圆管桁架制作通用工艺011.docx
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圆管桁架制作通用工艺011
圆管桁架制作通用工艺011
钢结构作业文件
文件编号:
WYZG-011
版本号/修改次数:
圆管桁架制作通用工艺
受控状态:
受控本
发放序号:
编写
审核
批准
发布日期:
实施日期:
1、主体内容与适用范围
1.1主体内容:
管桁架的一般制作流程。
1.2适用范围:
管桁架的制作。
2、编制依据
1)《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98
2)《建筑钢结构焊接规程》JGJ81-2002
3)《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
4)《结构用无缝钢管》GB8162-1999
5)《直缝电焊钢管》GB11345-89
6)《低合金钢焊条》GB5118-95
7)《碳钢焊条》GB5117-95
8)《熔化焊用钢丝》GB/T14957-94
9)《气体保护焊用钢丝》GB/Y14958-94
10)《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》GB11345-91
11)《钢结构设计规范》GB50017-2003
12)《碳素结构钢》GB700-88
13)《低合金高强度结构钢》GB/T1591-94
14)《厚度方向性能钢板》GB5313-85
3、材料的要求和选用
管桁架材料主要采用Q235B和Q345B钢材,其质量标准符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB700-88)及《低合金高强度结构钢》(GB/T1591-94)的要求。
3.1原材料的选用及其适用标准
3.1.1钢管
其力学性能及碳、硫、磷、锰、硅含量的合格保证必须分别符合标准《结构用无缝钢管》(GB8162-1999)。
3.1.2钢板及型钢:
(1)其力学性能及碳、硫、磷、锰、硅含量的合格保证必须分别符合标准《碳素结构钢》(GB700-88)和《低合金高强度结构钢》(GB/T1591-94),其强屈比不得小于1.2,伸长率应大于20%,有良好的可焊性及明显的屈服台阶,钢材的屈服点不宜超过其标准值10%。
(2)板厚等于或大于40mm时,为防止层状撕裂,要求板厚方向断面收缩率不小于国家标准《厚度方向性能钢板》(GB5313-85)中的Z15级规定的容许值。
3.1.3高强度螺栓
大六角头高强度螺栓及其螺母、垫圈的制作及技术条件应分符合中国国家标准GB1228-91、GB1229-91、GB1230-91、GB/T1231-91的规定。
3.1.4普通螺栓:
(1)C级螺栓,其性能等级为符合图纸的材质要求。
(2)普通螺栓及其螺母、垫圈的制作应分别符合中国国家标准GB5780-86、GB41-86、GB95-86的有关规定。
焊接材料
(1)焊接材料图纸和工艺有要求时按照图纸和工艺要求执行,无要求时按照下表进行选用:
表1
焊接方法
材质
焊材牌号
焊接位置
手工电弧焊
Q345
E5015/E5016
定位焊对接角接
Q235
E4303/E4315
埋弧自动焊
Q345
H08MnA+SJ101
对接角接
Q235
H08A+SJ101
CO2气体保护焊
Q235、Q345
ER50-6
定位焊对接角接
(2)焊接材料烘干温度表:
表2
焊接材料牌号
使用前烘焙条件
使用前存放条件
焊条E5015
350-380℃;2h
100-150℃
焊剂SJ101
300-350℃;1h
100-150℃
油漆材料:
具体见每个具体工程的《工艺要领书》
4、制作工艺要领
