鋼結(jié)構(gòu)的施工及防腐蝕
1. 鋼結(jié)構(gòu)制作依據(jù) （按工序分類）
（1） 主體材料標(biāo)準(zhǔn)
《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB700-88）
《低合金結(jié)構(gòu)鋼》（GB1591-88）
（2） 輔助材料標(biāo)準(zhǔn)
《碳素焊條》（GB5117-85）
《低合金鋼焊條》（GB5118-85）
《焊接用鋼絲》（GB1300-77）
《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓型式與尺寸》（GB1228-84）
《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺母型式與尺寸》（GB1229-84）
《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術(shù)條件》（GB1231-84）
《鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強(qiáng)度螺栓連接件型式與尺寸》（GB3632-83）
《鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強(qiáng)度螺栓連接件技術(shù)條件》（GB3633-83）
�。�3） 加工標(biāo)準(zhǔn)
除焊接外，國(guó)內(nèi)尚無(wú)鋼結(jié)構(gòu)的加工的專門具體標(biāo)準(zhǔn)，一般可參照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》中的有關(guān)條文。
（4） 焊接標(biāo)準(zhǔn)
《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程》（JGJ81-91）
�。�5） 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
《鋼熔化焊對(duì)接接頭射線照相和質(zhì)量分級(jí)》（GB3323）
《鋼制壓力容器對(duì)接焊縫超聲波探傷》（JB1152）
2. 鋼結(jié)構(gòu)制作依據(jù)（按工程分類的標(biāo)準(zhǔn)）
（1） 輕鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)
《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS102：98）
《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（GBJ18-87）
�。�2） 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)
《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》（JGJ7-91）
�。�3） 塔桅結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)
《塔桅鋼結(jié)構(gòu)施工及驗(yàn)收規(guī)程》（CECS80：96）
3. 鋼結(jié)構(gòu)加工制作流程
�。�1） 鋼材力學(xué)指標(biāo)：結(jié)構(gòu)用鋼的力學(xué)指標(biāo)包括屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、延伸率、低溫沖擊韌性。這些指標(biāo)應(yīng)
符合《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，但其中低溫沖擊韌性僅在結(jié)構(gòu)可能處于低溫環(huán)境下工作時(shí)才要檢驗(yàn)。鋼
材力學(xué)指標(biāo)的測(cè)定須符合《鋼材力學(xué)及工藝性能試驗(yàn)取樣規(guī)定》（GB2975-82）
�。�2） 鋼材化學(xué)成分：與鋼材的可加工性、韌性、耐久性等有關(guān)。其中主要是碳的含量，合金元素的含量
及硫、磷等雜質(zhì)元素的限制含量應(yīng)符合規(guī)范（GB222-84）要求。
�。�3） 工藝性能：工藝性能主要包括可焊性和加工性能�？珊感耘c含碳量或碳當(dāng)量（低合金鋼）有關(guān)，可用可焊性試驗(yàn)鑒定。加工性能則通過(guò)冷彎試驗(yàn)來(lái)確定。按（GB232-88）為標(biāo)準(zhǔn)。
�。�4） 幾何尺寸偏差：鋼材（鋼板、型鋼、圓鋼、鋼管）的外形尺寸與理論尺寸的偏差必須在允許范圍內(nèi)允許偏差值可參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB709-88、GB706-88、GB787-88、GB978-88，GB707-88、GB816-87等。
�。�5） 鋼材外形缺陷：鋼材表面不得有氣泡、結(jié)疤、拉裂、裂紋、褶皺、夾雜和壓入的氧化鐵皮。這些缺陷必須清除，清除后該處的凹陷深度不得大于鋼材厚度負(fù)偏差值。另外，當(dāng)鋼材表面有銹蝕、麻點(diǎn)或劃痕等缺陷時(shí)，其深度不得大于該鋼材厚度負(fù)偏差值的1/2.
