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管桁架技術 當前位置: 首頁 > 技術支持 > 管桁架技術
管桁架制作(通用)工藝 添加時間:2020-05-31

本工藝僅適用于管桁架鋼構件的加工制造焊接施工。適用于強度等級為Q345B和Q235B系列的鋼材。本工藝文件是根據加工焊接設備所具有的功能,并經焊接工藝性試驗,以及焊接技術管理能力和生產實踐為基礎而編制。本工藝流程符合管桁架鋼構件制作加工工藝流程及重點部位檢查流程圖。 編制的主要依據為,《鋼結構工程施工質量驗收規范》(GB50205—2001)和《建筑鋼結構焊接技術規程》(JGJ81—2002),《高層民用建筑鋼結構技術規程》(JGJ99-98)以及焊接工藝性試驗結果。

第一章 編制依據

1)《高層民用建筑鋼結構技術規程》 JGJ99-98

2)《建筑鋼結構焊接規程》 JGJ81-2002

3)《鋼結構工程施工質量驗收規范》 GB50205-2001

4)《結構用無縫鋼管》 GB8162-1999

5)《直縫電焊鋼管》 GB11345-89

6)《低合金鋼焊條》 GB5118-95

7)《碳鋼焊條》 GB5117-95

8)《熔化焊用鋼絲》 GB/T14957-94

9)《氣體保護焊用鋼絲》 GB/Y14958-94

10)《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級法》

GB11345-91

11)《鋼結構設計規范》 GB50017-2003

12)《碳素結構鋼》 GB700-88

13)《低合金高強度結構鋼》 GB/T1591-94

14)《厚度方向性能鋼板》 GB5313-85

第二章 工程材料

一 管材的要求

管桁架材料主要采用Q235B和Q345B鋼材,其質量標準符合現行國家標準《碳素結構鋼》(GB700-88)及《低合金高強度結構鋼》(GB/T1591-94)的要求。其力學性能及碳、硫、磷、錳、硅含量的合格保證必須分別符合標準《結構用無縫鋼管》(GB8162-1999)。

二 板材及型材的要求

1 所有鋼材必須具有質量證明書, 并應符合設計要求及相關規范。對所有材料應按有關規定進行抽樣檢驗及抽樣復檢,取樣方法與檢驗結果應符合國家現行標準的規定;厚鋼板必須依規定作UT檢測,檢查是否有不符合規定的夾層存在.

2 鋼材應無脫皮裂傷、翹曲等缺陷,當鋼材的表面有銹蝕、麻點或劃痕等缺陷時,其深度不得大于該鋼材厚度負允許偏差值的1/2;

3 鋼材表面銹蝕等級應符合現行國家標準《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》GB8923規定的C級及C級以上;

4 鋼材端邊或斷口處不應有分層、夾渣等缺陷。

5 主要鋼材鋼板及型鋼的化學成分、力學性能和其它質量要求均應按相應的國家現行規范標準執行。

三 螺栓的要求

1高強螺栓

六角頭高強度螺栓及其螺母、墊圈的制作及技術條件應分符合中國國家標準GB1228-91、GB1229-91、GB1230-91、GB/T1231-91的規定。

2普通螺栓

C級螺栓,其性能等級為符合圖紙的材質要求。普通螺栓及其螺母、墊圈的制作應分別符合中國國家標準GB5780-86、GB41-86、GB95-86的有關規定。

四 焊材的要求

1焊材的品種、規格、性能等應符合現行國家產品標準和設計要求;

2手工焊接所用焊條型號應與母材金屬強度相適應。自動焊接或半自動埋弧焊接所用的焊絲和焊劑等,應與母材金屬強度相適應。所有焊條必須有合格證明焊接材料與母材的匹配應符合設計要求及國家現行行業標準的規定;

3對用于一級焊縫等重要鋼結構的焊接材料應進行抽樣復驗,復驗的數量、方法及結果應符合現行國家產品標準和設計要求;

4嚴禁使用有藥皮脫落、焊芯生銹等缺陷的焊條;焊劑應按規定進行烘焙后使用。

5焊材使用方法如下表所示

管桁架工程

焊接方法

   

材質

   

焊材牌號

   

焊接位置

   

手工電弧焊

   

Q345B

   

E506

   

定位焊

對接 角接

   

Q235B

   

J422

   

埋弧自動焊

   

Q345B

   

H10Mn2+SJ101

H08MnA+HJ431

   