4.1管桁架制作流程
4.2.管桁架钢结构制作重点和技术难点
管子相贯线剖口切割
由钢管组成的桁架,有大量的管子相贯剖口。
管子相贯线是一个空间曲线,且其坡口角度是随曲线的变化而变化的,管子相贯线的切割好坏直接关系到桁架的焊接质量及外观质量,是制作过程的关键。
采用数控相贯线切割机进行切割,能够根据放样程序在电脑上控制自动切割,并能一次性坡口成形,坡口角度可随圆周变化,以满足相贯线接头处趾部、根部和侧部的不同焊接要求。
管子线型加工
桁架是空间桁架,主桁架弦杆一般是空间曲线,管子的线型必须光顺美观且要达到标准要求,为确保钢管弯曲圆滑成形,必须防止起鼓、起皱。
节点制孔
钢结构的零件钻孔采用数控平面钻或摇臂钻进行钻孔,为了确保钻孔精度和质量,采用模钻时均须有放样划线划出基准轴线和孔中心,采用数控钻的首次加工品均需检验合格后才能批量钻孔,零件、部件、构件钻孔后均需检验合格才准转入其它工序。
4.2.4焊接顺序和焊接余量的控制
由于焊接变形会影响构件的整体精度尺寸,焊接过程中应制定合理的焊接顺序和焊接方法。
1)对于弦杆节点的焊接余量,应首先试作一试验节点,焊接完成后进行测量,根据测量值确定焊接余量的大小。
2)桁架一般首先焊接中间节点,再向桁架两端节点扩展。
3)上下弦杆一般首先焊接下弦杆,再焊接上弦杆,保证整体桁架不会产生下挠的变形。
4.3各工序加工要领
4.3.1放样
(1)放样基本要求
所有构件应按照细化设计图纸及制造工艺的要求,进行手工1:
1放大样或计算机的模拟放样,核定所有构件的几何尺寸。
放样检验合格后,按工艺要求制作必要的角度、槽口、制作样板和胎架样板。
样板的允许偏差如下表:
表3
项目
平行线距离和分段尺寸
对角线差
宽度长度
孔距
样板角度
允许偏差
±0.5mm
1.0mm
±0.5mm
±0.5mm
±20’
(2)构件收缩余量的要求
构件收缩余量图纸和工艺文件有要求时按照要求执行,没有要求时按照下表执行:
表4
板厚mm
每个对接缝收缩余量mm
每个环缝接口收缩量mm
≤16
1.5
1.0
>16
2.5
1.5
4.3.2下料
(1)钢管件应采用管子切割机或锯床下料,钢管两端坡口30度;
(2)对主管原则上长度按定尺采购,下料时放焊接收缩余量,焊接收缩量根据图纸或工艺要求进行预留,无要求是按照以下要求进行预留:
钢管壁厚≤6mm,每个节点预留1mm;钢管壁厚≥8mm,每个节点预留1.5mm;具体坡口如下图,并在工装划出纵向直线,相隔900、四条及节点圆周环线,打样冲眼。
主管端头示意图见下左图:
对于支撑杆件,下料时,焊接收缩量根据图纸或工艺要求进行预留,无要求时按照以下要求进行预留:
钢管壁厚≤6mm,预留1~1.5mm;钢管壁厚≥8mm,预留1.5~2mm;如下图为相贯线切割机下料后端头的形状示意图。
支管端头示意图见下右图:
下料后,必须立即对构件或杆件进行检验,当钢管不平直及有局部凹陷时,应对钢管进行矫正;
下料后,用油漆笔在杆件端部工整书写杆件号,同榀桁架的杆件放在一起,如距离拼装场地较远,可进行打包,并挂标识铁牌,在铁牌上写明杆件所用的构件编号、杆件号、数量。
在下料倒运过程中,尽量避免磕碰、划伤油漆,用吊带进行吊装。
3)钢管、型钢切割前应事先排料,钢管桁架分段弦杆应以钢管最大利用长度对接,但应使接头至腹杆与弦杆节点的距离大于或等于500mm。
腹杆对接时,接头位置原则上不大于杆件长度的三分之一(具体视管子来料情况定)但不小于500mm。
(4)钢板的切割,应根据放样套料图及数控切割下料图,分别进行数控自动切割、半自动切割。
(5)节点板和加劲板用剪板机、数控火焰切割机、半自动切割机下料。
,不允许采用手工切割下料。
(6)弯管
杆件弯圆冷弯圆管通常采用拉弯和压弯的办法。
拉弯加工要求提供弯管管件的半径、管长(中心线长度)。
