具标定报告。
(2)张拉顺序：如有4束张拉则采用对角张拉的顺序。
　　　　　　　　 如为3束则先张拉中间一根，后张拉两边。
　 (3) 张拉程序：安装工作锚板→安夹片→安顶压器→安千斤顶→安工具锚→张拉(两端同时张拉)→顶压锚固(两端同时顶锚)。
　　锚具使用前必须清洗干净，表面及内壁不得有杂质；
　　安装锚环时应注意钢丝每7根一小束之间不得交叉扭结；
　　安装夹片时应轻轻敲打，使夹片端部平齐，三块平片间隙不得夹有钢丝，保持相同的隙缝；
　　工具锚夹片表面要均匀地抹上石腊，以便张拉后自动退锚，根据实际使用情况确定工作平片使用次数，一般为5～8次。
(4)张拉控制应力：张拉控制应力为0.75fptk。
　　张拉应力：0→初应力(测伸长初值)→100%或103%超张拉(持荷两分钟)测伸长值→顶压锚固→0。
　　是否超张，应根据锚具夹紧情况决定。两端采用对讲机联络，做到基本同小张拉，达到设计吨位后，同时顶压锚固。
　　张拉完毕测伸长值，与理论计算值相比，伸长值与理论值误差应在－5～＋10%之间。张拉过程中，必须详细作好记录，并整理纳入技术资料档案。
(5)张拉人员配备：司机2人，记录2人，施顶4人，技术负责2人。
第十节 钢结构工程
5.10.1 钢结构焊接施工
焊接施工一般要求
（一）、适用范围、
本章焊接施工适用于手工电弧焊、气体保护半自动焊、自保护半自动焊、埋弧半自动焊和埋弧自动焊。
施焊前焊工应复查组装质量和焊接区域的清理情况，如不符合技术要求，应修整合格后方能施焊。焊接完毕后应清除渣及金属飞溅物，设计有要求时，还应在焊缝附近打上钢印代号。
（二）、预热
在建筑钢结构的焊接施工中，必须根据钢种、板厚、接头的约束度和焊缝金属中含氢量等因素，来决定预热温度和方法等。
预热区域范围应为焊接坡口两侧各80-100mm(GBJ205-83要求)；预热时应尽可能使加热均匀一致。
普通碳素结构钢厚度大于34 mm和低合金结构厚度大于或等于30 mm，工作地点温度不低于0℃时，应加温到100-150℃进行预热（GBJ205-83第3、4、5、条）。
钢材预热方法可选用火焰加热或电加热等。但对于钢材的屈服极限强度＞460N/mm2 的焊接区域进行预热时，宜选用电加热方法，原则上禁用火焰加热。
钢材预热温度的测定方法一般在钢材加热的反面距焊缝中心线50 mm处测定。
（三）、气温、天气及其他要求
气温低于0℃时，原则上应停止焊接工作。但如能将焊接坡口两侧加热到36℃以上时，仍允许进行焊接。
强风天，应在焊接区周围设置挡风屏，雨天或温度大的场合（相对湿度大于80%），应保证母材的焊接区不残留水份，否则应采用加热方法，把水份彻底清除后才能进行焊接。
当采用气体保护半自动焊时，若环境风速大于2m/sec，原则上应停止施焊，但如果采用适当的挡风措施或采用抗风式焊机，仍允许进行焊接。
（四）、背面清根
在电弧焊接过程中，当接头有全熔透要求时，对于V形、单边V形、X形、K形坡口的对接和T形接头的情况下，背面的第一层焊缝容易发生未焊透、夹渣和裂纹等缺陷。这类缺陷原则上要从背面彻底清除后再行焊接，这种作业叫做清根。特别在定位焊缝处更容易产生缺陷，必须注意背面清根工作。
背面清根常用的方法是碳弧气刨，这种方法以镀铜的碳棒作为电极，采用直流或交流电弧焊机作为电源发生电弧，由电弧把金属熔化，从碳刨夹具孔中喷出压缩空气，吹去熔渣而刨成槽子。
背面清根时应彻底清理出无缺陷的焊缝金属后方可施焊。背面清根开头的好坏对于以后的焊接影响很大，必须注意加强管理。
用碳弧气刨进行背面清根时，碳棒电极的保持角度，一般以45度为适当。在角度选择时，一般根据手把的结构和压缩空气的压力来选择。角度过大时，成槽的形状窄而深，熔化金属不易吹去，易残留在槽的底部；角度过小时，成槽形状浅，缺陷不易清除。
（五）、引弧与熄弧
