管桁架工程施工方案.docx

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工程施工程序

6.1.1钢结构工程施工程序主线：

管桁架钢管工厂下料

管桁架现场拼装

施工准备

详细计划制定

檩条、屋面板制作

屋面系统安装

管桁架安装

完工准备

6.1.2钢结构制作程序主线

管桁架钢管下料、抛丸除锈、底漆

制作准备

檩条、屋面板制作

零、部、构、配件运输

现场拼装

6.2钢结构制作方案

钢构件的制作采用工厂配合现场的方式来完成，管桁架杆件在车间内完成制作，管桁架拼装在现场搭设拼装台架来完成。

管桁架支座、檩条支托、檩条、装饰架焊接H型钢均在工厂制作完成后,运往施工现场。

屋面板拟在现场制作,将压瓦机运输到施工现场加工屋面板.

制作中应保持工厂与现场的制作联系。

6.2.1管桁架制作工艺流程：

管桁架加工制作，工艺流程见图6.2.1-1。

管材验收

不合格

喷丸或喷砂机除锈

合格

检　验

接管

喷（刷）工厂底漆

退货或换货

不合格

合格

桁架分段单元拼装

检验

节点球、板和铸件加工

合格

节点焊接

检　验

不合格

油漆、标识

弯管

检验

相贯线切割

不合格

不合格

合格

图6.2.1-1工艺流程图

6.2.2制作准备

6.2.2.1放样和号料是管桁架结构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、操作工要求必须熟悉图纸，仔细了解技术要求，对图纸构件的尺寸和定位方向进行仔细核对。

6.2.2.2对于结构杆件空间关系复杂、连接节点呈空间定位、杆件之间或者杆件与相邻建筑体干涉较多的管桁架结构，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6.2.2-1、6.2.2-2所示。

图6.2.2-1整体实体放样图6.2.2-2节点实体放样

6.2.2.3由放样图进行胎架平台制作时，胎架平台工艺补偿尺度一般不得超过2mm.

6.2.2.4构件放样尺寸确定以后，为保证放样准确，应该进行自检，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。

6.2.2.5下料加工之前，宜在计算机上进行电子图预拼装，当基于三维仿真实体模型条件下放样，可以直接进行数控切割。

6.2.3管桁架制作工艺细则

6.2.3.1喷丸（砂）除锈

1）管桁架的构件使用喷丸除锈、喷砂除锈，必须达到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）抛丸除锈需达到Sa2.5级：

完全除去黑皮、铁锈与其他外界异物，再经过吸尘机或压缩空气彻底清除灰尘与锈垢，仅允许少量点锈或丝锈存在，钢铁表面呈近似灰白色金属如Sa2.5及标准图片所示。

3）抛丸除锈要求：

a.原材料、构件未经品质检验合格，不得作抛丸除锈处理。

b.钢珠规格须符合规定要求为16-40目（参见QC工程表）。

c.工作环境相对湿度超过85%，不得施工。

d.抛丸除锈后，若焊道上或其附近留有焊渣、油污等应予清除，清除部位应再作处理。

e.埋设于混凝土内的部份可不作防锈处理但应除去黑皮。

f.抛丸除锈完成后，应会同相关检验人员检验合格后，于4小时内喷涂第一道底漆。

6.2.3.2钢管对接

1）管材对接，必须按JGJ81—2002标准规定进行焊接工艺评定,确定焊接材料、焊接方法以及焊接工艺参数，以保证接管的质量。

2）管材对接焊缝，通常采用加内衬管（板）（见图6.2.3.2-1）的等强度全熔透焊接以及加外套筒（见图6.2.3.2-2）和插入式的等强度角焊缝焊接，焊缝的质量等级必须达到设计图纸具体要求。

3）相同管材（同管径同壁厚）对接形式：

图6.2.3.2-1加内衬管（板）的单面焊示意图

图6.2.3.2-2加外套筒角焊示意图

4）不同管材对接形式分为：

内径相同壁厚不同、外经相同壁厚不同和内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达到管材之间的平缓过渡。

详见图6.2.3.2-3、图6.2.3.2-4、图6.2.3.2-5所示。

图6.2.3.2-3内径相同壁厚不同管材对接示意图

图6.2.3.2-4外径相同壁厚不同管材对接示意图

图图6.2.3.2-5内径外经均不同管材对接示意图

5）管对接焊缝的坡口形式，在管壁厚度不大于6mm时，可用I形坡口，其坡口宽度应控制在4mm～8mm，见图5a。

在在管壁厚度大于6mm时，可用V形坡口，间隙应控制在2～5mm内，坡口角度α应根据管壁厚度和使用焊条或焊丝直径，在55°～80°内选择，见图6.2.3.2-6内衬管一般选用壁厚4～10mm,长度40～60mm为宜。

　　　　　　　图6.2.3.2-6I形坡口管对接图

图6.2.3.2-7　V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。

接管焊缝应冷却到环境温度后进行外观检查，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、16Mn材质的管材应在焊接完成24h后；Q390、Q420、Q460材质的管材应在焊接完成48h后，进行超声波探伤检查。

8）管材的最短接长为二倍D（管材外经）且不得小于600mm。

管材接管后,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6.2.3.2-7所示。

图6.2.3.2-7对接接头焊缝与节点焊缝错开示意图

9）相同管材（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3mm。

6.2.3.3相贯线加工工艺

6.2.3.3.1数据计算

采用先进的日本软件KASTL以及AUTOCAD制作拱、桁架、支撑的工作图，其中难点为中、前拱的工作图制作，制作时按设计图制成三维空间桁架，并利用计算机求出各分断处各点的三维坐标和腹杆的长度，以便现场拼装。