對接

角接

   

Q235B

   

HO8A+HJ431

   

CO2氣體保護焊

   

Q345B

   

ER50-6

   

定位焊

對接 角接

   

Q235B

   

ER50-6

   

6 焊劑在使用前需按規定進行烘焙:SJ101需300℃烘焙2小時,HJ431需250℃烘焙2小時。

五 涂料要求

各種涂料必須具備產品合格證書和混合涂料的配料說明書。因存放過久,超過使用期的涂料,應取樣進行質量檢測,檢測項目按產品標準的規定或設計部門的要求進行。

1 涂料色澤應按設計要求,符合《漆膜顏色標準》GB3181-95色卡編號,必要時可作樣板,封存對比。

2 涂料調制應攪拌均勻,防止沉淀,影響色澤,當天使用的涂料應在當天配置。

3 不得隨意添加稀釋劑。當粘度過大,不便涂(噴)刷時,可適量加入,但一次添加劑量不得超過5%。

第三章 管桁架制作工藝

一 管桁架制作流程

管桁架制作流程示意圖如下:

二.管桁架鋼結構制作重點和技術難點

1鋼管相貫線坡口切割

由鋼管組成的桁架,有大量的管子相貫坡口。管子相貫線是一個空間曲線,且其坡口角度是隨曲線的變化而變化的,管子相貫線的切割好壞直接關系到桁架的焊接質量及外觀質量,是制作過程的關鍵。采用數控相貫線切割機進行切割,能夠根據放樣程序在電腦上控制自動切割,并能一次性坡口成形,坡口角度可隨圓周變化,以滿足相貫線接頭處趾部、根部和側部的不同焊接要求。

2 鋼管線性彎弧

空間桁架,主桁架弦桿一般是空間曲線,管子的線型彎弧必須光順美觀且要達到標準要求,為確保鋼管彎曲圓滑成形,必須防止起鼓、起皺。

3 節點制孔

鋼結構的零件鉆孔采用數控平面鉆或搖臂鉆進行鉆孔,為了確保鉆孔精度和質量,采用模鉆時均須有放樣劃線劃出基準軸線和孔中心,采用數控鉆的首次加工品均需檢驗合格后才能批量鉆孔,零件、部件、構件鉆孔后均需檢驗合格才準轉入其它工序。

4 焊接順序和焊接余量的控制

由于焊接變形會影響構件的整體精度尺寸,焊接過程中應制定合理的焊接順序和焊接方法。

1)對于弦桿節點的焊接余量,應首先試作一實驗節點,焊接完成后進行測量,根據測量值確定焊接余量的大小。

2)桁架一般首先焊接中間節點,再向桁架兩端節點擴展。

3)上下弦桿一般首先焊接下弦桿,再焊接上弦桿,保證整體桁架不會產生下撓的變形。

三 放樣

1放樣基本要求

所有構件應按照細化設計圖紙及制造工藝的要求,進行手工1:1放大樣或計算機的模擬放樣,核定所有構件的幾何尺寸。放樣檢驗合格后,按工藝要求制作必要的角度、槽口、制作樣板和胎架樣板。樣板的允許偏差如下表

項目

   

平行線距離和分段尺寸

   

對角線差

   

寬度長度

   

孔距

   

樣板角度

   

允許偏差

   

±0.5mm

   

1.0mm

   

±0.5mm

   

±0.5mm

   

±20’

   

2構件收縮余量的要求

構件收縮余量圖紙和工藝文件有要求時按照要求執行,沒有要求時按照下表執行:

板厚mm


四 預拋丸

1一般管桁架組裝后整體尺寸都比較大,所以在組裝前所有鋼管和零部件都必須預拋丸處理。

2除銹等級應達到GB8923-88標準Sa2.5級,鋼材除銹經檢驗合格后,應在六小時內噴涂防銹底漆。

3涂漆時應注意,相貫切割端和需對接端頭不允許涂刷油漆。

五 下料

1所有鋼管件建議應采用數控相貫線切割機進行下料,如管徑過大可采用鋼管自動切割機下料,鋼管兩端對接坡口55度;

2對主管原則上長度按定尺采購,下料時放焊接收縮余量,焊接收縮量根據圖紙或工藝要求進行預留,無要求時按照以下要求進行預留:鋼管壁厚≤6mm,每個節點預留1mm;鋼管壁厚≥8mm,每個節點預留1.5mm;具體坡口如下圖,

