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鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量檢測(cè)方法探討 摘要：工程檢測(cè)的重點(diǎn)在于安裝、拼接過(guò)程中產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題。鋼結(jié)構(gòu)工程中主要的檢測(cè)內(nèi)容有：構(gòu)件尺寸及平整度的檢測(cè)、構(gòu)件表面缺陷的檢測(cè)、連接(焊接、螺栓連接)的檢測(cè)、鋼材銹蝕檢測(cè)、防火涂層厚度檢測(cè)。本文就這些檢測(cè)內(nèi)容探討了檢測(cè)的方法跟施工中存在的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)； 施工質(zhì)量； 檢測(cè)方法； 問(wèn)題
鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量檢測(cè)工作在整個(gè)工程建設(shè)中控制工程質(zhì)量處于重要的地位，鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的具體結(jié)果也是判定整個(gè)工程質(zhì)量是否合格的重要依據(jù)。所以檢測(cè)工作的質(zhì)量好壞，必將對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目的質(zhì)量控制產(chǎn)生直接影響。而且鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)在我國(guó)屬于朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，應(yīng)用前景廣闊，因此對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量檢測(cè)意義重大，加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)工程檢測(cè)工作的重要性也是不言而喻的。
一、鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題
近年來(lái)，鋼結(jié)構(gòu)材料因其環(huán)保、抗震等自身優(yōu)點(diǎn)，在高層樓房、工業(yè)廠(chǎng)房、橋梁等現(xiàn)代建筑中得到了廣泛應(yīng)用。但在大量的工程建設(shè)過(guò)程中，鋼結(jié)構(gòu)工程也暴露出了很多質(zhì)量問(wèn)題。鋼結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題有以下幾種：
1、構(gòu)件的制作問(wèn)題
門(mén)式鋼架所用的板件非常薄，在日常應(yīng)用中，最薄可達(dá)4毫米。多薄板的下料切割方式應(yīng)當(dāng)首選剪切方式，而盡量避免火焰切割。這是因?yàn)橛没鹧媲懈顣?huì)使得板邊產(chǎn)生很大的波浪狀的變形。目前，h型鋼材料的焊接方式大多數(shù)廠(chǎng)家均采用的是埋弧自動(dòng)焊或半自動(dòng)焊。倘若在切割時(shí)未能把握好手法，很容易發(fā)生焊接變形，使構(gòu)件彎曲或扭曲。
2、柱腳安裝問(wèn)題
2.1預(yù)埋件問(wèn)題
整體或局部偏移，標(biāo)高有錯(cuò)誤，絲扣沒(méi)有采取保護(hù)措施。這將直接造成鋼柱底板螺栓的不對(duì)位，絲扣長(zhǎng)度不夠。
2.2.錨栓不垂直問(wèn)題
框架柱腳的底板水平度差，造成苗栓不垂直，使得基礎(chǔ)施工后預(yù)埋錨栓水平誤差偏大。
2.3錨栓連接問(wèn)題
柱腳錨栓沒(méi)有擰緊，墊板沒(méi)有與底板焊接，部分位置沒(méi)有露出2-3個(gè)絲扣的錨栓。
3、連接問(wèn)題