相贯线的加工主要采用原寸（放样）作业相贯杆件的切割采用数控管线切割机。

它能根据事先编制的放样程序在电脑控制下自动切割。

因此对相贯管件的切割来说，切割程序的编制极为重要。

使用整套的钢结构放样与材料管理集成软件（PIPE-COAST，WINCAD，WIN3D，A-BOX，NESCUT等）并结合EXCEL与AutoCAD程序可实现这一目标。

具体的编制过程如下：

在EXCEL中输入节点坐标，做成一定的格式。

然后在AutoCAD中调用自行开发的AUTOLISP程序，生成以各节点坐标为端点的线框模型。

这是整个原寸放样工序的基础，要求输入电子表格的数据绝对正确，为此技术人员将对其进行反复检查。

线框模型建立后，转换成DXF（标准图形交换文件）文件输入WIN3D设计软件中。

该软件用于三维结构分析的全32位设计系统。

使用先进的计算机图形技术，使之在对空间结构的分析与计算上具有独特的优势。

经过WIN3D计算所得的杆件角度、长度等参数输入PIPE-COAST软件的“切割数据单”同时参照“制作要领书”，选择正确的加工设备、切割速度、坡口角度等各工艺元素。

并由专人负责对“切割数据单”做缜密、多道的检查，以保证在进入加工指令编制前所有数据正确无误。

PIPE-COAST接受数据后，先生成单根管件的加工指令。

由于没有进行材料利用的优化处理，还不能直接交工厂加工。

为减少材料的损耗,同时进行材料的套料工作。

套料前先根据设计图将各部件的长度、数量和重量输入A-BOX系统，由A-BOX系统生成工厂用“部材表”，同时也将所有数据输入NESCUT（材料优化软件）系统。

NESCUT系统是一个优秀的材料优化软件，录入NESCUT数据库的管件会自动地、以最优化的方式排于已有的原材料上。

其材料利用率可达95%以上，如果进行适当的人工干预，利用率更可达到98%。

根据NESCUT的套料结果，将各单个管构件组合在一个原管上，组成“复合切割指令”。

即可将放样程序下发车间，分批实施切割加工。

6.2.3.3.2数控相贯线切割机切割

通过试验事先确定各种规格杆件预留的焊接收缩量，在计算杆件钢管的断料长度时计入预留的焊接收缩量和钢管端面机械切削坡口的加工余量，输入程序。

依据数控数据，用HW.GGKW4－600（六维）和LMGQ/P-A800（四维）相贯线切割机对每根管件进行相贯线的切割及相应接口处坡口的加工。

加工后的管件放入专用的贮存架上，以保护管件的加工面。

管件的检验方法为：

原寸用塑料薄膜按1:

1作成检验型板，型板上标上管件的编号。

利用型板贴在相贯线管口，检验吻合程度。

管件精度偏差为正负1mm，以较高的切割精度来保证桁架的制造质量和尺寸精度。

1）杆件的下料采用数控相贯线切割机进行，其切割给位置、长度均可保证与施工详图一至。

2）其工艺顺序

管件上机卡紧→数据输入→数据校对→管件切割→打坡口、清理切割面

3）相贯线的切割，必须采用专用数控相贯线切割机进行。

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）或内侧（负偏心），则应使交汇的偏心距最小，且应满足：

-0.55d0≤e≤0.25d0或-0.55h0≤e≤0.25h0，如图6.2.3.3-1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行。

图6.2.3.3-1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。

4）管件壁厚大于6mm,应按图6.2.3.3-2、图6.2.3.3-3、图6.2.3.3-4和表6.2.3.3的坡口要求，采用定角、定点、固定坡口的方式与相贯线配套切割相贯节点焊接坡口。

5）相贯线形式主要分为：

a.二管相贯线

垂直相交相贯线，如图6.2.3.3-2所示。

图6.2.3.3-2垂直相交相贯线示意图

斜交相贯线，如图6.2.3.3-3所示。

图6.2.3.3-3斜交相贯线示意图

偏心相交相贯线，如图6.2.3.3-4所示。

图6.2.3.3-4偏心相交相贯线示意图

b.三管相交相贯线,如图6.2.3.3-5所示。

图6.2.3.3-5三管相交相贯线示意图

c.多管相贯线,如图6.2.3.3-6所示。

图6.2.3.3-6多管相贯线示意图

d.与环管相贯线

与外环管相贯线,如图6.2.3.3-7所示。

图6.2.3.3-7外环管相贯线示意图

与内环管相贯线,如图6.2.3.3-8所示。

图6.2.3.3-8内环管相贯线示意图

4）若采用火焰或等离子数控相贯线切割机进行相贯线切割，切割后必须将相贯线周围残留熔渣清除干净，防止焊接缺陷产生。

5）管件切割时应根据不同的节点形式，参考下述规定预留焊接收缩余量：

钢管球节点加衬管时，每条焊缝收缩余量应留1.5～3.5mm，不加衬管时，每条焊缝收缩余量应留1.0～2.0mm。

焊接钢板节点，每个节点焊缝收缩余量应留2.0～3.0mm。

相贯节点，每条焊缝收缩余量应留1.0～2.0mm。

6.2.3.4弯管工艺

1）弯管可以采用冷弯和热弯的方法。

但对于管径较大和壁厚较厚弯曲半径较小（通常R﹤20m）的管件推荐较使用较为先进的中频热弯工艺。

2）工艺顺序

依据施工详图在钢板平台上放样→安装工装卡具→固定电动油压千斤顶→管件放置试顶弯（确定其火烤位置）→管件顶弯→管件卸下监测其回弹（确定是否弯制到位）

3）弯管工