�。�6） 機(jī)械切割：使用機(jī)械力（剪切、鋸割、磨削）切割，相應(yīng)的機(jī)械有剪板機(jī)、鋸床、砂輪機(jī)等，較適合于厚度在12～16mm以下鋼板或型材的直線性切割。
�。�7） 氣割：使用氧-乙炔、丙烷、液化石油氣等火焰加熱融化金屬，并用壓縮空氣吹去融蝕的金屬液，從而使金屬割離，適合于曲線切割和多頭切割。
�。�8） 等離子切割：利用等離子弧線流實(shí)現(xiàn)切割，適用于不銹鋼等高熔點(diǎn)材料的切割。
（9） 熱成形加工：是指將鋼材加熱到一定溫度后再進(jìn)行加工。這種方法適于成形、彎曲和矯正在常溫下不能做的工件。熱加工終止溫度不得低于700℃。加熱溫度在200～300℃時(shí)鋼材產(chǎn)生藍(lán)脆，嚴(yán)禁錘打和彎曲。含碳量超出低碳鋼范圍的鋼材一般不能進(jìn)行熱加工。
�。�10）冷成形加工：是在常溫下進(jìn)行的。由于外力超出材料的屈服強(qiáng)度而使材料產(chǎn)生要求的永久變形，或由于外力超出了材料的極限強(qiáng)度而使材料的某些部分按要求與材料脫離。冷加工都有使材料變硬變脆的趨勢(shì)，因而可通過(guò)熱處理使鋼材恢復(fù)正常狀態(tài)或刨削掉硬化較嚴(yán)重的邊緣部分。環(huán)境溫度低于-16℃時(shí)不得冷加工碳素鋼。低于-12℃時(shí)，不得加工低合金鋼。
�。�11）彎曲加工：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，利用加工設(shè)備和一定的工裝模具把板材或型鋼彎制成一定形狀的工藝方法。冷彎適合于薄板、小型鋼；熱彎適合于較厚的板及較復(fù)雜的構(gòu)件、型鋼，熱彎溫度在950～1100℃。
�。�12）卷板加工：在外力作用下使平鋼板的外層纖維伸長(zhǎng)，內(nèi)層纖維縮短而產(chǎn)生彎曲變形的方法。卷板由卷板機(jī)完成。根據(jù)材料溫度的不同，又分為冷卷和熱卷。卷板主要用于焊接圓管柱、管道、氣包等。
�。�13）折邊：把鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的邊緣壓彎成一定角度或一定形狀的工藝過(guò)程稱為折邊。折邊一般用于薄板構(gòu)件。折邊常用折邊機(jī)，配合適當(dāng)?shù)哪＞哌M(jìn)行。
（14）模壓：模壓是在壓力設(shè)備上利用模具使鋼材成型的一種方法。具體作法有落料成形、沖切成形、壓彎、卷圓、拉伸、壓延等。
�。�15） 鏟邊：鏟邊是通過(guò)對(duì)鏟頭的錘擊作用而鏟除金屬的邊緣多余部分而形成坡口。鏟邊有手工和風(fēng)動(dòng)之分，風(fēng)動(dòng)用風(fēng)鏟。鏟邊的精度較低，一般用于要求不高、少量坡口的加工。
�。�16） 刨邊：刨邊時(shí)工件被壓緊，刨刀沿所加工邊緣作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，刨出坡口。刨邊可刨直邊或斜邊。
�。�17） 銑邊：銑邊與刨邊類似，只是刨邊機(jī)走刀箱的刀架和刨刀用盤形銑刀代替，即銑刀在沿邊緣作直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，加工工效較高。
（18） 碳弧氣刨：將碳棒作電極，與被刨削的金屬間產(chǎn)生電弧將金屬加熱到融化狀態(tài)，然后用壓縮空氣把融化的金屬吹掉。工效較高。
（19） 地樣法：在裝配平臺(tái)上按1：1放構(gòu)件實(shí)樣，然后根據(jù)零件在實(shí)樣上的位置，分別組裝起來(lái)成為構(gòu)件。
�。�20） 仿型復(fù)制法：先用地樣法組裝成單面結(jié)構(gòu)，并加定位焊，然后翻身作為復(fù)制胎膜，在其上面裝配另一單面結(jié)構(gòu)。適用于橫斷面互為對(duì)稱的桁架結(jié)構(gòu)。
�。�21） 立裝：根據(jù)構(gòu)件的特點(diǎn)及其零件的穩(wěn)定位置，選擇自上而下或自下而上的裝配，適于放置平穩(wěn)、高度不大的結(jié)構(gòu)。
�。�22） 臥裝：構(gòu)件放置平臥位置裝配。用于斷面不大但長(zhǎng)度較大的細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件。
�。�23） 胎膜裝配法：把構(gòu)件的零件用胎膜定位在其裝配位置上組裝。用于制造構(gòu)件批量大精度高的產(chǎn)品。
�。�24） 電弧焊：利用焊條與工件間產(chǎn)生的電弧熱將金屬熔合的過(guò)程稱為電弧焊。電弧焊有手工焊、自動(dòng)焊、半自動(dòng)焊和氣體保護(hù)焊之分。