严禁在焊缝区以外的母材上打火引弧。在坡口内引弧的局部面积应熔焊一次，不得留下弧坑。
对接和T形接头的焊缝，引弧和熄弧，应在焊件两端的引入板和引出板开始和终止。当采用包角焊时，注意不得在焊缝转角处引弧和熄弧。
引弧处不应产生熔合不良和夹渣，熄弧处和焊缝终端为了防止裂纹应充分填满坑口。
（六）、焊接姿势
平焊姿势
在平焊位置上进行焊接是焊接施工最理想的位置，采用平焊位置焊接时，熔滴靠自重过渡，操作技术容易掌握生产率高。因此，在焊接施工时应尽可能利用胎架或翻身工具使焊件处于平焊位置进行焊接。
船形焊接姿势
船形焊接不容易产生咬边、下垂等缺陷，操作方便，焊缝成形好。一般对角焊缝要求成凹形时，常采用船形焊接姿势施焊。
横向焊接姿势
横向焊接时，熔化金属由于重力作用容易下淌，而使上侧产生咬边，下侧产生焊瘤以及未焊透等缺陷。因此横向焊接时宜采用小直径焊条、适当的电流和短弧焊接，并配合适当的焊条角度和运条方法。
立焊姿势
立焊时，熔化金属由于重力作用容易下淌，而使焊缝成型困难，易产生焊瘤、咬边、夹渣及焊缝成型不良等缺陷。立焊时为了避免产生这些缺陷，以提高焊接质量，往往采用较细直径的焊条（4mm以下）和较小的电流（比平焊时小15%-20%），并采用短弧焊接，同时配合正确焊条角度及运条方法。
仰焊姿势
仰焊姿势焊接必须保持最短的弧长，宜选用不超过4 mm直径的焊条，焊拉接电流一般应比平焊时小些，比立焊时大些。在焊拉过程中，除了保持正确的焊条角度还应比较均匀地运条。间隙小的焊缝可采用直线型运条，间隙大时用往复直线运条方法。
（七）、焊接顺序和熔敷顺序
焊接顺序和熔敷顺序是关系到减少焊接变形的重要因素
在选择焊接顺序和熔敷顺序时应注意下述几点：
尽可能减少热量的输入，并必须以最小限度的线能量进行焊接；
不要把热量集中在一个部位，尽可能均等分散；
采用“先行焊接产生的变形由后续接抵消”的施工方法；
平行的焊缝尽可能地沿同一焊接方向同时进行焊接；
从结构的中心向外进行焊接；
从板的厚处向薄处焊接。
（八）、多层焊
多层焊焊接接头应连续施焊一次完成，每一层焊道焊完后及时清理，如发现有影响焊接质量的缺陷，必须清除后再焊。
对于重要结构处的多层焊必须采用多层多道焊，不允许摆宽道焊接。
多层焊过程中的层间温度若无特殊要求一般应与预热时的温度相同。
（九）、焊接结束后的处理
焊接结束后的焊缝及其两侧，必须彻底清除焊渣、飞溅和焊瘤等。
无特殊要求时，一般根据焊接接头的残余应力、组织状态、熔敷金属含氢量和力学性能等决定是否需要焊后热处理。
焊接结束后，如发现焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应申报焊接技术负责人查清原因生，订出修补措施，方可处理。
（十）、不合格焊缝的返修
施焊过程中产生的缺陷，应立即进行适当处理。
焊后检查出不合格的地方，应与技术主管部门协商解决，无特殊要求时按以下处理。
在有害缺陷的焊缝处，进行清理后再焊接。
焊缝中有裂纹时，将焊缝裂纹全长清除后再焊，若采用超声波等方法清楚地查出裂纹的界限，应从裂纹两端延长50mm加以清除后再焊。
由于焊接引起母材上出现裂纹时，原则上应更换母材，但当得到质量检验部门认可，也可进行局部修补处理。
凡不合格焊接修补后应重新进行检查。
低合金结构钢在同一处的返修不得超过两次。
焊接缺陷及对策
焊缝成形不良
不良的焊缝成形表现在焊喉不足、增高过大、焊脚尺寸不足或过大等，其产生原因是：（1）操作不熟练；（2）焊接电流过大或过小；（3）焊件坡口不正确等。
修补措施如下：
可以用车削、打磨、铲或碳弧气刨等方法清除多余的焊缝金属或部分母材不应有割痕或咬边。清除焊缝不合格部分时，不得过分损伤母材。
修补焊接前，应先将待焊接区域清理干净。
修补焊接时所用的焊条直径要略小，一般不宜大于直径4mm.