3.1螺栓裝備不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，使得螺栓不好安裝或?qū)е侣菟ò惭b不夠緊固。
3.2螺栓絲扣有損傷，螺桿不能順利旋入螺母，阻礙了螺栓的裝配。
3.3現(xiàn)場(chǎng)的焊接問(wèn)題，質(zhì)量不能保證，設(shè)計(jì)所要求全焊透的一、二級(jí)焊縫沒(méi)有采用超聲波探傷，樓面主梁與柱沒(méi)有實(shí)施焊接，沒(méi)有采用引弧板施焊等等問(wèn)題造成鋼結(jié)構(gòu)施工問(wèn)題。
4、構(gòu)件的變形問(wèn)題
4.1構(gòu)件在運(yùn)輸時(shí)發(fā)生變形，出現(xiàn)死彎或緩彎，造成構(gòu)件無(wú)法進(jìn)行安裝。在構(gòu)件制作過(guò)程中由于焊接產(chǎn)生的變形，構(gòu)件一般呈現(xiàn)緩彎。在構(gòu)件待運(yùn)時(shí)，支墊點(diǎn)的不合理，如上下墊木不垂直或堆放構(gòu)建的場(chǎng)地發(fā)生沉陷等原因，使構(gòu)件產(chǎn)生了死彎或者緩變形。構(gòu)件運(yùn)輸過(guò)程中因碰撞而產(chǎn)生了變形，一般呈現(xiàn)死彎等。這些原因造成的構(gòu)建變形問(wèn)題，使得鋼結(jié)構(gòu)材料在施工過(guò)程中無(wú)法正常使用，帶來(lái)了施工的不便。
4.2鋼梁構(gòu)件在拼裝之后全長(zhǎng)扭曲程度超過(guò)允許值，造成鋼梁的安裝質(zhì)量無(wú)法保證。拼接工藝的不合理以及拼裝節(jié)點(diǎn)尺寸不符合設(shè)計(jì)要求等原因，造成了鋼梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件的不合格，在鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中無(wú)法進(jìn)行建筑實(shí)施，質(zhì)量更是無(wú)法保證。
4.3構(gòu)件起拱，其程度數(shù)值大于或小于設(shè)計(jì)的數(shù)值。當(dāng)構(gòu)件起拱數(shù)值小時(shí)，安裝后梁下
撓，當(dāng)起拱數(shù)值大時(shí)，容易造成構(gòu)件標(biāo)高超標(biāo)。這種現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因是，構(gòu)件的尺寸不符合設(shè)計(jì)要求。
二、鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量檢測(cè)方法
鋼結(jié)構(gòu)工程檢測(cè)的重點(diǎn)在于安裝、拼接過(guò)程中產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題。下面就一些鋼結(jié)構(gòu)工程中主要的檢測(cè)內(nèi)容進(jìn)行分析闡述：
1、構(gòu)件尺寸及平整度的檢測(cè)
每個(gè)尺寸在構(gòu)件的3個(gè)部位量測(cè)，取3處的平均值作為該尺寸的代表值。鋼構(gòu)件的尺寸偏差應(yīng)以設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的尺寸為基準(zhǔn)計(jì)算尺寸偏差；偏差的允許值應(yīng)符合其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。梁和桁架構(gòu)件的變形有平面內(nèi)的垂直變形和平面外的側(cè)向變形，因此要檢測(cè)兩個(gè)方向的平直度。柱的變形主要有柱身傾斜與撓曲。
檢查時(shí)可先目測(cè)，發(fā)現(xiàn)有異常情況或疑點(diǎn)時(shí),對(duì)梁 、桁架可在構(gòu)件支點(diǎn)間拉緊一根鐵絲或細(xì)線(xiàn)，然后測(cè)量各點(diǎn)的垂度與偏差；對(duì)柱的傾斜可用經(jīng)緯儀或鉛垂測(cè)量。柱撓曲可在構(gòu)件支點(diǎn)間拉緊一根鐵絲或細(xì)線(xiàn)測(cè)量。