�。�25） 電阻焊：以電流通過(guò)接觸的兩個(gè)焊件，在接觸處電阻最大，電流通過(guò)產(chǎn)生高溫，使材料呈半熔化狀態(tài)，在加壓力而熔合起來(lái)。一般用于對(duì)焊圓鋼或點(diǎn)焊鋼板。
�。�26） 電渣焊：借電流通過(guò)熔渣所產(chǎn)生的電阻熱來(lái)熔化金屬進(jìn)行焊接。如用于箱形柱與梁剛接時(shí)柱內(nèi)連接梁上下翼緣處加勁板的熔透焊。
�。�27） 手工焊：全部用人工操作的電弧焊，工效低，質(zhì)量靠自己，穩(wěn)定性差，但靈活，適于較短而復(fù)雜的焊縫或工地焊。
�。�28） 埋弧自動(dòng)焊：焊接時(shí)電弧埋在粉狀焊劑下面，由機(jī)械自動(dòng)撒焊劑并送出移動(dòng)焊絲。適用于較長(zhǎng)焊縫。焊縫質(zhì)量好，效率高。
�。�29） 氣體保護(hù)焊：用CO2或氬氣等保護(hù)電弧焊熔化的金屬，其焊絲和氣體的送出均為自動(dòng)，僅需手工移動(dòng)焊槍。屬半自動(dòng)焊，焊接質(zhì)量好，效率高。
�。�30） 拋丸：拋丸將粒徑為0.8～2.0mm的鋼丸經(jīng)拋射機(jī)葉輪中心吸入，在葉輪尖定向高速拋出，射向需要作防銹處理的鋼結(jié)構(gòu)表面，達(dá)到機(jī)械除銹的目的.這種方法除銹效率高，費(fèi)用低，污染少。
4. 鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕措施
�。�1） 耐候鋼：耐腐蝕性能優(yōu)于一般結(jié)構(gòu)用鋼的鋼材稱為耐候鋼，一般含有磷、銅、鎳、鉻、鈦等金屬，使金屬表面形成保護(hù)層，以提高耐腐蝕性。其低溫沖擊韌性也比一般的結(jié)構(gòu)用鋼好。標(biāo)準(zhǔn)為《焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼》（GB4172-84）。
�。�2） 熱浸鋅：熱浸鋅是將除銹后的鋼構(gòu)件浸入600℃左右高溫融化的鋅液中，使鋼構(gòu)件表面附著鋅層，鋅層厚度對(duì)5mm以下薄板不得小于65μm，對(duì)厚板不小于86μm.從而起到防腐蝕的目的。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是耐久年限長(zhǎng)，生產(chǎn)工業(yè)化程度高，質(zhì)量穩(wěn)定。因而被大量用于受大氣腐蝕較嚴(yán)重且不易維修的室外鋼結(jié)構(gòu)中。如大量輸電塔、通訊塔等。近年來(lái)大量出現(xiàn)的輕鋼結(jié)構(gòu)體系中的壓型鋼板等。也較多采用熱浸鋅防腐蝕。熱浸鋅的首道工序是酸洗除銹，然后是清洗。這兩道工序不徹底均會(huì)給防腐蝕留下隱患。所以必須處理徹底。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者，應(yīng)該避免設(shè)計(jì)出具有相貼合面的構(gòu)件，以免貼合面的縫隙中酸洗不徹底或酸液洗不凈。造成鍍鋅表面流黃水的現(xiàn)象。熱浸鋅是在高溫下進(jìn)行的。對(duì)于管形構(gòu)件應(yīng)該讓其兩端開(kāi)敞�！ ∪魞啥朔忾]會(huì)造成管內(nèi)空氣膨脹而使封頭板爆裂，從而造成安全事故。若一端封閉則鋅液流通不暢，易在管內(nèi)積存。
（3） 熱噴鋁（鋅）復(fù)合涂層：這是一種與熱浸鋅防腐蝕效果相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)效防腐蝕方法。具體做法是先對(duì)鋼構(gòu)件表面作噴砂除銹，使其表面露出金屬光澤并打毛。再用乙炔-氧焰將不斷送出的鋁（鋅）絲融化，并用壓縮空氣吹附到鋼構(gòu)件表面，以形成蜂窩狀的鋁（鋅）噴涂層（厚度約80μm~100μm）。最后用環(huán)氧樹(shù)脂或氯丁橡膠漆等涂料填充毛細(xì)孔，以形成復(fù)合涂層。此法無(wú)法在管狀構(gòu)件的內(nèi)壁施工，因而管狀構(gòu)件兩端必須做氣密性封閉，以使內(nèi)壁不會(huì)腐蝕。這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)構(gòu)件尺寸適應(yīng)性強(qiáng)，構(gòu)件形狀尺寸幾乎不受限制。大到如葛洲壩的船閘也是用這種方法施工的。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)則是這種工藝的熱影響是局部的，受約束的，因而不會(huì)產(chǎn)生熱變形。與熱浸鋅相比，這種方法的工業(yè)化程度較低，噴砂噴鋁（鋅）的勞動(dòng)強(qiáng)度大，質(zhì)量也易受操作者的情緒變化影響。
