钢管桁架结构制作、安装施工工艺.doc

钢管桁架结构制作、安装 1 一般工艺原则 大型桁架结构一般尽可能在地面胎架（见图5-9）上进行单榀桁架的组拼，然后吊至柱顶就位后再焊接各榀桁间的横向杆件。如桁架跨度和总重超出吊装机械能力时，一般在地面按起重量分段组焊，各段之间设置临时螺栓固定连接接头，分段组焊完成后经焊缝及各部尺寸检验合格，再拆开分段处的临时固定螺栓，逐段吊运至安装位置的台架上，进行合拢焊缝的焊接。无论在地面胎架或高空安装台架上，均按照先焊中间节点，再向桁架两端节点扩展的焊接顺序，以避免由于焊缝收缩向一端累积而引起的桁架各节点间尺寸误差。并且不在同一支管的两端同时施焊。 2 结构特点 钢管桁架结构的线条流畅，体形优美，易于实现建筑设计的艺术追求；钢管截面惯性半径较大，可减轻体重，因而经济性优良；外露表面积为工字形截面表面积的2/3，相应减少了防腐和防火涂料的费用。因而钢管桁架结构在建筑中得到广泛的应用，如体育场、航站楼、展览馆等大跨度公共设施屋盖结构，公路桥梁桥拱，塔架、各种建筑物的装饰性结构等。 3 钢管的连接 主要采取焊接，即使大型结构的高空安装合拢节点部分采用栓接，也必须把栓接部件焊到钢管杆件上，因而焊接技术在钢管结构的施工安装中占有重要的地位。无论从焊接节点构造，焊接工艺和无损检测技术都有些特殊的要求。 4 一般节点形式及对焊接坡口的要求 对焊接坡口的要求主要服从于管结构节点设计形式及承载要求。图5-10为部分焊接规范AWSD1.1—1998规定的标准连接节点。该图中a为圆管主管与支管的连接节点形状，从图5-10b～图5-9d则依此为T形、Y形、K形、T-Y、T-K组合形及喇叭形节点形式。图5-11为管材拼接节点形式，图5-11a、图5-11b为加内衬衬套作为垫板的全焊透对接接头，图5-11a适用于管壁厚不大于6mm时，图5-11b适用于管壁厚大于、等于6mm时，采用V形带垫板坡口单面焊。图5-11c为套管插接式拼接节点形式，由搭接焊缝传递载荷，图中L为最小搭接长度。 5 主管与支管的连接呈T、Y、K或复合形相贯节点形式 支管端为马鞍形曲线。按国外标准规定，把此类圆管相贯形接头分为四个区，即趾部、两侧部、根部区（见图5-12）。方管相贯形接头除了上述四个区以外，还增加四个角部区。相贯形节点的焊缝可以分为全焊透、部分焊透和角焊缝三类。要求全焊透时，支管马鞍形端部（圆管时）的边缘管壁处必须切割出一定的坡口面角度以与弦杆表面之间形成适于焊透的坡口角度，所须切割的坡口面角度值随支管与主管斜交角度不同以及接头各区支管母线与主管交点切线的斜面交角（一肌称为二面角ψ）角度不同而异，坡口面角度值还与区位置以及支管与主管的管径比有关。 6 焊缝尺寸应符合设计要求的计算厚度值或焊脚尺寸，但也要避免过多地堆焊加强高而产生较大的焊接残余应力。 焊缝坡口的根部间隙大于标准规定值（1.5mm）时，可以按超标间隙值增加焊脚尺寸。但间隙大于5mm时应事先用堆焊和打磨方法修整支管端头或在接口处主管表面堆焊焊道，以减小焊缝间隙。 建筑钢结构的管桁架一般管径较小，Y、K形节点中支管之间间隙也较小，焊接空间也较狭窄，各节点各焊缝一般由1名焊工先用3～4点定位焊后，再采用对称焊接法完成焊缝。 7 焊接方法一般采用低氢型焊条手工电弧焊，焊接参数按(表5-11)所列数值范围选用。 表5-11 T、Y、K形管节点手工焊工艺参数 焊条直径/mm 焊接电流/A 平焊 横焊 立焊 仰焊 φ3.2 120～140 100～130 85～120 90～120 φ4 160～180 150～170 140～170 140～170 φ5 190～240 170～220 － －