2、鋼材銹蝕的檢測(cè)
鋼結(jié)構(gòu)在潮濕、存水和酸堿鹽腐蝕性環(huán)境中容易生銹，銹蝕導(dǎo)致鋼材截面削弱，承載力下降。鋼材的銹蝕程度可由其截面厚度的變化來(lái)反應(yīng)。檢測(cè)鋼材厚度（必須先除銹)）的儀器有超聲波測(cè)厚儀（聲速設(shè)定、耦合劑）和游標(biāo)卡尺。
超聲波測(cè)厚儀采用脈沖反射波法。超聲波從一種均勻介質(zhì)向另一種介質(zhì)傳播時(shí)，在界面會(huì)發(fā)生反射，測(cè)厚儀可測(cè)出探頭自發(fā)出超聲波至收到界面反射回波的時(shí)間。超聲波在各種鋼材中的傳播速度已知，或通過(guò)實(shí)測(cè)確定，由波速和傳播時(shí)間測(cè)算出鋼材的厚度，對(duì)于數(shù)字超聲波測(cè)厚儀，厚度值會(huì)直接顯示在顯示屏上。
3、構(gòu)件表面缺陷的檢測(cè)-磁粉探傷
3、1磁粉探傷的基本原理：當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在缺陷時(shí)，如裂紋、夾雜、氣孔等非鐵磁性物質(zhì)，其磁阻非常大，磁導(dǎo)率低，必將引起磁力線(xiàn)的分布發(fā)生變化。缺陷處的磁力線(xiàn)不能通過(guò)，將產(chǎn)生一定程度的彎曲。當(dāng)缺陷位于或接近鋼結(jié)構(gòu)表面時(shí)，會(huì)穿過(guò)鋼結(jié)構(gòu)表面漏到空氣中形成一個(gè)微細(xì)的漏磁場(chǎng)。
3、2漏磁場(chǎng)的強(qiáng)度主要取決磁化場(chǎng)的強(qiáng)度和缺陷對(duì)于磁化場(chǎng)垂直截面的影響程度。利用磁粉就可以將漏磁場(chǎng)給予顯示或測(cè)量出來(lái)，從而分析判斷出缺陷的存在與否及其位置和大小。
將鐵磁性材料的粉未撒在工件上，在有漏磁場(chǎng)的位置磁粉就被吸附，從而形成顯示缺陷形狀的磁痕，能比較直觀(guān)地檢出缺陷。這種方法是應(yīng)用最早、最廣的一種無(wú)損檢測(cè)方法。 磁粉一般用工業(yè)純鐵或氧化鐵制作，通常用四氧化三鐵(Fe3O4)制成細(xì)微顆粒的粉末作為磁粉。磁粉可分為熒光磁粉和非熒光磁粉兩大類(lèi)，熒光磁粉是在普通磁粉的顆粒外表面涂上了一層熒光物質(zhì)，使它在紫外線(xiàn)的照射下能發(fā)出熒光，主要的作用是提高了對(duì)比度，便于觀(guān)察。
3.3磁粉檢測(cè)又分干法和濕法兩種：
(1)干法—將磁粉直接撒在被測(cè)工件表面。為便于磁粉顆粒向漏磁場(chǎng)滾動(dòng)，通常干法檢測(cè)所用的磁粉顆粒較大，所以檢測(cè)靈敏度較低。但是在被測(cè)工件不允許采用濕法與水或油接觸時(shí)，如溫度較高的試件，則只能采用干濕法。
(2)濕法—將磁粉懸浮于載液(水或煤油等)之中形成磁懸液噴撒于被測(cè)工件表面，這時(shí)磁粉借助液體流動(dòng)性較好的特點(diǎn)，能夠比較容易地向微弱的漏磁場(chǎng)移動(dòng)，同時(shí)由于濕法流動(dòng)性好就可以采用比干法更加細(xì)的磁粉，使磁粉更易于被微小的漏磁場(chǎng)所吸附，因此濕法比干法的檢測(cè)靈敏度高。
3.4磁粉探傷工藝
在磁粉探傷中，用過(guò)外加磁場(chǎng)使焊件磁化的過(guò)程稱(chēng)為焊件的磁化。
（1）直流電磁化法和交流電磁化法
①直流電磁化法：鋼件被直流電磁化時(shí)，采用低電壓大電流的直流電源，使焊件產(chǎn)生方向恒定的電磁場(chǎng)。
②交流電磁化法：工件被交流電磁化時(shí)，采用低電壓大電流的交流電源。
（2）直接通電磁化法和間接通電磁化法
①直接通電磁化法：該法時(shí)將焊件直接通與電流，使工件周?chē)蛢?nèi)部產(chǎn)生周向磁場(chǎng)。適合于檢測(cè)長(zhǎng)條形如棒材或管材等鋼件。
②間接通電磁化法：間接通電磁化就是工件利用探傷儀器等使自身產(chǎn)生磁場(chǎng)來(lái)完成的，避免直接通電磁化法產(chǎn)生的弊端。
