管桁架结构制作与安装综合项目施工基本工艺.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 合用范畴本施工工艺规程合用于大型体育场馆、公共建筑和各种用圆管、矩管作为骨架构成各类形状空间构造建筑物以及构筑物。1.2 编制根据原则与规范优质碳素构造钢 GBT6991999普通碳素构造钢 GBT7001998低合金高强度构造钢 GBT15911994普通工程用锻造碳素钢 GB 55761997铸件尺寸差 GB 641486构造用冷弯空心型钢 GBT67281986铸钢件超声探伤办法及质量评级办法 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直缝焊
2、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范 GB 50205建筑工程施工质量验收统一原则 GB 50300建筑钢构造焊接技术规程 JGJ 81合金钢铸件 JBZQ42971986铸件质量分等通则 JBJQ8901.3 材料规定管桁架使用管材、板材、焊材、铸钢,除材料牌号、型号规格和质量级别应符合相应设计文献规定,还必要符合下述规定:1 管材1) 材质:必要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GBT149751994规定;2) 型材规格尺
3、寸及其容许偏差:矩管必要符合构造用冷弯空心型钢GBT67281986原则规定,无缝钢管必要符合构造用无缝管GBT81621999原则规定,焊管必要符合直缝焊管GBT137931992原则规定,不锈钢无缝钢管必要符合构造用不锈钢无缝钢管GBT149751994原则规定。2 板材1) 材质:必要符合普通碳素构造钢GBT7001998和低合金高强度构造钢GBT15911994原则规定;2) 规格尺寸和容许偏差:必要符合碳素构造钢和低合金钢热轧厚板和钢带GBT32741988和热轧钢板和钢带尺寸、外形、重量及容许偏差GBT7091988原则规定。3 焊材1) 焊条:分别应符合碳钢焊条GBT511719
4、95、低合金钢焊条GBT51181995和不锈钢焊条GBT9831995原则规定;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原则规定。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原则规定。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 35、ZG 22Mn铸钢,其化学成分、力学性能分别应符合普通工程用锻造碳素钢GB 55761997、焊接构造用碳素钢铸件
5、GBT7 6591987和合金钢铸件JBZQ 42971986原则规定。 注:管桁架所使用钢支座普通也采用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规定。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后温度,锻件应进行正火解决后回火解决。锻件不得有超过其单面机加工余量50%夹层、折叠、裂纹、结疤、夹渣等缺陷,不得有白点,且不容许焊补。2)尺寸公差和未注尺寸公差 管桁架所使用铸钢构件尺寸公差应满足设计文献规定。当设计无规定期,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
6、按GBT1135189MT13级。1.4 截面形式管行架单元断面形式普通采用三角形、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 管行架构成构件分类普通有上弦杆、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 管桁行架构成构件分类1.6 腹杆及联杆组和类型管桁架腹杆和联杆依照建筑规定、受力大小以及以便相贯节点解决,普通可采用单斜式或双斜式两种组合形式,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
7、钢节点、鼓节点、法兰节点和相贯节点等。其相贯基本节点形式有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 管桁架制造使用钢材、焊接材料、涂装材料和紧固件等必要符合设计规定和现行原则规定。2 材料代用,采用等截面和等强度原则,任何材料代用均必要经设计单位核算承认,并按关于规定办理审批手续。3 进厂原材料除必要有生产厂出厂质量证书,还应按合同规定和关于现行原则进行检查和验收,做好检查记录。4 钢材当钢材平直度不能满足工艺规定期,应先行矫正。其钢材矫正后,应符合表9.21规定容许偏差规定。表21 钢材经矫正后容许偏差项目容许偏差钢板,型钢局部绕曲矢高f在1m范畴内厚
8、度(t)矢高(f)14mm1.5mm14mm1.0mm角钢、槽钢、工字钢绕曲矢高f长度1/1000,但不不不大于5.mm管材绕曲矢高f15mm1.5mm15mm2.0mm5 焊条 钢管焊条出厂必要按照原则进行严格检查,各项指标达到原则方能容许出厂。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与否合乎规定,型号、牌号与否符合规定。对于管桁架等重要构造焊条,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,均应在焊接责任工程师指引下进行。焊接责任工程师必要具备工程师以上技术职称(或焊接技师),并根据工程详细规定及设备能力,编制焊接工艺指引书。2 焊接责任工程师和其
9、他焊接技术人员,应具备承担焊接工程师总体规划、管理和技术指引能力。3 焊接责任工程师和其他焊接技术人员应具备钢构造、焊接冶金、焊接施工等方面知识和经验,并具备焊接施工筹划管理和施工技术指引能力。4 无损检查员必要通过培训,其资格应有文献或证书确认。若规定由业主委派人员进行检查,应在合同文献中声明。中级以上无损检查员可以在其监督下,让助理检查员完毕详细工作,助理检查员同样仍需通过专业培训、考核和实践,获得有关资格方能进行有关检查工作。中级以上无损检查员应对无损检测成果进行审查、鉴定,并应对出具监测报告签证、盖章、存盘、呈报。2.3 深化设计1 管桁架构造普通均需钢构造施工单位进行深化设计,因而规
