1、京沪高铁济南西站劲性钢梁柱典型部位焊接与控制施工技术摘要京沪高铁济南西站主站房钢结构约 2442 吨，地下通廊钢结构约 8350 吨，高架候车厅钢结构约 8572 吨，地铁一号线钢结构约 1598 吨，共计约 20963 吨。钢结构工程复杂，工程量大，劲性钢梁柱结构构件的形式多样，焊接难度高。通过对典型部位的焊接与控制采取合理施工方案及技术措施，达到了预期的效果。 关键词济南西站钢结构；劲性钢梁柱；典型部位焊接 中图分类号 :TU391 文献标识码 : 京沪高铁济南西站劲性钢梁柱典型部位 焊接与控制施工技术 NAMELiJianguo (CHINA RAILWAY 12TH BUREAU GR
2、OUP CO.,LTD.，Taiyuan，shanxi，030024，China) Abstract. Keywords 济南西站位于济南城区的西部，是京沪高速铁路五个始发站点之一。主站房平面投影为矩形，南北方向（平行于轨道方向）长约 382 米，东西方向（垂直于轨道方向）宽约 55.8 米，中央段站房最大标高为+44 米。本工程钢结构主要分为两部分：第一部分主站房钢结构主要包括屋盖和局部夹层；第二部分钢结构主要包括高架候车厅、地下通廊、无站台柱雨棚及商业平台等，钢结构示意图见图 1，本文重点介绍第二部分钢结构的施工。 本工程钢结构施工可分为先后两个阶段。一阶段以+5.2 米站台层以下劲型钢柱
3、、钢梁的安装为主，以-3.5 米地下室底板为安装作业面；二阶段以站台层以上的劲型钢柱、钢梁安装为主，以站台层为安装作业面。图 1 济南西站钢结构示意图 自地铁一号线基坑起（-14.91 米标高）到候车室（+17.5 米标高） ，设计采用劲性钢管柱，劲性 H 型钢梁。建筑剖面见图 2。 图 2 剖面图 钢管柱截面从 200045 到 110035 不等，计 54 根。钢梁最大跨度达 24m，局部板厚达 70mm，材质为 Q345B。构件规格见表 1。 表 1 钢梁、柱构件规格 劲性钢梁柱典型部位焊接主要有柱子焊接、钢梁焊接、梁与柱牛腿焊接和错边、大间隙焊接等。 1 柱子焊接 本工程钢柱采用工厂分
4、段加工，现场对接焊接。坡口形式见图 3。 图 3 分段处柱子现场对接焊缝坡口形式 焊接位置 焊接位置为横焊。 焊接方法 采用半自动 CO2 气体保护焊（GMAW）或手工电弧焊(SMAW)。 预热 对于板厚大于 36mm 的 Q345GJ-C 或 Q345C 钢板焊接前要进行预热。其中，板厚小于等于 50mm 的钢板焊接时采用火焰预热；板厚大于 50mm的钢板焊接时采用电加热片伴随预热。预热温度为 120150，层间温度 120200，预热范围为坡口两侧三倍板厚范围内，且不小于100mm，焊后缓冷。 焊接顺序 每个接口由 2 名焊工同时对称施焊，采用多层多道焊，且实行包角焊。接用材料、焊接工艺参
5、数见下表 2 和表 3。 表 2 柱脚焊接用材料 2 钢梁的焊接 钢梁的规格及材质钢梁的材质为 Q345GJC，截面H16503550mm500700mm，板厚 3570mm。坡口形式，见图 4。 图 4 坡口形式 2.1 焊接位置 焊接位置为平焊、立焊、平角焊、仰角焊。 2.2 焊接方法 采用半自动气体保护焊（GMAW）或手工电弧焊(SMAW)。 2.3 预热 对于板厚大于 36mm 的 Q345GJ-C 钢板焊接时要进行预热。其中，板厚小于等于 40mm 的钢板焊接时采用火焰预热；板厚大于 40mm 的钢板焊接时采用电加热片伴随预热。预热温度为 120150，层间温度120200，预热范围
