4.3 典型钢结构焊接顺序

4.3.1 焊接原则

对于超高层大跨度钢结构工程，焊接时采取整体对称焊接与单根构件对接焊相结合的方式进行，焊接过程中要始终进行结构标高、水平度、垂直度的监控。

1）结构对称、节点对称、全方位对称焊接。

2）由于节点焊缝超长、超厚，因此施工过程需在临时连接板上根据要求增加拘束板进行刚性固定，控制焊接变形。

3）焊接节点采取分段、对称的焊接方法，钢板墙采用“先立后横”的焊接顺序，巨柱焊接先焊接对构件整体变形影响较小的焊缝。

4）焊缝采取窄道、薄层、多道的焊接方法。

5）为保证钢柱的精度，采用“先内后外”“先柱后梁再斜撑”的焊接方法，要先焊收缩量大的焊缝再焊收缩量小的焊缝，待全部钢柱完成焊接后，再进行梁的焊接。为保证焊接后结构的整体精度，从结构面的中部开始梁的焊接，尽可能减少焊接应力，待内筒全部完成焊接后，再进行外筒柱、梁、斜撑的焊接。

6）施工中柱与柱、梁与梁、梁与柱、斜撑的施焊，要遵循下述原则。

①就整个框架而言，柱、梁等刚性接头的焊接施工，应从整个结构的中部施焊，先形成框架后再向左右扩展续焊。

②对柱、梁的焊接顺序，应先完成全部柱的接头焊接，柱接点焊接时，严格遵循同步对称的焊接方法；确保柱的安装精度，然后自每一节的上一层梁施焊。梁焊接时，应尽量在同一柱左右接头点同时施焊，并先焊上翼缘板，后焊下翼缘板。不得在同一柱间梁两处接头同时施焊。

7）施工中桁架焊接原则主要包括以下两点：

①遵循“先焊下弦杆再焊上弦杆后焊腹杆”的原则，对称焊接。

②整榀桁架先两边后中间对称焊接。

4.3.2 整体焊接顺序

为减少局部和整体焊接变形，将焊接残余应力降到最低限度，制定并实施合理的整体焊接顺序，焊接顺序遵循原则：在平面上，从中心框向四周扩散焊接，先焊接收缩量大的焊缝，再焊接收缩量小的焊缝。

1.核心筒整体焊接顺序

核心筒焊接主要坚持由内到外的焊接原则，一般将核心筒分为4个区域进行焊接。钢梁焊接时，对于一根钢梁不能同时对其两侧焊接，应在一端焊接完成后，待达到常温后，再进行另一端焊接（见图4-10）。

2.外框架焊接施工顺序

外框整体施焊顺序以角对称轴线向两边扩展，在焊接角部钢柱后，同时对称向两边扩展施焊（见图4-11）。

4.3.3 钢柱焊接顺序

钢结构钢柱常见的截面形状有H形、十字形、箱形、圆管、王字形及亚字形等，焊接顺序汇总见表4-2。

4.3.4 钢板墙焊接顺序

钢板墙分区域安装，待每个区域钢板墙整体安装完成形成稳定体系，经测量校正后，采取“先立焊后横焊”的工序进行钢板墙焊接；优先焊接厚板焊缝，其次焊接较薄板焊缝；先焊接变形较大焊缝，后焊接变形较小焊缝。

钢板墙结构如图4-12所示，焊接顺序见表4-3。

因为钢板墙分段分节时，受顶模和分节高度的限制，钢板墙分节后距离焊缝位置无暗梁，为控制焊接约束变形，所以需加劲板进行约束补强。当墙厚≥600mm时，加劲板厚一般为20mm；当墙厚≤600mm时，加劲肋板厚一般为12mm，根据钢板墙是否有暗梁确定焊接变形约束，如图4-13所示。

4.3.5 桁架焊接顺序

桁架焊接施工在桁架所有单元吊装就位并测量校正完成之后进行；单榀桁架焊接顺序需遵循“从两边至中间焊接，先焊主受力杆件，后焊次受力杆件”的原则。

1.伸臂桁架焊接顺序

考虑到核心筒混凝土收缩及沉降的影响，伸臂桁架现场焊接时，与核心筒连接的桁架弦杆及腹杆将采取后焊措施，待结构主体封顶后再进行焊接施工，减小因外筒钢框架和核心筒剪力墙沉降差而带来的影响。因此，在进行混凝土浇筑前必须在楼板开设槽口（见图4-14中①、④位置），以方便结构封顶后此位置的焊接，待焊接完成后，最后浇筑此处。伸臂桁架吊装完成后，先对桁架下弦杆接头①进行焊接，再安排两名焊工对桁架上弦杆和腹杆形成整体的焊缝（②、③、④接头）进行焊接，保证连续对称施焊。对于③和④接头，焊接过程中需要搭设焊接操作平台，以方便工人操作，同时也保证施工安全。

2.带状桁架焊接顺序

带状桁架先焊接上下弦杆，后焊接桁架腹杆。单榀桁架焊接顺序需遵循“从两边至中间焊接，先焊主受力杆件，后焊次受力杆件”的原则，同时为避免应力集中，相邻焊缝不能同时焊接，即一个构件不能两端同时焊接，要采取间隔焊接的方法。带状桁架焊接顺序见表4-4。

4.3.6 巨柱焊接顺序

由于巨柱受塔式起重机吊装性能和运输条件的限制，将巨柱构件在制作厂分段分节，然后在现场组装焊接，因此合理的焊接顺序能有效控制焊接收缩变形和构件焊接质量。

多箱体巨柱的焊接原则如下：

1）构件中同时存在对接焊缝和角接焊缝时，则应先焊对接焊缝，后焊角接焊缝，如同时存在立焊缝与平焊缝，则应先焊立焊缝，后焊平焊缝。

2）长度≤1000mm的焊缝可采用连续直通焊，长度＞1000mm的焊缝应采用分中逐步退焊法或分段逐步退焊法。

3）同时存在厚板和薄板时，先焊收缩量大的厚板多层焊，后焊薄板。多层焊时，各层的焊接方向最好相反，各层焊缝的接头应相互错开。

典型多箱体巨型柱结构及其焊接顺序见表4-5。