管桁架结构制作和安装施工工艺设计.doc
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1、 钢管桁架构造制作与安装施工工艺1 一 般 规 定1.1 适用围本施工工艺规程适用于大型体育场馆、公共建筑和各种用圆管、矩管作为骨架构成各类形状的空间构造的建筑物以及构筑物。1.2 编制依据的标准与规优质碳素构造钢 GBT6991999普通碳素构造钢 GBT7001998低合金高强度构造钢 GBT15911994一般工程用铸造碳素钢 GB 55761997铸件尺寸差 GB 641486构造用冷弯空心型钢 GBT67281986铸钢件超声探伤方法及质量评级方法 GB 723387焊接构造用碳素钢铸件 GBT76591987构造用无缝管 GBT81621999铸件重量公差 GBT1135189直缝
2、焊管 GBT137931992构造用不锈钢无缝钢管 GBT149751994钢构造工程施工质量验收规 GB 502052001建筑工程施工质量验收统一标准 GB 503002001建筑钢构造焊接技术规程 JGJ 812002合金钢铸件 ZQ42971986铸件质量分等通那么 JQ82001901.3 材料要求管桁架使用的管材、板材、焊材、铸钢,除材料牌号、型号规格和质量等级应符合相应设计文件的要求,还必须符合下述规定:1 管材1) 材质:必须符合?优质碳素构造钢?GBT6991999、?普通碳素构造钢?GBT7001998、?低合金高强度构造钢?GBT15911994和?构造用不锈钢无缝钢管?
3、GBT149751994的规定;2) 型材规格尺寸及其允许偏差:矩管必须符合?构造用冷弯空心型钢?GBT67281986标准规定,无缝钢管必须符合?构造用无缝管?GBT81621999标准规定,焊管必须符合?直缝焊管?GBT137931992标准规定,不锈钢无缝钢管必须符合?构造用不锈钢无缝钢管?GBT149751994标准规定。2 板材1) 材质:必须符合?普通碳素构造钢?GBT7001998和?低合金高强度构造钢?GBT15911994标准的规定;2) 规格尺寸和允许偏差:必须符合?碳素构造钢和低合金钢热轧厚板和钢带?GBT32741988和?热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差?G
4、BT7091988标准规定。3 焊材1) 焊条:分别应符合?碳钢焊条?GBT51171995、?低合金钢焊条?GBT51181995和?不锈钢焊条?GBT9831995标准规定;2) 焊丝 分别应符合?熔化焊用钢丝?GBT14957、?气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝?GBT8110、?碳钢药芯焊丝?GBT10045、?低合金钢药芯焊丝?GBT17493标准规定。3) 焊剂 分别应符合?碳素构造钢埋弧焊用焊剂?GB5293、?低合金钢埋弧焊用焊剂?GBT12470标准规定。4 铸钢1) 化学成分、力学性能 管桁架所使用铸钢节点铸件材料采用ZG25、ZG 35、ZG 22Mn等,优先采用ZG
5、35、ZG 22Mn铸钢,其化学成分、力学性能分别应符合?一般工程用铸造碳素钢?GB 55761997、?焊接构造用碳素钢铸件?GBT7 6591987和?合金钢铸件?ZQ 42971986标准规定。 注:管桁架所使用的钢支座通常也采用35号、45号构造钢锻件,其化学成分、机械性能符合?优质碳素构造钢?GBT6991999的要求。辊轴锻件用钢锭锻造时,锻造比不少于2.5,锻造过程中应控制锻造最终温度,锻件应进展正火处理后回火处理。锻件不得有超过其单面机加工的余量的50%的夹层、折叠、裂纹、结疤、夹渣等缺陷,不得有白点,且不允许焊补。2)尺寸公差和未注尺寸公差 管桁架所使用的铸钢构件的尺寸公差应
6、满足设计文件的规定。当设计无规定时,未注尺寸公差按GB641486CT13级,壁厚公差按GB641486CT14级,错型值为1.5mm;未注重量公差按GBT1135189MT13级。1.4 截面形式管行架单元断面形式一般采用三角形、矩形、梯形及其组合形式图1.4-1。图1.4-1 管行架单元断面形式注三角形断面;矩形断面;梯形断面;组合断面。1.5 构件类型 管行架组成构件分类一般有上弦杆、下弦杆、竖腹杆、斜腹干、横联杆、斜联杆, 如图9.1.51所示。图1.5-1 管桁行架组成构件分类1.6 腹杆及联杆组和类型管桁架的腹杆和联杆根据建筑要求、受力大小以及方便相贯节点处理,一般可采用单斜式或双
