巨型复杂索网结构铸钢索夹质量控制技术 .pdfVIP

巨型复杂索网结构铸钢索夹质量控制技

术

摘要：近年来，大跨度索网结构成为体育场建设的新趋势，索夹是体育场索

网结构中核心的主受力部件,由于索夹造型复杂，一般采用铸造方式进行加工制

造，其铸造质量对整个索网结构的安全至关重要。本文结合工程实例，以某体育

场项目G10MnMoV6-3+QT2材质铸钢索夹为例，主要从索夹的铸造工艺、铸造质量、

索夹铸件与异种合金钢焊接、索夹检测、索夹抗滑移性能等方面进行了详细介绍。

关键词：索夹；铸造；质量控制；焊接工艺

1工程概况

某项目体育场屋顶采用双层轮辐式索桁架结构体系，结构新颖。某项目索网

结构体系共由52榀径向桁架（直径分别为75mm、85mm、105mm、120mm）和16根

环向索（直径分别为80mm、110mm）组成，索桁架剖面如图2所示。所有拉索均

采用国产密闭索。体育场整体外轮廓平面投影为不规则的倒角五边形。体育场采

用了看台混凝土结构+边框钢结构+上部索膜结构，其中索结构屋顶长轴跨度

261.8m，短轴跨度224m，最高点标高为46m，密闭索体用量约1.3万m。体育场

索夹分为环索索夹104件和径向索索夹520件均为铸钢件，铸钢材质为

G10MnMoV6-3+QT2，索夹总重约500余t。本文主要以环索索夹为例介绍其铸造工

艺。

2索夹铸造技术要求

（1）铸钢索夹力学性能、化学成分均应满足欧标《一般用途铸钢》

(EN10293:2005)的要求。（2）铸造索夹前需先按照EN1559-2标准铸造试块，并

按照标准要求进行取样复检，确保力学性能和化学成分满足标准要求。（3）铸

钢件在粗加工后，加工表面进行超声波探伤，应符合《铸钢件超声检测第1部分：

一般用途铸钢件》(GB/T7233.1-2009)标准2级合格。（4）铸钢件在精加工后，

表面应进行磁粉探伤,按《铸钢件磁粉探伤》(GB/T9444-2007)中2级合格。（5）

索夹各尺寸精度：标称尺寸＞25mm精度为CT11级；标称尺寸≤25mm精度为CT10

级；索槽各部分尺寸精度为CT8级。（6）铸钢节点表面粗糙度评审按现行国家

标准《铸造表面粗糙度评定方法》（GB/T15056）进行。铸钢件与索体相接触的

索道内壁粗糙度为25μm，索道内打磨平整，热喷锌厚度1mm。

3索夹铸造

3.1索夹砂型铸造工艺流程

索夹砂型铸造工艺主要分为以下步骤：制模→造型→浇注→清砂→热处理→

热切冒口→打磨→机加工→检测→涂装。

3.2索夹铸造过程控制

3.2.1造型质量控制

造型质量好坏主要与砂型、基层涂刷工艺有关。本铸件采用整体模，为保证

铸件表面质量采用精致石英砂，并在合箱前将浮砂清理干净，按印记合箱。涂刷

采用醇基涂料避免铸件表面粘砂，醇基涂料还具有透气性好、速度快等特点。

3.2.2浇注过程控制

为保证铸造质量，根据索夹铸钢件的特点制定以下铸造原则：（1）在浇注

过程中保证进入型腔的钢液平稳、不断流，以避免冲砂造成砂眼缺陷。（2）合

理选择冒口位置，便于钢液顺序凝固，避免因为浇注温度过低，钢液流动性差造

成冷隔缺陷。（3）铸造前设置排气通道，便于浇注过程中气体顺畅排出，避免

因气体不能排出而造成的气孔缺陷。（4）保证浇注过程中，钢液在型腔内有合

适的上升速度。

3.2.3热处理

铸钢件通过热处理达到消除铸钢件内应力、改变铸件的组织结构，最终使索

夹铸件物理性能、化学成分达到设计要求。本项目索夹铸件的热处理方式为正火

加回火。

3.2.4表面处理

表面处理为生产最后一道工序，主要内容包括：热切冒口、表面打磨、机加

工、打砂、油漆等，此部分工作量较大，是保证铸件外观质量的关键工序。本项

目处于沿海城市，对铸钢索夹防腐质量要求极高。除锈等级Sa2.5级，表面防腐

配套涂层：无机富锌底漆一道，涂层厚度75m，环氧封闭漆一道，涂层厚度

25m，环氧云铁中间漆两道，涂层厚度120m，面漆聚硅氧烷面漆（白色）二

道，涂层厚度100m。为加强索夹抗滑移能力，索道内侧采用热喷锌处理方式漆

膜厚度为1mm。

3.3索夹产品检测

铸钢索夹打磨完成后，按验收标准对铸件外观质量、外形尺寸、UT、MT、表

面粗糙度等进行检测验收。验收合格后进行油漆施工，待油漆施工完成后对漆膜

厚度、油漆附着力、油漆