10、定管桁架构造施工单位应具备相应工程级别钢构造专项设计资质。2 管桁架构造深化设计规定如下:1) 应当建立构造整体三维线框模型,对重要部位复杂节点,还应进行三维实体仿真放样,条件容许时宜建立整体构造三维实体仿真模型。2) 合理选用对的构造节点形式,重要节点部位应当进行复核计算。3) 依照材料定尺长度,对的拟定桁架弦干拼接点位置,同步依照安装条件,拟定桁架节段拼接位置。4) 多根杆件相贯时,为保证节点施焊以便,同步保证焊缝质量,应当和构造设计师充分讨论,拟定节点工作点定位以及容许偏心量。5) 对三维曲线桁架,宜将其弦杆进行二维弧形展开,展开放样时应当充分考虑桁架拼接节点安装精度与难度,和构造设计师
11、充分讨论,选用合理拼接节点形式。当二维展开难以满足设计曲线形状时,除考虑三维成型加工设备条件外,宜和构造师进行充分交流,对加工曲线进行调节。6) 拟定所有节点合理焊缝形式,针对不同焊接部位制定相适当焊接工艺。7) 对于复杂节点,必要明确节点装配关系。8) 拟定重要零件、构件加工工艺。3 相贯线绘制 在具备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,可以不进行专门相贯线绘制,当不具备数控相贯线切割机条件时,必要进行相贯线绘制。1) 深化设计惯用节点形式: 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
12、贯节点连接筒图2.36 管筒相贯节点连接法兰 图2.37 法兰连接节点阐明:1. 上图中节点形式为管桁架深化设计过程中常采用节点形式,其构造规定以及计算原则按钢构造设规范GB50017-和网架构造设计与施工规程JGJ7-91以及有关钢构造设计构造手册内容执行。2. 对于某些重要部位特殊节点形式,当难以采用手册简化计算公式拟定其节点强度时,必要采用辅助手段提供其承载能力数据作为安全保障,普通手段为有限元仿真计算或实验检测。2) 支座节点 管桁架构造采用支座节点形式较多,对于某些新型支座形式,如板式橡胶支座、万向球铰支座、滚轴支座、铸钢支座等应当通过与支座生产专业厂家沟通,在深化设计阶段应当明确其
13、构造规定,装配关系等,特别是支座安装后钢构造二次施工对支座不利影响因素以及相应采用工艺办法必要明确。2.4 制作准备1 放样和号料是管桁架构造制作工艺中第一道也是至关重要一道工序,从事放样、号料技术人员和操作工人规定必要熟悉图纸,仔细理解技术规定,对图纸构件尺寸和定位方向进行仔细核对。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涉较多管桁架构造,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 由放样图进行胎架平台制作时,胎架平台工艺补偿尺度普通不得超过2mm.
14、4 构件放样尺寸拟定后来,为保证放样精确,应当进行自检,检查样板与否符合图纸规定,核对样板数量,并且报专职检查人员检查。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。3 制 作3.1 工艺流程 管桁架加工制作,可以依照详细工程状况在工厂或工地现场进行,其工艺流程见图3.1-1。3.2 工作细则1 喷丸(砂)除锈 管桁架构件推荐使用喷丸除锈,容许使用其她办法,如喷砂除锈、手工除锈、酸洗除锈等,但必要达到设计规定除锈级别。其除锈级别必要满足GB8923原则规定。2 接管1) 管材对接,必要按JGJ81原则规定进行焊接工艺评估,拟定焊接材料、
15、焊接办法以及焊接工艺参数,以保证接管质量。2) 管材对接焊缝,普通采用加内衬管(板)(见图3.2-1)和加隔板焊(见图3.2-2)等强度全熔透焊接以及加外套筒(见3.2-3)和插入式等强度角焊缝焊接,焊缝质量级别必要达到设计图纸详细规定。3) 相似管材(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、标记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
16、加内衬管(板)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:内径相似壁厚不同、外经相似壁厚不同和内径外经均不同三种状况。不同管材对接,分别应采用下述办法达到管材之间平缓过渡。详见图3.24、图3.25、图3.26所示。图3.2-4内径相似壁厚不同管材对接示意图图3.2-5 外径相似壁厚不同管材对接示意图图3.2-6 内径外经均不同管材对接示意图5) 焊缝坡口形式,在管壁厚度不不不大于6mm时,可用I形坡口,其坡口宽度b应控制在4mm8mm,见图3.27。在在管壁厚度不不大于6mm时,可用V形坡口,间隙应控制在25mm内,坡口角度应依照管壁厚
17、度和使用焊条或焊丝直径,在5580内选取,见图3.28。6) 内衬管普通选用壁厚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。接管焊缝应冷却到环境温度后进行外观检查,Q195、Q235、20材质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、16MnRE、18Nb材质管材应在焊接完毕24h后;Q390、Q420、Q460、15MnV、15MnTi、16MnNb、15MnVN、14MnVTiRE材质管材应在焊接完毕48h后
18、,进行超声波探伤检查。8) 管材最短接长为二倍D(管材外经)且不得不大于600mm。管材接管后,每10000mm对接接头不得超过3个;每5000mm对接接头不得超过2个;每3000mm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并不得不大于200mm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) 相似管材(同管径同壁厚)对接,接口错边不大于0.15t(t为壁厚)且不大于等于3mm。3 相贯线切割1) 相贯线切割,必要采用专用数控相贯线切割机进行。管件在切割前,必要用墨线弹出基准线,作为相贯线切割起止和管件拼装定位线。并保证相交管件中心轴线交汇于一点
19、。如果管桁架中,斜腹杆中心线交汇于弦杆中心线外侧(即正偏心)或内侧(负偏心),则应使交汇偏心距最小,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、先厚壁管后薄壁管顺序进行。图3.2-10 斜腹杆、弦杆中心线偏心示意图注:d0为圆管直径;h0为矩管高度;e为偏心距。2) 管件壁厚不不大于6mm,应按图3.2-27、图3.2-28、图3.2-29和表3.2-5坡口规定,采用定角、定点、固定坡口方式与相贯线配套切割相贯节点焊接坡口。3) 相贯线形式重要分为:(1) 二管相贯线a 垂直相交相贯线如图3.2-
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