7、斜式两种组合形式,如图1.61和图1.62所示。图1.6-1 单斜式 图1.6-2 双斜式1.7 节点及其形式 管桁架节点分为球节点、板节点、铸钢节点、鼓节点、法兰节点和相贯节点等。其相贯根本节点形式有T、K、Y;复合节点形式有TY、TK、X等。2 施 工 准 备2.1 材料准备1 管桁架制造使用的钢材、焊接材料、涂装材料和紧固件等必须符合设计要求和现行标准的规定。2 材料代用,采用等截面和等强度的原那么,任何材料代用均必须经设计单位核算认可,并按有关规定办理审批手续。3进厂的原材料除必须有生产厂的出厂质量证书,还应按合同要求和有关现行标准进展检验和验收,做好检查记录。4钢材当钢材的平直度不能
8、满足工艺要求时,应先行矫正。其钢材矫正后,应符合表9.21规定的允许偏差要求。表21 钢材经矫正后允许偏差工程允许偏差钢板,型钢的局部绕曲矢高f在1m围厚度t矢高f14mm1.5mm14mm1.0mm角钢、槽钢、工字钢绕曲矢高f长度的1/1000,但不大于5.mm管材绕曲矢高f15mm1.5mm15mm2.0mm5 焊条 钢管焊条出厂必须按照标准进展严格检查,各项指标到达标准方能容许出厂。使用单位在焊条入库前,应按焊条质量保证书检查焊条质量是否符合要求,型号、牌号是否符合要求。对于管桁架等重要构造的焊条,应按规定经质量复检合格后验收入库。2.2 焊接准备1 管桁架构造焊接全过程,均应在焊接责任
9、工程师的指导下进展。焊接责任工程师必须具备工程师以上技术职称或焊接技师,并依据工程的具体要求及设备能力,编制焊接工艺指导书。2 焊接责任工程师和其它焊接技术人员,应具有承当焊接工程师的总体规划、管理和技术指导的能力。3 焊接责任工程师和其它焊接技术人员应具有钢构造、焊接冶金、焊接施工等方面的知识和经历,并具有焊接施工的方案管理和施工技术指导的能力。4无损检验员必须经过培训,其资格应有文件或证书确认。假设规定由业主委派人员进展检验,应在合同文件中声明。中级以上无损检验员可以在其监视下,让助理检验员完成具体工作,助理检验员同样仍需经过专业培训、考核和实践,取得相关资格方能进展相关的检验工作。中级以
10、上无损检验员应对无损检测结果进展审查、判定,并应对出具的监测报告签证、盖章、存盘、呈报。2.3 深化设计1 管桁架构造一般均需钢构造施工单位进展深化设计,因此要求管桁架构造施工单位应具有相应工程等级的钢构造专项设计资质。2 管桁架构造深化设计的要求如下:1) 应该建立构造整体三维线框模型,对重要部位的复杂节点,还应进展三维实体仿真放样,条件允许时宜建立整体构造三维实体仿真模型。2) 合理选用正确的构造节点形式,重要节点部位应该进展复核计算。3) 根据材料定尺长度,正确确定桁架弦干拼接点位置,同时根据安装条件,确定桁架节段拼接位置。4) 多根杆件相贯时,为保证节点施焊方便,同时保证焊缝质量,应该
11、和构造设计师充分讨论,确定节点工作点的定位以及允许偏心量。5) 对三维的曲线桁架,宜将其弦杆进展二维弧形展开,展开放样时应该充分考虑桁架拼接节点的安装精度与难度,和构造设计师充分讨论,选用合理的拼接节点形式。当二维展开难以满足设计曲线形状时,除考虑三维成型的加工设备条件外,宜和构造师进展充分交流,对加工曲线进展调整。6) 确定全部节点的合理焊缝形式,针对不同焊接部位制定相适宜的焊接工艺。7) 对于复杂节点,必须明确节点的装配关系。8) 确定重要零件、构件的加工工艺。3 相贯线绘制 在具有构造三维实体仿真模型和五轴以上数控相贯线切割机条件下,可以不进展专门的相贯线绘制,当不具备数控相贯线切割机条
12、件时,必须进展相贯线绘制。1) 深化设计常用节点形式:图2.31 主管支管直接相贯图2.32 带加强套管相贯图2.33 球管相贯钢管鼓图2.34管鼓相贯过渡板加劲板图2.35 管板相贯节点连接筒图2.36 管筒相贯节点连接法兰图2.37 法兰连接节点说明:1. 上图中的节点形式为管桁架深化设计过程中常采用的节点形式,其构造要求以及计算原那么按?钢构造设规?GB50017-2003和?网架构造设计与施工规程?JGJ7-91以及相关的钢构造设计构造手册容执行。2. 对于某些重要部位的特殊节点形式,当难以采用手册简化计算公式确定其节点强度时,必须采取辅助手段提供其承载能力数据作为平安保障,一般的手段
13、为有限元仿真计算或实验检测。2) 支座节点 管桁架构造采用的支座节点形式较多,对于一些新型的支座形式,如板式橡胶支座、万向球铰支座、滚轴支座、铸钢支座等应该通过与支座生产专业厂家的沟通,在深化设计阶段应该明确其构造要求,装配关系等,特别是支座安装后钢构造二次施工对支座的不利影响因素以及相应采取的工艺措施必须明确。2.4 制作准备1 放样和号料是管桁架构造制作工艺中的第一道也是至关重要的一道工序,从事放样、号料的技术人员和操作工人要求必须熟悉图纸,仔细了解技术要求,对图纸构件的尺寸和定位方向进展仔细核对。2 对于构造杆件空间关系复杂、连接节点呈空间定位、杆件之间或者杆件与相邻建筑体干预较多的管桁