�。�4） 涂層法：涂層法防腐蝕性一般不如長(zhǎng)效防腐蝕方法（但目前氟碳涂料防腐蝕年限甚至可達(dá)50年）。所以用于室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)或相對(duì)易于維護(hù)的室外鋼結(jié)構(gòu)較多。它一次成本低，但用于戶外時(shí)維護(hù)成本較高。涂層法的施工的第一步是除銹。優(yōu)質(zhì)的涂層依賴于徹底的除銹。所以要求高的涂層一般多用噴砂噴丸除銹，露出金屬的光澤，除去所有的銹跡和油污�，F(xiàn)場(chǎng)施工的涂層可用手工除銹。涂層的選擇要考慮周圍的環(huán)境。不同的涂層對(duì)不同的腐蝕條件有不同的耐受性。涂層一般有底漆（層）和面漆（層）之分。底漆含粉料受大氣腐蝕，并能抗風(fēng)化。不同的涂料之間有相容與否的問(wèn)題，前后選用不同涂料時(shí)要注意它們的相容性。涂層的施工要有適當(dāng)?shù)臏囟龋?~38℃之間）和濕度（相對(duì)濕度不大于85%）。涂層的施工環(huán)境粉塵要少，構(gòu)件表面不能有結(jié)露。涂裝后4小時(shí)之內(nèi)不得淋雨。涂層一般做4~5遍。干漆膜總厚度室外工程為150μm，室內(nèi)工程為125μm，允許偏差為25μm.在海邊或海上或是在有強(qiáng)烈腐蝕性的大氣中，干漆膜總厚度可加厚為200~220μm.
（5） 陰極保護(hù)法：在鋼結(jié)構(gòu)表面附加較活潑的金屬取代鋼材的腐蝕。常用于水下或地下結(jié)構(gòu)。
5. 鋼結(jié)構(gòu)的安裝要點(diǎn)
（1） 摩擦系數(shù)： ，其中F為抗滑移試驗(yàn)所測(cè)得的使試件產(chǎn)生初始滑移的力，nf為摩擦面數(shù)， 為與F對(duì)應(yīng)的高強(qiáng)螺栓擰緊預(yù)拉力實(shí)測(cè)值之和。
�。�2） 扭矩系數(shù)： ，其中d為高強(qiáng)螺栓公稱直徑（mm），M為施加扭矩值（N﹒M ），P為螺栓預(yù)緊力。10.9級(jí)高強(qiáng)度大六角螺栓連接必須保證扭矩系數(shù)K的平均值為0.110～.150.其標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)小于等于0.010.
（3） 初擰扭矩：為了縮小螺栓緊固過(guò)程中鋼板變形的影響，可用二次擰緊來(lái)減小先后擰緊螺栓之間的相互影響。高強(qiáng)螺栓第一次擰為初擰，使其軸力宜達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)軸力的60%～80%.
�。�4） 終擰扭矩：高強(qiáng)螺栓最后緊固用的扭矩為終擰扭矩。考慮各種預(yù)應(yīng)力的損失，終擰扭矩一般比按設(shè)計(jì)預(yù)拉力作理論計(jì)算的扭矩值大5%～10%.
6. 鋼結(jié)構(gòu)的驗(yàn)收
（1） 保證項(xiàng)目：保證項(xiàng)目是保證工程安全或使用功能的重要檢查項(xiàng)目。無(wú)論質(zhì)量等級(jí)評(píng)定合格或優(yōu)良，均必須全部滿足規(guī)定指標(biāo)要求。對(duì)于不同的分項(xiàng)工程GB5021-95明確規(guī)定了保證項(xiàng)目?jī)?nèi)容，保證項(xiàng)目只要求滿足，無(wú)優(yōu)良、合格之分。
�。�2） 基本項(xiàng)目：基本項(xiàng)目是保證工程安全或使用功能的基本檢驗(yàn)項(xiàng)目，其指標(biāo)分“合格”和“優(yōu)良”兩級(jí)，是評(píng)定分項(xiàng)工程質(zhì)量等級(jí)的條件之一。
（3） 允許偏差項(xiàng)目：允許偏差項(xiàng)目是分項(xiàng)工程實(shí)測(cè)檢驗(yàn)中規(guī)定有允許偏差范圍的項(xiàng)目。檢驗(yàn)評(píng)定時(shí)允許有少量抽檢點(diǎn)的測(cè)量值略超過(guò)允許偏差范圍。
（4） 觀感質(zhì)量評(píng)分：觀感質(zhì)量由三人以上共同檢驗(yàn)評(píng)定。鋼結(jié)構(gòu)加工和安裝的檢驗(yàn)項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn)。觀感質(zhì)量評(píng)定時(shí)對(duì)每個(gè)項(xiàng)目抽10個(gè)點(diǎn)進(jìn)行評(píng)定，按合格率評(píng)級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)觀感質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)表。
