圆管桁架制作工艺教材

钢构造作业文献文献编号：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：编写审核同意公布日期:实施日期：目录1、主体内容与合用范畴 32、编制根据 33、材料的规定和选用 34、制作工艺要领 44.1管桁架制作流程 44.2.管桁架钢构造制作重点和技术难点 54.3各工序加工要领 64.3.1放样 64.3.2下料 74.3.3装配焊接 84.3.4桁架的焊接规定 115桁架预拼装 156构件标记 167构件贮存、运输 161、主体内容与合用范畴1.1主体内容：管桁架的普通制作流程。1.2合用范畴：管桁架的制作。2、编制根据1）《高层民用建筑钢构造技术规程》JGJ99-982）《建筑钢构造焊接规程》JGJ81-3）《钢构造工程施工质量验收规范》GB50205-4）《构造用无缝钢管》GB8162-19995）《直缝电焊钢管》GB11345-896）《低合金钢焊条》GB5118-957）《碳钢焊条》GB5117-958）《熔化焊用钢丝》GB/T14957-949）《气体保护焊用钢丝》GB/Y14958-9410）《钢焊缝手工超声波探伤办法和探伤成果分级法》GB11345-9111）《钢构造设计规范》GB50017-12）《碳素构造钢》GB700-8813）《低合金高强度构造钢》GB/T1591-9414）《厚度方向性能钢板》GB5313-853、材料的规定和选用管桁架材料重要采用Q235B和Q345B钢材，其质量原则符合现行国标《碳素构造钢》（GB700-88）及《低合金高强度构造钢》（GB/T1591-94）的规定。3.1原材料的选用及其合用原则3.1.1其力学性能及碳、硫、磷、锰、硅含量的合格确保必须分别符合原则《构造用无缝钢管》（GB8162-1999）。3.1.2(1)其力学性能及碳、硫、磷、锰、硅含量的合格确保必须分别符合原则《碳素构造钢》（GB700-88）和《低合金高强度构造钢》（GB/T1591-94），其强屈比不得不大于1.2，伸长率应不不大于20%，有良好的可焊性及明显的屈服台阶，钢材的屈服点不适宜超出其原则值10%。(2)板厚等于或不不大于40mm时，为避免层状撕裂，规定板厚方向断面收缩率不不大于国标《厚度方向性能钢板》（GB5313-85）中的Z15级规定的允许值。3.1.3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标GB1228-91、GB1229-91、GB1230-91、GB/T1231-91的规定。3.1.4(1)C级螺栓，其性能等级为符合图纸的材质规定。(2)普通螺栓及其螺母、垫圈的制作应分别符合中国国标GB5780-86、GB41-86、GB95-86的有关规定。3.1.5焊接材料(1)焊接材料图纸和工艺有规定时按照图纸和工艺规定执行，无规定时按照下表进行选用：表1焊接办法材质焊材牌号焊接位置手工电弧焊Q345E5015/E5016定位焊对接角接Q235E4303/E4315埋弧自动焊Q345H08MnA+SJ101对接角接Q235H08A+CO2气体保护焊Q235、Q345ER50-6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寄存条件焊条E5015350-38100-150℃焊剂SJ101300-350℃；1h100-150℃3.1.6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

原材料进厂原材料进厂检查油漆上弦杆件组焊下弦杆件组焊上下弦杆组拼相贯线切割检查对接放样、下料合格合格YN合格检查NY焊接合格检查N补漆发运检查合格YNY4.2.管桁架钢构造制作重点和技术难点4.2.1管子相贯线剖口切割由钢管构成的桁架，有大量的管子相贯剖口。管子相贯线是一种空间曲线，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，是制作过程的核心。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规定。4.2.2管子线型加工桁架是空间桁架，主桁架弦杆普通是空间曲线，管子的线型必须光顺美观且要达成原则规定，为确保钢管弯曲圆滑成形，必须避免起鼓、起皱。4.2.3节点制孔钢构造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，采用数控钻的初次加工品均需检查合格后才干批量钻孔，零件、部件、构件钻孔后均需检查合格才准转入其它工序。4.2.4焊接次序由于焊接变形会影响构件的整体精度尺寸，焊接过程中应制订合理的焊接次序和焊接办法。1）对于弦杆节点的焊接余量，应首先试作一实验节点，焊接完毕后进行测量，根据测量值拟定焊接余量的大小。2）桁架普通首先焊接中间节点，再向桁架两端节点扩展。3）上下弦杆普通首先焊接下弦杆，再焊接上弦杆，确保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)放样基本规定全部构件应按照细化设计图纸及制造工艺的规定，进行手工1：1放大样或计算机的模拟放样，核定全部构件的几何尺寸。放样检查合格后，按工艺规定制作必要的角度、槽口、制作样板和胎架样板。