压弯加工要求提供弯管管件的拱高、管内外弦长。
弯曲后,钢管直径变化不大于3mm,壁厚变化不大于1mm,钢管表面不能出现折痕和凹凸不平的现象。
然后切割端头,按前述方法下料。
较大半径和板厚的圆管在工厂内一般采用火焰煨弯,具体工艺要求见《钢管弯制通用工艺》。
(7)钢管的对接:
钢管与钢管之间的对接,内设衬管,在胎架上进行,具体形状尺寸如上图:
4.3.3装配焊接
圆管桁架组装的质量要求
(1)钢管对接焊缝同其它焊缝的间距不小于200mm。
直缝电焊钢管对接时,两纵缝在圆周上的间距不小于200mm(设计有特别要求的按设计执行)。
(2)原则上腹杆不允许对接,腹杆长度超过1700mm时允许对接,且每根腹杆中最多只允许有一个对接接头,最短的管子不能小于2倍的管子直径且不能小于800mm。
对接接头要求为一级焊缝(设计有特别要求的按设计执行)。
(3)主管对接焊缝应距离桁架腹杆交点200mm以上(设计有特别要求的按设计执行)。
(4)构件不要求设引弧、熄弧板的角焊缝,终止处必须进行包角焊,引弧和熄弧端离端头10mm以上。
(5)圆管桁架组装、预拼转在胎架或者平台上,按照工艺规定的工序进行,组装前对零部件进行检查,组装的允许偏差见下表。
表5
项目
允许偏差(mm)
图例
测量工具
对接接头底板错位
t≤16
1.5
角尺
16<t<30
t/10
t≥30
3.0
对接接头的间隙偏差
手工点弧焊
+4.0
0
钢尺、塞尺
埋弧自动焊和气体保护焊
+1.0
0
对接接头的直线度偏差
2.0
钢尺
根部开口间隙偏差
(背部加衬板)
±2.0
钢尺、角尺
钢管外径偏差
参见前表
钢直尺
塞尺
对口错边
t/10
且不应大于3.0
角尺
管口圆度
D/500且不大于3.0
钢尺
由于桁架结构基本相同,将选择有代表性的桁架进行工艺分析。
为保证各主管尺寸形状的正确性,在装配前进行预拼装,在连接处增加连接耳板,用螺栓进行连接(不焊),检查其正确性,如有不符立即进行矫正、整改。
对桁架主管及相互之间的腹杆在装配平台上利用组装胎架(如下图)进行装配,装配工艺为在胎架上先组装上弦及下弦的主管,确定其空间位置,然后装配支管并定位、焊接。
方型桁架装配胎架示意图三角形桁架装配胎架示意图
(6)桁架主管的各个部分用如下图方法用螺栓临时固定;
主管之间临时连接固定示意图
(7)拼装胎架将桁架主管固定在装配平台上,再用龙门吊将已接好的主管放置在如图对应位置,固定定位块,调节调整板,确保主管之间的相对位置;
桁架装配位置示意图一桁架装配位置示意图二
桁架在胎具上的安装示意图
(8)在胎架上对主管的各节点的中心线进行划线;
桁架的结构形式为弦杆贯通,腹杆焊接在弦杆上,其节点为腹杆与弦杆直。
焊接焊接的相贯节点,其形式有如下几种:
(9)装配支管并定位焊,对支管接头定位焊时,不得少于4点;定位焊后检验定位焊后组件的正确性。
定位好后,对纵横桁架进行焊接,焊接时,为保证焊接质量,尽量避免仰焊、立焊。
(10)桁架结构采用腹杆与弦杆直接焊接的相贯节点,弦杆截面贯通,腹杆焊接于弦杆之上,焊接时,对如下图所示节点,当支管与主管的夹角小于90度时,支管端部的相贯焊缝分为A,B,C,D四个区域,其中A,B区采用等强坡口对接熔透焊缝,D区采用角焊缝,焊缝高度为1.5倍管壁厚,焊缝在C区应平滑过渡。
当支管与主管相垂直时,支管端部的相贯焊缝分为A,B两个区域,当支管壁厚不大于5mm时可不开坡口,由于在趾部为熔透焊缝,在根部为角焊缝,侧边由熔透焊缝逐渐过度到角焊缝,同时考虑焊接变形,因此必须先焊趾部,再焊根部,最后焊侧边。
桁架支座节点处的焊接,其加劲肋、短钢柱与支座底板之间及加劲肋与短钢柱之间均用双面角焊缝连接,满焊。
Y型节点焊缝位置分区图:
A:
趾部B:
侧边C:
过渡区D:
根部
桁架的焊接要求
桁架的