（3）周向磁化法、縱向磁化法、復(fù)合磁化法和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁化法
4、連接(焊接、螺栓連接)的檢測(cè)
鋼結(jié)構(gòu)的許多質(zhì)量事故出在連接上，故應(yīng)將連接作為重點(diǎn)對(duì)象進(jìn)行檢查。
連接板的檢查包括：1)檢測(cè)連接板尺寸(尤其是厚度)是否符合要求；2)用直尺作為靠尺檢查其平整度；3)測(cè)量因螺栓孔等造成的實(shí)際尺寸的減?。?)檢測(cè)有無(wú)裂縫、局部缺損等損傷。
對(duì)于螺栓連接，可用目測(cè)、錘敲相結(jié)合的方法檢查。并用扭力扳手(當(dāng)扳手達(dá)到一定的力矩時(shí)，帶有聲、光指示的扳手)對(duì)螺栓的緊固性進(jìn)行復(fù)查，尤其對(duì)高強(qiáng)螺栓的連結(jié)更應(yīng)仔細(xì)檢查。此外，對(duì)螺栓的直徑、個(gè)數(shù)、排列方式也要一一檢查。
焊接連接目前應(yīng)用最廣，出事故也較多，應(yīng)檢查其缺陷。焊縫的缺陷種類(lèi)不少：裂紋、氣孔、夾渣、未熔透、虛焊、咬邊、弧坑等。檢查焊縫缺陷時(shí)，可用超聲探傷儀或射線(xiàn)探測(cè)儀檢測(cè)。在對(duì)焊縫的內(nèi)部缺陷進(jìn)行探傷前應(yīng)先進(jìn)行外觀(guān)質(zhì)量檢查。焊縫表面質(zhì)量的檢驗(yàn)可目測(cè)或用10倍放大鏡，當(dāng)存在疑義時(shí)，采用磁粉或滲透擦傷。如果焊縫外觀(guān)質(zhì)量不滿(mǎn)足規(guī)定要求，需進(jìn)行修補(bǔ)。
5、焊縫超聲波檢測(cè)
檢測(cè)系統(tǒng)及其性能指標(biāo)超聲波檢測(cè)系統(tǒng)包括儀器、探頭、試塊、探頭電纜和耦合劑。在檢測(cè)過(guò)程中，要求儀器、探頭和探頭電纜匹配良好且性能穩(wěn)定，滿(mǎn)足必要的檢測(cè)靈敏度。
5.1檢測(cè)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置與調(diào)整
(1)儀器、探頭選擇根據(jù)板厚、結(jié)構(gòu)類(lèi)型、坡口形式、焊接方法等有關(guān)信息，選取有利于發(fā)現(xiàn)缺陷的探頭類(lèi)型。一般情況下，每個(gè)檢測(cè)部位至少要用到3個(gè)探頭，進(jìn)行焊縫區(qū)域和焊縫兩側(cè)母材區(qū)域內(nèi)缺陷的檢測(cè)，以便于更準(zhǔn)確的判斷缺陷類(lèi)型和位置。
(2)儀器參數(shù)設(shè)置根據(jù)檢測(cè)對(duì)象，在儀器面板對(duì)應(yīng)菜單上設(shè)置材料聲速、探頭類(lèi)型、發(fā)射強(qiáng)度、重復(fù)頻率、工件厚度等參數(shù)。
5.2傳輸補(bǔ)償測(cè)定
檢測(cè)開(kāi)始前，必須測(cè)定檢測(cè)系統(tǒng)在對(duì)比試塊和工件上的傳輸補(bǔ)償。這種傳輸補(bǔ)償即是包括因材質(zhì)差異、聲程差異和表面耦合等在內(nèi)的一系列因素導(dǎo)致接收回波能量的變化。
5.3橫向缺陷檢測(cè)靈敏度
在對(duì)工件進(jìn)行斜探頭掃查時(shí)，必須進(jìn)行橫向缺陷的檢測(cè)。檢測(cè)橫向缺陷時(shí)，在原檢測(cè)靈敏度基礎(chǔ)上增加6dB。
5.4掃查速度和方式
掃查速度不大于150mm/s，探頭移動(dòng)保證至少10%探頭晶片寬度的重疊。為了有利于發(fā)現(xiàn)缺陷和區(qū)別真假信號(hào)，采取前后、左右、轉(zhuǎn)動(dòng)和環(huán)繞四種基本掃查方式掃查。
5.5掃查靈敏度設(shè)置
為了充分掃查檢測(cè)區(qū)域,不造成漏檢和誤判,掃查靈敏度不能低于基準(zhǔn)靈敏度,即
20%DAC曲線(xiàn),檢測(cè)橫向缺陷時(shí)增加6dB,另外還須考慮傳輸補(bǔ)償。