样板的允许偏差以下表：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±0.5mm1.0mm±0.5mm±0.5mm±20(2)构件收缩余量的规定构件收缩余量图纸和工艺文献有规定时按照规定执行，没有规定时按照下表执行：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≤161.51.0＞162.51.54.3.2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，下料时放焊接受缩余量，焊接受缩量根据图纸或工艺规定进行预留，无规定是按照下列规定进行预留：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；具体坡口以下图,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，焊接受缩量根据图纸或工艺规定进行预留，无规定时按照下列规定进行预留：钢管壁厚≤6mm，预留1～1.5mm；钢管壁厚≥8mm，预留1.5～2mm；以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，必须立刻对构件或杆件进行检查，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，并挂标记铁牌，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运用长度对接，但应使接头至腹杆与弦杆节点的距离不不大于或等于500mm。腹杆对接时，接头位置原则上不不不大于杆件长度的三分之一（具体视管子来料状况定）但不不大于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普通采用拉弯和压弯的方法。拉弯加工规定提供弯管管件的半径、管长（中心线长度）。压弯加工规定提供弯管管件的拱高、管内外弦长。弯曲后，钢管直径变化不不不大于3mm，壁厚变化不不不大于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，按前述办法下料。较大半径和板厚的圆管在工厂内普通采用火焰煨弯，具体工艺规定见《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4.3.3.1圆管桁架组装的质量规定(1)钢管对接焊缝同其它焊缝的间距不不大于200mm。直缝电焊钢管对接时,两纵缝在圆周上的间距不不大于200mm（设计有特别规定的按设计执行）。(2)原则上腹杆不允许对接，腹杆长度超出1700mm时允许对接，且每根腹杆中最多只允许有一种对接接头，最短的管子不能不大于2倍的管子直径且不能不大于800mm。对接接头规定为一级焊缝（设计有特别规定的按设计执行）。(3)主管对接焊缝应距离桁架腹杆交点200mm以上（设计有特别规定的按设计执行）。(4)构件不规定设引弧、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≤161.5角尺16＜t＜30t/10t≥303.0对接接头的间隙偏差手工点弧焊+4.00钢尺、塞尺埋弧自动焊和气体保护焊+1.00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且不应不不大于3.0角尺管口圆度D/500且不不不大于3.0钢尺由于桁架构造基本相似，将选择有代表性的桁架进行工艺分析。为确保各主管尺寸形状的对的性，在装配迈进行预拼装，在连接处增加连接耳板，用螺栓进行连接（不焊），检查其对的性，如有不符立刻进行矫正、整治。对桁架主管及互相之间的腹杆在装配平台上运用组装胎架（以下图）进行装配，装配工艺为在胎架上先组装上弦及下弦的主管，拟定其空间位置，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以下图办法用螺栓临时固定；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，调节调节板，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；桁架的构造形式为弦杆贯穿，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，其形式有以下几个：(9)装配支管并定位焊，对支管接头定位焊时，不得少于4点；定位焊后检查定位焊后组件的对的性。定位好后，对纵横桁架进行焊接，焊接时，为确保焊接质量，尽量避免仰焊、立焊。(10)桁架构造采用腹杆与弦杆直接焊接的相贯节点，弦杆截面贯穿，腹杆焊接于弦杆之上，焊接时，对以下图所示节点，当支管与主管的夹角不大于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，当支管壁厚不不不大于5mm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4.3.4桁架的焊接规定4.3.4桁架的焊接规定全焊透焊缝、部分焊透焊缝和角焊缝的计算厚度应分别符合下列规定:（1）全焊透焊缝的计算厚度管材相贯接头全焊透焊缝各区的形状及尺寸细节应符合下图规定：圆管T、K、Y形相贯接头全焊透焊缝坡口尺寸及焊缝计算厚度：（2）部分焊透焊缝的计算厚度管材台阶状相贯接头部分焊透焊缝各区坡口形状与尺寸细节应符合下图规定；管材相贯接头部分焊透焊缝各区剖口形状与尺寸示意（3）焊缝计算厚度的折减值Z应符合下表规定。斜角角焊缝30°≤ψ≤60°时的焊缝计算厚度折减值（4）角焊缝的焊缝计算厚度管材相贯接头各区细节应符合下图规定：管材相贯接头角焊缝接头各区剖口形状与尺寸示意其焊缝计算厚度he应符合下表规定：管材T、Y、K形相贯接头角焊缝的计算厚度5桁架预拼装5.1桁架的分段拼装在地面上根据桁架的长度制作胎架，为