主管端頭坡口示意圖

3對于支撐腹桿,下料時,焊接收縮量根據圖紙或工藝要求進行預留,無要求時按照以下要求進行預留:鋼管壁厚≤6mm,預留1-1.5mm;鋼管壁厚≥8mm,預留1.5-2mm;下圖為相貫線切割機下料后端頭拼裝的形狀示意圖。

4下料后,必須立即對構件或桿件進行檢驗,當鋼管不平直及有局部凹陷時,應對鋼管進行矯正;

5下料后,用油漆筆在桿件端部工整書寫桿件號,同榀桁架的桿件放在一起,如距離拼裝場地較遠,可進行打包,并掛標識鐵牌,在鐵牌上寫明桿件所用的構件編號、桿件號、數量。在下料倒運過程中,盡量避免磕碰,彎曲變形,用吊帶進行吊裝。

6 鋼管、型鋼切割前應事先排料,鋼管桁架分段弦桿應以鋼管最大利用長度對接,但應使接頭至腹桿與弦桿節點的距離大于或等于500mm。腹桿對接時,接頭位置原則上不大于桿件長度的三分之一(具體視管子來料情況定)但不小于500mm。

7鋼板的切割,應根據放樣套料圖及數控切割下料圖,分別進行數控自動切割、半自動切割。

8節點板和加勁板用剪板機、數控火焰切割機、半自動切割機下料。,不允許采用手工切割下料。

9彎管

(1)桿件彎圓冷彎圓管通常采用拉彎和壓彎的辦法。拉彎加工要求提供彎管管件的半徑、管長(中心線長度)。壓彎加工要求提供彎管管件的拱高、管內外弦長。

(2)彎曲后,鋼管直徑變化不大于3mm,壁厚變化不大于1mm,鋼管表面不能出現折痕和凹凸不平的現象。然后切割端頭,按前述方法下料。

(3)較大半徑和板厚的圓管在工廠內一般采用放地樣進行火焰煨彎。煨彎過程中注意控制溫度,防止起皺和急彎的產生。

10鋼管的對接:鋼管與鋼管之間的對接,內設襯管,在胎架上進行,具體形狀尺寸如下圖:

六 裝配焊接

1 圓管桁架組裝的質量要求

(1) 鋼管對接焊縫同其它焊縫的間距不小于200mm。直縫焊接鋼管對接時,兩縱縫在圓周上的間距不小于200mm(設計有特別要求的按設計執行)。

(2)原則上腹桿不允許對接,腹桿長度超過1700mm時允許對接,且每根腹桿中最多只允許有一個對接接頭,最短的管子不能小于2倍的管子直徑且不能小于800mm。對接接頭要求為一級焊縫(設計有特別要求的按設計執行)。

(3) 主管對接焊縫應距離桁架腹桿交點200mm以上(設計有特別要求的按設計執行)。

(4) 構件不要求設引弧、熄弧板的角焊縫,終止處必須進行包角焊,引弧和熄弧端相距10mm以上。

(5) 圓管桁架組裝、預拼在胎架或者平臺上,按照工藝規定的工序進行,組裝前對零部件進行檢查,組裝的允許偏差見下表。

(6)由于桁架結構基本相同,將選擇有代表性的桁架進行工藝分析。為保證各主管尺寸形狀的正確性,在裝配前進行預拼裝,在連接處增加連接耳板,用螺栓進行連接(不焊),檢查其正確性,如有不符立即進行矯正、整改。

(7)對桁架主管及相互之間的腹桿在裝配平臺上利用組裝胎架(如下圖)進行裝配,裝配順序為在胎架上先組裝上弦及下弦的主管,確定其空間位置,然后裝配支管并定位、焊接。

方型桁架裝配胎架示意圖

三角形桁架裝配胎架示意圖

(8)拼裝胎架將桁架主管固定在裝配平臺上,再用龍門吊將已接好的主管放置在如圖對應位置,固定定位塊,調節調整板,確保主管之間的相對位置;

方形桁架裝配位置示意圖

三角形桁架裝配位置示意圖

(9) 在胎架上對主管的各節點的中心線進行劃線;

(10)桁架的結構形式為弦桿貫通,腹桿焊接在弦桿上,其節點為腹桿與弦桿直接焊接,直接焊接的相貫節點,其形式如下:

(11)裝配腹桿并定位焊,對腹桿接頭定位焊時,不得少于4點;定位焊后檢驗定位焊后組件的正確性。

2 桁架的焊接要求

(1)管桁架組裝定位好后,對縱橫桁架進行焊接,焊接時,為保證焊接質量,盡量避免仰焊、立焊。

(2)桁架結構采用腹桿與弦桿直接焊接的相貫節點,弦桿截面貫通,腹桿焊接于弦桿之上,焊接時,對如下圖所示節點,當支管與主管的夾角小于90度時,腹桿端部的相貫焊縫分為A,B,C,D四個區域,其中A,B區采用等強坡口對接熔透焊縫,D區采用角焊縫,焊縫高度為1.5倍管壁厚,焊縫在C區應平滑過渡。當腹桿與弦桿相垂直時,腹桿端部的相貫焊縫分為A,B兩個區域,當腹桿壁厚不大于5mm時可不開坡口,由于在趾部為熔透焊縫,在根部為角焊縫,側邊由熔透焊縫逐漸過度到角焊縫,同時考慮焊接變形,因此必須先焊趾部,再焊根部,最后焊側邊。

節點焊縫位置分區

(3)桁架支座節點處的焊接,其加勁肋、短鋼柱與支座底板之間及加勁肋與短鋼柱之間均用雙面角焊縫連接,滿焊。

(4)相貫接頭部分焊透焊縫各區坡口形狀與尺寸細節應符合下圖要求;

(5)管材T、Y、K形相貫接頭角焊縫的計算厚度

七 桁架制作分段

1 空間桁架超長時,在地面上根據桁架的長度制作胎架,為保證桁架弧線的尺寸精度,桁架按臥位平放的方式進行拼裝,如下示意圖所示。

2 桁架主管的各個分段部位用如下圖方法用螺栓臨時固定;

主管之間臨時連接固定示意圖

3在鋼平臺上,劃出桁架各弦桿、腹桿中心線及輪廓線的投影線。根據桁架長度設置弧形胎架。拼裝胎架放線時,應考慮到桁架位置的逐步變化

4 桁架預拼裝允許偏差見下表

構件類型

   

項 目

   

允許偏差

   

梁、桁架

   

跨度最外端兩安裝孔或兩端支撐面最外側距離

   

+5.0

-10.0

   

接口截面錯位

   

2.0

   

拱度

   

設計要求起拱

   

±L/5000

   

設計未要求起拱

   

L/2000

0

   

節點處桿件軸線錯位

   

4.0

   

管構件

   

預拼裝單元總長

   

±5.0

   

預拼裝單元彎曲矢高

   

L/1500且不大于10.0

   

對口錯邊

   

t/10且不大于3.0

   

坡口間隙

   

+2.0

-1.0

   

5 桁架拼裝焊接固定后再根據工程要求進行分段拆開。

6 拆開后分段后包括散件出廠現場拼裝的鋼管,必須做好標識,在兩端各100mm處作中心線樣沖標記和現場對接編號。

八 除銹噴漆

1 由于桁架桿件都經過預拋丸除銹處理,噴漆前需使用砂輪機和風動工具清除桁架表面殘渣物后再進行噴漆。

2 涂漆時應注意,凡是高強螺栓連接范圍內不允許涂刷油漆或有油污,工地焊接部位不噴漆。

3 使用油漆干膜電子測厚儀測量,每個構件檢測5處,每處的數值為3個相距50mm測點涂層干膜厚度的平均值。

4 涂裝檢測特別注意是否有因搬運所造成的撞傷、碰傷及變形而損傷油漆涂膜。

5 補漆:

(1)預涂底漆鋼材如表面因滾壓、切割、焊接或安裝磨損,以致油漆損壞或生銹時,必須用噴珠或電動工具清理后,再行補漆。

(2)油漆涂裝后,漆膜如發現有龜裂、起皺、刷紋、垂流、粉化、失光等現象時,應將漆膜刮除以砂紙研磨后重新補漆。

(3)油漆涂裝后,如有發現起泡、裂陷洞孔、剝離生銹或針孔等現象時,應將漆膜刮除并經表面處理后,再按規定涂裝間隙層次予以補漆。

(4)補漆材料必須采用與原施工相同性質的材料。

九 構件的包裝及運輸

產品制造完成入庫后,應該按規定要求進行包裝,臨時堆放應盡可能堆放在平直不積水的場地,廠內、外堆放都必須整齊、合理、標識明確,必要時做好防雨、霧處理,對接面應得到確實保護。按桁架安裝順序做好發運的準備。


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