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冬季钢结构施工要点

一、概述

（一）冬季施工的定义与特点

冬季施工是指根据当地气象资料，当室外日平均气温连续5天稳定低于5℃或最低气温低于0℃时，进行的钢结构安装及相关配套工程施工。我国北方地区冬季漫长，部分工程因工期要求需在低温环境下推进，冬季施工已成为钢结构工程建设的重要组成部分。其特点主要体现在三方面：一是低温环境显著，钢材导热系数高，在-10℃以下时冲击韧性明显下降，焊接热影响区冷却速度加快，易产生淬硬组织；二是风雪天气频发，积雪覆盖构件表面影响测量精度，大风可能导致吊装作业稳定性下降，同时低温使操作人员防护装备增加，行动灵活性受限；三是昼夜温差大，钢材在反复冻融循环下易产生温度应力，导致构件变形或连接节点松动，影响结构整体性。

（二）冬季施工的必要性

钢结构工程冬季施工的必要性源于多方面现实需求。从工程进度角度看，大型工业项目或超高层建筑往往有明确的竣工节点，若因冬季停工可能导致总工期延误，造成经济损失；例如北方某制造基地厂房工程，若避开冬季施工，将错过次年投产窗口期，直接影响企业生产计划。从资源配置角度，冬季劳动力成本相对较低，且钢结构加工厂室内作业条件成熟，可利用冬季集中进行构件制作与预拼装，为春季现场安装奠定基础。此外，部分特殊工程如能源设施、交通枢纽等，需确保冬季连续施工以满足社会功能需求，例如北方某电厂钢结构输煤系统，冬季停工将影响煤炭储运，需通过科学组织保障施工连续性。

（三）冬季施工面临的主要风险

冬季钢结构施工面临的技术、安全、质量及环境风险相互交织，需系统性应对。技术风险核心在于材料性能劣化，Q355B钢材在-20℃冲击韧性值较常温下降约40%，焊接时层间温度低于预热要求易产生冷裂纹；高强螺栓连接摩擦面在低温下易结露，抗滑移系数设计值0.45可能降至0.35以下，导致连接承载力不足。安全风险突出表现为高空作业隐患，钢构件表面结冰使登高作业防滑措施失效，低温使操作人员反应灵敏度下降，据统计，冬季钢结构施工事故中35%与滑坠、冻伤相关。质量风险主要体现在防腐涂层施工，环氧富锌底漆在5℃以下固化时间延长3倍以上，附着力难以保证；混凝土基础若养护不当，受冻后抗压强度损失可达50%。环境风险则涉及材料运输困难，道路结冰导致构件运输车打滑，同时低温使焊条、焊剂等辅料易受潮，影响焊接工艺稳定性。

二、冬季施工准备

（一）技术准备

1.施工方案编制

针对冬季钢结构施工特点，需编制专项施工方案，明确低温作业的技术参数与保障措施。方案编制前需收集当地近5年气象数据，确定冬季施工起止日期（以室外日平均气温连续5天低于5℃为界），并细化不同温度区间的施工工艺。例如当气温低于-10℃时，Q355B钢材焊接预热温度需由常温的100-150℃提高至150-200℃，层间温度不低于120℃，具体参数应通过工艺评定验证。方案还需包含应急措施，如突降暴雪时的构件保护流程、焊缝返工的局部加热方案等，确保施工过程可控。

2.图纸会审与技术交底

施工前组织设计、施工、监理单位进行图纸会审，重点核查钢结构节点构造在低温下的适应性。例如检查钢梁与混凝土柱的连接节点是否预留了温度变形间隙，通常北方地区钢结构伸缩缝间距需较常温设计值增加10%-15%；对悬挑结构等易受温差变形影响的部分，复核设计是否考虑了附加温度应力。技术交底需分层实施，项目部向施工班组交底时，结合具体构件（如劲性钢柱、大跨度钢桁架）说明焊接顺序、临时固定点设置等细节，确保操作人员理解低温作业的特殊要求。

3.专项工艺试验

针对冬季施工的关键工序开展工艺试验，验证技术可行性。焊接工艺试验需在模拟现场低温环境（如搭建保温棚）进行，选用与工程同材质、同规格的试件，检测不同预热温度、层间温度下的焊缝力学性能；高强螺栓连接试验需测试低温下摩擦面的抗滑移系数，当环境温度低于0℃时，摩擦面需喷砂处理并涂刷防冻型无机富锌漆，确保抗滑移系数不低于设计值0.45。试验数据需经监理确认后，作为施工依据。

（二）物资准备

1.施工材料管理

钢材进场前需核查质量证明文件，重点检查低温冲击韧性报告（-20℃冲击功不低于27J），不合格构件严禁使用。材料堆放场地应平整夯实，下方垫设200mm高方木，避免积雪浸泡构件；合金结构钢等易脆化材料需采取覆盖保温措施，使用岩棉被包裹，防止因骤冷产生组织应力。焊接材料管理需严格执行“烘干-保温-使用”流程，酸性焊条烘干温度150℃，保温1-2小时；碱性焊条烘干温度350℃，保温2小时，烘干后放入80℃保温筒随用随取，避免受潮。

2.设备与机具保障

施工机械设备需进行冬季检修与保养，内燃机械更换-10号柴油，液压系统选用低温液压油，添加防冻液；电焊机、烘箱等电气设备安装防雨雪配电箱，线路采用橡套电缆，避免因低温导致绝缘层开裂。起重设备需检查制动系统灵活性，钢丝绳涂