6、为坡口两侧三倍板厚范围内，且不小于 100mm，焊后缓冷。对于板厚大于 50mm 的构件，焊后必须后热处理。 2.4 焊接顺序 每个接口由 2 名焊工同时对称施焊，采用多层多道焊，先焊 T 型接口，再双人同时对称焊接上下翼缘板，最后焊接腹板。焊接顺序见图 5。 图 5 型钢梁焊接顺序图 梁与柱牛腿焊接 本项目柱上带牛腿，主梁与柱牛腿对接焊，次梁与主梁上牛腿对接焊。主梁与柱牛腿对接，次梁与主梁牛腿对接均为等强焊接。坡口形式，见图 6。 图 6 坡口形式 焊接位置 焊接位置为平焊、立焊。 焊接方法 采用 CO2 气体保护焊和手工电弧焊。 预热 对于板厚大于 36mm 的 Q345GJC 或 Q34
7、5C 钢板焊接时要进行预热。其中，板厚小于等于 50mm 的钢板焊接时采用火焰预热；板厚大于 50mm 的钢板焊接时采用电加热片伴随预热。预热温度为 120150，层间温度120200，预热范围为坡口两侧三倍板厚范围内，且不小于 100mm，焊后缓冷。 焊接顺序 上翼缘板平焊下翼缘平焊腹板立向上焊。 主梁与柱牛腿、次梁与主梁牛腿安装焊缝为 Q345C 与 Q345C 间的对接焊缝。焊接用材料、焊接工艺参数见下表 4 和表 5。 表 4 主梁与柱牛腿、次梁与主梁牛腿焊接用材料 表 5 接工艺参数（如右图） 4 错边、大间隙焊接 济南西客站钢结构施工过程中，由于加工、安装偏差以及钢材热胀冷缩等原因
8、，出现了部分钢梁对接接口错边、间隙超规范的情况。为保证此类特殊焊接条件下的焊接质量，确保 100% 的满足设计力学性能要求，特制订以下专项处理措施。 如安装工或焊工发现焊缝错口过大或错边较小时（13mm） ，先沿低方向焊接 2030mm， 再用角向磨光机对补焊部分进行打磨。若错口较大，则采取打磨与焊接修补方法对错边进行处理。在焊缝表面层完成后立即进行焊缝补焊，补焊是在错口低方向的焊缝区和热影响区进行。错边焊接见图 7。当焊缝温度与室温一样时， 在对错口高的位置进行打磨，保证焊口表面平滑过度，外观良好。 图 7 错边焊接 如安装工或焊工发现焊缝间隙过大，则焊前按常规焊接进行坡口清理和打磨。若间隙
9、超标，需重新设置焊接衬板，衬板选用 68mm 同母材材质钢板。且衬板与焊缝母材固定牢固。构件组对固定完毕后，对于宽间隙焊缝，先在各施焊位置上一侧堆焊至标准坡口+8mm，冷却到 150后再进行焊接。堆焊顺序见图 8。 图 8 大间隙焊接堆焊顺序 正式焊接前，对堆焊面按常规接坡口面的要求进行清理和打磨。堆焊时采用小热输入量焊接，每层厚度 45mm，除立焊外不准摆动电弧， 立焊位置电弧摆动不得超过 15mm,焊接过程严格执行多层多道焊，层层清渣工艺， 避免堆焊缺陷产生。 5 小结 圆形钢柱对接、工字型钢梁对接、梁与柱牛腿对接等的焊接，因构件截面巨大需实施相应的特殊焊接措施。严格的管理措施和标准化的焊
10、接施工，详细而严格的检查和返修，保证了整体工程焊接的高质量，圆满完成了该项施工任务。 参考文献 1郭彦林,崔晓强.大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题及探讨.工业建筑,2004，(12). 2王爱勋. 武汉国际会展中心工程关键施工技术研究与应用博士学位论文. 武汉理工大学,2006. 3张良锋,杨公升,曹军,韦生,许威.镍矿冶炼厂模块水平片预制的焊接变形控制A.2009 全国钢结构学术年会论文集C,2009. 4周承波,刘志民.钢结构焊接变形的火焰矫正施工方法J.内蒙古科技与经济,2009，(02) 附：作者简介 表 2 作者简介 序号 作者姓名 性别 学历 职称 现任职务 联系方式 专业技术领域或研究方向 1 李 建 国 男 毕业学校： 石家庄铁道学院 毕业时间：1993.07 所学专业：工业与民用建筑 高级 工程师 中铁十二局集团房地产开发有限公司副总经理