选择合适的焊接规范。
（二）、咬边
产生咬边的原因（1）电流太大；（2）电弧过长或运条角度不当；（3）焊接位置不当。
咬边处会造成应力集中，降低结构承受动荷的能力 和降低疲劳强度。为避免产生咬边缺陷，在施焊时应正确选择焊接电流和焊接速度，掌握正确的运条方法，采用合适的焊条角度和电弧长度。
（三）焊瘤
焊瘤是指在焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝以外未熔化的母材上所形成的金属瘤。焊瘤处常伴随产生未焊透或缩孔等缺陷。
产生焊溜的原因有：（1）焊条质量不好；（2）运条角度不当；（3）焊接位置及焊接规范不当。
焊瘤不但影响成型美观，而且容易引起应力集中，焊瘤处易夹渣、未熔合，导致裂纹的产生。防止的办法是尽可能使焊口处于平焊位置进行焊接，正确选择焊接规范，正确掌握运条方法。
对于焊瘤的修补一般是用打磨的方法将其打磨光顺。
（四）夹渣
夹渣是指残存在焊缝中的熔渣或其他非金属夹杂物。产生原因：（1）焊接材料质量不好，熔渣太稠；（2）焊件上或坡口内有锈蚀或其他杂质未清理干净；（3）各层熔渣在焊接过程中未彻底清除；（4）电流太小，焊速太快；（5）运条不当。
为防止夹渣，在焊前应选择合理的焊接规范及坡口尺寸，掌握正确操作工艺及使用工艺性能良好的焊条，坡口两侧要清理干净，多道多层焊时要注意彻底清除每道和每层的熔渣，特别是碱性焊条，清渣时应认真仔细。
修补时夹渣缺陷一般应用碳弧气刨将其有缺陷的焊缝金属除去，重新补焊。
（五）未焊透
未焊透是指焊缝与母材金属之间 或焊缝层间的局部未熔合。按其在焊缝中的位置，可分为：根部未焊透、坡口边缘未焊透和焊缝层间未焊透。
产生未焊透的原因：（1）焊接电流太小，焊接速度太快；（2）坡口角度太小，焊条角度不当；（3）焊条有偏心；（4）焊件上有锈蚀等未清理干净的杂质。
未焊透缺陷降低焊缝强度，易引起应力集中，导致裂纹和结构的破坏。防止措施是选择合理的焊接规范，正确选用坡口形式、尺寸、角度和间隙，采用适当的工艺和正确的操作方法。
超过标准的未焊透缺陷应消除，消除方法一般采用碳弧气刨刨去有缺陷的焊缝，用手工焊进行补焊。
（六）气孔
焊缝表面和内部存在按时完成似圆球形或洞形的空穴。
产生气孔的原因：（1）碱性焊条受潮；（2）酸性焊条的烘焙温度太高；（3）焊件不清洁；（4）电流过大；使焊条发红；（5）电弧太长；电弧保护失效；（6）极性不对；（7）气保护焊时，保护气体不纯；焊丝有锈蚀。
焊缝上产生气孔将减小焊缝有效工作截面，降低焊缝机械性能，破坏焊缝的致密性。连续气孔会导致焊接结构的破坏。防止措施是：焊前必须对焊缝坡口表面彻底清除水、油、锈等杂质；合理选择焊接规范和运条方法；焊接材料必须按工艺规定的要求烘焙；在风速大的环境中施焊应使用防风措施。
超过规定的气孔必须刨去后，重新补焊。
（七）裂纹
根据裂纹发生的时间大致可以将裂纹分成高温裂纹和低温裂纹两大类。
低温裂纹
根据裂纹是低温裂纹常见的一种形态，其产生原因如下：
主要是由于焊接金属含氢量较高所致氢的来源有多种途径，如焊条中的有机物，结晶水，焊接坡口和它的附近粘有水份、油污及来自空气中的水份等。
焊接拉头的约束力较大，例如厚板焊接时接头固定不牢、焊接顺序不当等均有可能产生较大的约束应力而导致裂纹的发生。
当母材碳当量较高，冷却速度较快，热影响区的硬化从而导致裂纹的发生。
对于根部裂纹的防止措施：
选用低氢或超低氢焊条或其他焊接材料。
对焊条或焊剂等进行必要的烘焙，使用时注意保管。
焊前，应将焊接坡口及其附近的水份、油污、铁锈等杂质清理干净。
选择正确的焊接顺序和焊接方向，一般长构件焊接时最好采用由中间向两端对称施焊的方法。
进行焊前预热及后热控制冷却速度，以防止热影响区硬化。
高温裂纹
焊道下梨状裂纹是常见的高温裂纹的一种，主要发生在埋弧焊或二氧化碳气体保护焊中，手工电弧焊则很少发生。焊道下梨状裂纹的产生原因主要是焊接条件不当，如电压过低、电流过高，在焊缝冷却收缩时使焊道的断面形状呈现梨形。
防止措施：
选择适当的焊接电压、焊接电流；焊道的成形一般控制在宽度与高度之比为1：1.4较适宜。
弧坑裂纹也是高温裂纹的一种，其产生原因主要是弧坑处的冷却速度过快，弧坑处的凹形未充分填满所致。防止措施是安装必要的引弧板和引出板，在焊接因故中断或在焊缝终端应注意填满弧坑。
焊接裂纹的修补措施如下：
通过超声波或磁粉探险伤检查出裂纹的部位和界限。
沿焊接裂纹界限各向焊缝两端延长50mm，将焊缝金属或部分母材用碳弧气刨等刨去。
（3）选择正确的焊接规范，焊接材料，以及采取预热、控制层间温度和后热等工艺措施进行补焊。

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