14、架构造,宜采用三维实体放样,三维实体放样分为整体实体放样和节点局部实体放样,如图2.4a和图2.4b所示。图2.4a整体实体放样图2.4b节点实体放样3 由放样图进展胎架平台制作时,胎架平台工艺补偿尺度一般不得超过2mm.4 构件放样尺寸确定以后,为保证放样准确,应该进展自检,检查样板是否符合图纸要求,核对样板数量,并且报专职检验人员检验。5 下料加工之前,宜在计算机上进展电子图预拼装,当基于三维仿真实体模型条件下放样,可以直接进展数控切割。3 制 作3.1 工艺流程 管桁架加工制作,可以根据具体工程情况在工厂或工地现场进展,其工艺流程见图3.1-1。3.2 工作细那么1 喷丸砂除锈 管桁架的
15、构件推荐使用喷丸除锈,允许使用其他方法,如喷砂除锈、手工除锈、酸洗除锈等,但必须到达设计要求的除锈等级。其除锈等级必须满足GB8923标准的规定。2 接收1 管材对接,必须按JGJ812002标准规定进展焊接工艺评定,确定焊接材料、焊接方法以及焊接工艺参数,以保证接收的质量。2 管材对接焊缝,通常采用加衬管板见图3.2-1和加隔板焊见图3.2-2的等强度全熔透焊接以及加外套筒见3.2-3和插入式的等强度角焊缝焊接,焊缝的质量等级必须到达设计图纸具体要求。3 一样管材同管径同壁厚对接形式:见图3.2-1、图3.2-2、图3.2-3所示。图3.1-1 加工制作工艺流程相贯线切割弯 管节点球、板或铸
16、件加工管桁架分段单元拼装检 验检 验 节点焊接检 验油漆、标识合格或货合格或货管材验收喷丸或喷砂机除锈退货或换货接 管检 验不合格合格不合格合格喷刷工厂底漆不合格不合格不合格退货或换货管材验收合格图3.2-1 加衬管板的单面焊示意图图3.2-2 加隔板焊示意图图3.2-3 加外套筒角焊示意图4 不同管材对接形式分为:径一样壁厚不同、外经一样壁厚不同和径外经均不同三种情况。不同管材对接,分别应采取下述措施到达管材之间的平缓过渡。详见图3.24、图3.25、图3.26所示。图3.2-4径一样壁厚不同管材对接示意图图3.2-5 外径一样壁厚不同管材对接示意图图3.2-6 径外经均不同管材对接示意图5
17、 焊缝的坡口形式,在管壁厚度不大于6mm时,可用I形坡口,其坡口宽度b应控制在4mm8mm,见图3.27。在在管壁厚度大于6mm时,可用V形坡口,间隙应控制在25mm,坡口角度应根据管壁厚度和使用焊条或焊丝直径,在5580选择,见图3.28。6 衬管一般选用壁厚410mm,长度4060mm为宜。图3.2-7I形坡口管对接图 图3.28V形坡口管对接图7 管材焊接,可以采用二氧化碳气体焊和手工电弧焊。接收焊缝应冷却到环境温度后进展外观检查,Q195、Q235、20材质的管材应在焊接后焊缝自然冷却到环境温度;Q295、 Q345、09MnV、09MnNb、12Mn、12Mn、14MnNb、16Mn
18、16MnRE、18Nb材质的管材应在焊接完成24h后;Q390、Q420、Q460、15MnV、15MnTi、16MnNb、15MnVN、14MnVTiRE材质的管材应在焊接完成48h后,进展超声波探伤检查。8 管材的最短接长为二倍D管材外经且不得小于600mm。管材接收后,每10000mm的对接接头不得超过3个;每5000mm的对接接头不得超过2个;每3000mm的对接接头不得超过1个。且对接接头处焊缝应与节点焊缝错开为1D并不得小于200mm的距离,如图3.2-9所示。图3.2-9 对接接头焊缝与节点焊缝错开示意图9 一样管材同管径同壁厚对接,接口错边小于0.15t(t为壁厚)且小于等于
19、3mm。3 相贯线切割1 相贯线的切割,必须采用专用数控相贯线切割机进展。管件在切割前,必须用墨线弹出基准线,作为相贯线切割的起止和管件拼装的定位线。并保证相交管件的中心轴线交汇于一点。如果管桁架中,斜腹杆中心线交汇于弦杆中心线的外侧即正偏心或侧负偏心,那么应使交汇的偏心距最小,且应满足:-0.55d0e0.25 d0或-0.55h0e0.25 h0,如图3.2-10所示。相贯线的切割,应按照先大管后小管、先主管后支管、先厚壁管后薄壁管的顺序进展。图3.2-10 斜腹杆、弦杆中心线的偏心示意图注:d0为圆管直径;h0为矩管高度;e为偏心距。2 管件壁厚大于6mm,应按图3.2-27、图3.2-
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- 桁架 结构 制作 安装 施工工艺 设计