5.6檢測(cè)系統(tǒng)的校驗(yàn)和復(fù)核檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性直接影響檢測(cè)結(jié)果的正確性,因此,整個(gè)檢測(cè)實(shí)施過(guò)程中都必須保證檢測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠。用不少于3個(gè)點(diǎn)的反射回波對(duì)DAC曲線(xiàn)進(jìn)行復(fù)核,如果曲線(xiàn)上任何一點(diǎn)的波高下降≧2dB,則應(yīng)對(duì)上一次復(fù)核以來(lái)的所有檢測(cè)進(jìn)行復(fù)驗(yàn);如果曲線(xiàn)上任何一點(diǎn)的波高上升∋2dB,則應(yīng)對(duì)上一次復(fù)核以來(lái)的所有記錄信號(hào)進(jìn)行重新評(píng)定。
檢驗(yàn)方法：用扭矩法或轉(zhuǎn)角法：
①高強(qiáng)度螺栓連接副，應(yīng)按包裝箱配套供貨，包裝箱上應(yīng)標(biāo)明批號(hào)、規(guī)格、數(shù)量及生產(chǎn)日期。螺栓、螺母、墊圈外觀(guān)表面應(yīng)涂油保護(hù)，不應(yīng)出現(xiàn)生銹和沾染贓物，螺紋不應(yīng)損傷。 ②高強(qiáng)度螺栓連接副的施擰順序和初擰、復(fù)擰扭矩應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和國(guó)家現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接的設(shè)計(jì)施工及驗(yàn)收規(guī)程》JGJ82的規(guī)定。
③高強(qiáng)度螺栓連接副終擰后，螺栓絲扣外露應(yīng)為2～3扣，其中允許有10％的螺栓絲扣外露1扣或4扣。
④高強(qiáng)度螺栓連接摩擦面應(yīng)保持干燥、整潔，不應(yīng)有飛邊、毛刺、焊接飛濺物、焊疤、氧化鐵皮、污垢等，除設(shè)計(jì)要求外磨擦面不應(yīng)涂漆。
高強(qiáng)度螺栓應(yīng)自由穿入螺栓孔。高強(qiáng)度螺栓孔不應(yīng)采用氣割擴(kuò)孔，擴(kuò)孔數(shù)量應(yīng)征得設(shè)計(jì)同意，擴(kuò)孔后的孔徑不應(yīng)超過(guò)1．2d(d為螺栓直徑)。
7、涂層厚度檢測(cè)常用的涂層測(cè)厚儀分為三大類(lèi)：①磁力拉出式；②固定探頭式；③電子式。其作用原理都是把涂層作為一層空氣間隙進(jìn)行測(cè)量。
（1）磁力拉出式涂層測(cè)厚儀的作用原理是基于彈簧拉力，即一根游絲在支點(diǎn)與杠桿相連接，杠桿的一端安裝磁鐵，刻度盤(pán)固定在杠桿上，在剛剛超出平衡點(diǎn)時(shí)，杠桿上的磁鐵從表面彈起，在刻度盤(pán)上讀出涂層厚度；
（2）固定探頭式涂層測(cè)厚儀的作用原理是基于機(jī)械式自平衡的磁力，將固定的鉆石尖探頭置于涂層上，從回轉(zhuǎn)機(jī)械裝置上讀出涂層厚度；
（3）電子式涂層測(cè)厚儀采用電磁感應(yīng)式霍爾效應(yīng)探頭測(cè)量鐵質(zhì)基材上的非磁性涂層厚度；使用渦流探測(cè)計(jì)測(cè)量有色金屬基材上的非導(dǎo)體涂層厚度。
三、結(jié)束語(yǔ)
隨著鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量要求的不斷提高，工程檢測(cè)技術(shù)也在不斷的改進(jìn)加強(qiáng)。上述的檢測(cè)方法就是主要針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程施工過(guò)程易出現(xiàn)的問(wèn)題所提出的，只有檢測(cè)技術(shù)到位，才能確保工程的施工質(zhì)量，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)。
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