钢结构工程冬季施工防护措施详解

钢结构工程冬季施工防护措施详解冬季低温环境下，钢结构工程施工面临材料性能劣化、焊接质量波动、涂装附着力下降等多重挑战。钢结构构件的脆硬性随温度降低显著增加，焊接过程中焊缝氢脆、冷裂纹风险陡升，涂装层易因基底结露或低温失粘出现剥落。科学制定并落实冬季施工防护措施，是保障工程质量、安全与进度的核心前提。本文结合钢结构施工工艺特点与冬季气候规律，从施工准备、材料防护、工序控制到质量验收，系统阐述冬季施工的关键防护要点，为严寒地区钢结构工程建设提供实操指引。一、施工前期准备：筑牢冬季施工基础（一）技术准备：方案先行，培训同步冬季施工专项方案需明确温度阈值管理（如焊接、涂装作业的最低允许温度）、应急处置流程（极端降温、风雪天气的应对措施）。以某工业厂房钢结构工程为例，方案中规定当环境温度低于-10℃时，自动触发“焊接预热温度提升20℃、涂装作业暂停并封闭构件”的应急程序。施工人员需开展冬季施工专项培训，重点讲解低温下材料性能变化（如钢材冷脆转变温度、焊条药皮受潮风险）、设备操作禁忌（如液压设备低温启动前的预热要求）。培训后通过实操考核，确保焊工、吊装工等关键岗位人员掌握“低温环境下焊缝层间温度保持技巧”“构件吊装防滑脱操作要点”。（二）现场准备：场地优化，保温前置施工现场需清理积雪、积水，在吊装通道、焊接作业区铺设防滑钢板或粗砂，避免低温结冰引发滑倒事故。对露天存放的钢结构构件，采用阻燃型保温被（厚度≥50mm）覆盖，底部用木方架空（高度≥300mm），防止构件与地面冻结粘连。临时用电线路需加装防雪罩，配电箱配置加热除湿装置（如小型PTC加热器），避免低温凝露导致短路。焊接作业区搭建封闭式保温棚，内置暖风机（温度控制在5~15℃），为焊接创造稳定的温度环境。二、材料防护：从源头控制质量风险（一）钢材防护：防潮防雪，温度稳定Q355、Q460等低合金高强钢对温度敏感，露天存放时需在构件表面涂刷防锈防冻液（如含亚硝酸盐的水性防护剂），降低钢材表面冰点。当环境温度低于钢材冷脆转变温度（如Q355钢约-20℃）时，禁止进行锤击、校正等易产生应力集中的操作，避免构件脆断。钢材下料前需在室内静置24小时，使构件温度回升至5℃以上，消除“温度应力”对切割精度的影响。切割后及时对断口进行热喷涂防护（温度≥150℃），防止低温下断口锈蚀。（二）焊接材料：烘干保温，全程管控焊条、焊剂需严格执行“两次烘干”制度：首次烘干温度350~400℃，保温1~2小时；二次烘干温度150~200℃，随用随取。使用时将焊条放入恒温保温筒（温度100~150℃），取出后4小时内用完，未用完的焊条需重新烘干（累计烘干不超过3次）。气体保护焊的CO₂气体需经加热减压（温度≥30℃），防止气体中的水分在低温下凝结，导致焊缝气孔缺陷。三、施工工序控制：分环节击破冬季难题（一）构件吊装：防滑防冷，精度可控低温下钢结构构件刚度增大、韧性降低，吊装前需复核构件实际重量（考虑冰雪附着增重），选用安全系数≥1.5的吊具。吊点处采用防滑衬垫（如橡胶垫、麻布片），防止低温下构件表面与吊具打滑。构件安装时，若环境温度低于-15℃，需在螺栓连接处涂抹低温润滑脂（如锂基脂），降低螺栓拧紧力矩的离散性。高强螺栓终拧后，立即用防锈漆封闭螺栓头，防止雪水渗入引发氢脆。（二）焊接作业：预热消氢，层温把控冬季焊接的核心是控制焊缝热循环：当环境温度低于0℃时，对Q355钢构件的焊接区域（焊缝两侧≥100mm）进行火焰预热（温度≥80℃），并采用表面温度计实时监测。焊接过程中保持层间温度≥80℃（用红外测温仪每5分钟检测一次），防止焊缝快速冷却产生马氏体组织。低合金高强钢焊接完成后，立即进行后热消氢处理（温度200~250℃，保温1~2小时），用石棉布覆盖焊缝缓慢冷却，减少氢致裂纹风险。风雪天气需在保温棚内焊接，棚内风速≤2m/s，避免空气对流导致焊缝骤冷。四、涂装防护：适配低温，确保附着力（一）基底处理：除冰除湿，温度达标涂装前需彻底清除构件表面的冰雪、霜层，采用热风枪（温度≤80℃）烘干基底，确保表面温度高于露点温度3℃以上（用温湿度计同步监测）。对结露的构件，需用工业除湿机（除湿量≥10L/h）处理，直至基底含水率≤8%（用湿度仪检测）。（二）涂料选择与施工：低温柔性，分层养护优先选用低固化温度涂料（如环氧富锌底漆可在-5℃固化），避免使用需高温固化的氟碳漆。涂装时采用“多层薄涂”工艺，每层干膜厚度≤25μm，层间间隔≥4小时（低温下延长至8小时）。涂装后用远红外加热器（温度≤60℃）养护涂层，防止低温下溶剂挥发不充分导致涂层发脆。养护时间≥24小时，期间避免构件受冻或淋雨。五、安全与质量管控：全程动态监测（一）安全管理：防滑防寒，防火防电施工现场设置防滑警示带，作业人员配备防寒手套、防滑鞋（鞋底含钢钉）。临时取暖采用防爆暖风机，禁止使用明火或碘钨灯烘烤构件，避免引发火灾或构件过热变形。用电设备实行“一机一闸一漏保”，电缆线架空或穿管埋地，防止积雪压断线路。每日施工前检查脚手架、操作平台的积雪结冰情况，必要时铺设防滑木条。（二）质量验收：延后检测，重点复测冬季施工的焊缝需在焊接完成24小时后进行探伤检测（低温下氢扩散缓慢，过早检测易漏判裂纹）。高强螺栓终拧扭矩需在温度回升至5℃以上时复测，防止低温下扭矩系数变化导致预拉力不足。涂装质量验收需在环境温度≥5℃时进行附着力测试（划格法），低温下检测结果偏差较大，需结合涂层外观（无剥落、起泡）综合判定。六、后期维护：竣工后风险排查钢结构工程竣工后，需在冬季极端天气（如寒潮、暴雪）后，重点检查焊缝表面（是否出现裂纹）、涂层完整性（是否因冻融剥落）、构件连接节点（是否因积雪荷载松动）。对露天构件，可涂刷融雪防冻剂（如醋酸钾溶液），降低表面结冰风险。冬季钢结构施工是“技术+管理”的系统工程，需从材料特性、工序特点出发，将温度管控、