多层多方向斜向牛腿复杂圆管柱制作工艺探究.docx

中国安装协会焊接专业委员会2014年年会论文集多层多方向斜向牛腿复杂圆管柱 中国安装协会焊接专业委员会2014年年会论文集 多层多方向斜向牛腿复杂圆管柱 制作工艺探究 湖北精工钢结构有限公司 (武汉430415) 姜殿忠张发荣何志涛程登 【摘要】大跨度空间钢结构已在各种体育馆、大剧院、展览中心、飞机库和一些工业厂房 中得到应用。多层多方向斜向牛腿圆管柱的制作，由于类型复杂，尺寸要求精度高，焊缝质量 要求严格，因而成为制造公司加工制作的难点之一。本文主要针对某大型体育馆结构多层多方 向斜向牛腿圆管柱加工方法进行对比探究．最后选择最实用的制作方法，为类似构件的加工制 作提供引导和借鉴作用。 钢结构具有自重轻、建设周期短、适应性 圆管的制作为例，对比分析选取最实用的制作方 强、造型美观及维护方便等优点，其应用越来越 法。 广泛。而钢材本身具有材质均匀，质量稳定，强 (1)圆管柱节点形式圆管柱节点形式如图 度高，塑性韧性好，抗冲击和抗振动能力强等特 1所示。 点。经历了汶川和日本大地震的考验后，高层钢 结构、空间钢结构、桥梁钢结构、轻钢钢结构和 住宅钢结构等工业与民用建筑，如雨后春笋遍布 全国。其中多层多方向斜向牛腿复杂圆管柱结构 图1 已在各种体育馆、展览中心、大剧院、候机楼、 (2)圆管柱节点制作重点和难点制作重点 飞机库和一些工业厂房中应用。本文主要针对某 与难点主要包括以下4个方面：第一，圆管柱上的 大型体馆结构多层、多方向、斜向牛腿圆管柱多 牛腿到现场安装时与钢粱连接，工厂在制作时保 种加工方法进行对比探究。选择实用性最强的制 证牛腿在圆管上的定位尺寸以及H型和箱型牛腿的 作方法为类似构件的加工制作提供引导和借鉴作 端口尺寸成为制作公司制作时需要控制的重点和 用。 难点。 1．圆管柱节点形式介绍 第二，H型和箱型牛腿上焊缝较多，选择合 圆管柱由四个管径相同，壁厚不同的圆管通 理的装配顺序以及合理的焊接方法，减少焊接变 过对接形式焊接在一起，其中每一段圆管上均有 形，保证圆管柱节点构件运送到现场，顺利地与 牛腿及牛腿对应的内隔板。现以本构件为例，本 钢梁连接成为本构件制作的又一重点和难点。 根圆管柱上有三个H型牛腿和两个箱型牛腿以及 第三，圆管柱上牛腿较多，牛腿连接钢梁的 翼缘板间八块加劲板，其中牛腿的方向为多个方 时候在整个体育馆中受到拉力和压力共同作用， 向，牛腿安装在圆管上不是垂直于圆管而是有一 在设计时牛腿对应的圆管内安装了内隔板，为了 定角度，这为牛腿的安装带来了一定难度，现以 便于圆管柱内隔板的焊接，工厂在制作时采用分 中国安装协会焊接专业委员会2014年年会论文集段预置、整体合拢焊接，在合拢焊接的过程中保 中国安装协会焊接专业委员会2014年年会论文集 段预置、整体合拢焊接，在合拢焊接的过程中保 割机进行下料；为了保证现场安装管El的对接尺 证圆管两端端口尺寸、焊缝错边量以及焊接后圆 寸以及牛腿精确的定位，要求圆管统一采用相贯 管总尺寸长度成为本节点制作的难点之一。 线切割机进行下料。 第四，圆管柱、牛腿和内隔板板厚均为30～ 3．工艺制作流程对比分析 50mm不等，因此厚板的焊接也是本节点制作的难 由于圆管内有内隔板，要求采用分段焊接， 点和重点。 最后整体合拢焊接，即先焊接内隔板然后定位牛 2．圆管柱节点制作工艺探究 腿尺寸，牛腿定位后焊接圆管对接管口，最后对 本工程中所有圆管柱节点形式均为圆管柱上 牛腿尺寸复检焊接。现针对牛腿安装的两种方法 加牛腿的形式，现针对此种圆管柱节点的制作进 进行对比分析，然后选取最实用的方法制作安 行阐述。 装。 (1)深化室出图要求为了保证现场圆管和 (1)牛腿整体套装法该方法主要包括以下 牛腿对接的精度，要求深化室在出图时统一给予 步骤：第一，按照图样尺寸在地面上放样，将环 牛腿上与梁连接的端点到圆管柱耳板中心线延长 形零件板组立成环形，然后根据劲板和箱型腹板 线到圆管端口的点对点尺寸。 在下翼缘环板上的尺寸，定位劲板及箱型腹板， (2)焊接工艺要求主要包括以下6个方 最后安装牛腿上翼缘板。班组组立自检合格后通 面：第一，焊接过程中遵循合理的焊接顺序，即 知品管人员进行复检，复检合格后进入下一步工 先焊收缩量较大的焊缝，后焊收缩量小的焊缝。 序(见图2～图5)。 尽量在合理的工艺操作上减少部分收缩，有效地 控制支座端口尺寸。 第二，采用多层多道焊接，严禁宽幅摆动焊 接。要求焊接时须清除前一道焊缝的焊渣以及焊 道内的飞溅、杂物后才能实施下道焊接。此外， 在起弧和收弧时，每道焊缝接头应错开50mm以 图2环板装配 上，起弧应采用回焊手法，熄弧应填满弧坑。 第三，直线焊接时应注意保持焊接速度均 匀，