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1、 钢管桁架结构制作与安装施工工艺1 一 般 规 定1.1 适用范围本施工工艺规程适用于大型体育场馆、公共建筑和各种用圆管、矩管作为骨架构成各类形状的空间结构的建筑物以及构筑物。1.2 编制依据的标准与规范优质碳素结构钢 GBT6991999普通碳素结构钢 GBT7001998低合金高强度结构钢 GBT15911994一般工程用铸造碳素钢 GB 55761997铸件尺寸差 GB 641486结构用冷弯空心型钢 GBT67281986铸钢件超声探伤方法及质量评级方法 GB 723387焊接结构用碳素钢铸件 GBT76591987结构用无缝管 GBT81621999铸件重量公差 GBT1135189
2、直缝焊管 GBT137931992结构用不锈钢无缝钢管 GBT149751994钢结构工程施工质量验收规范 GB 502052001建筑工程施工质量验收统一标准 GB 503002001建筑钢结构焊接技术规程 JGJ 812002合金钢铸件 JBZQ42971986铸件质量分等通则 JBJQ82001901.3 材料要求管桁架使用的管材、板材、焊材、铸钢，除材料牌号、型号规格和质量等级应符合相应设计文件的要求，还必须符合下述规定：1 管材1) 材质：必须符合优质碳素结构钢GBT6991999、普通碳素结构钢GBT7001998、低合金高强度结构钢GBT15911994和结构用不锈钢无缝钢管GB
3、T149751994的规定；2) 型材规格尺寸及其允许偏差：矩管必须符合结构用冷弯空心型钢GBT67281986标准规定，无缝钢管必须符合结构用无缝管GBT81621999标准规定，焊管必须符合直缝焊管GBT137931992标准规定，不锈钢无缝钢管必须符合结构用不锈钢无缝钢管GBT149751994标准规定。2 板材1) 材质：必须符合普通碳素结构钢GBT7001998和低合金高强度结构钢GBT15911994标准的规定；2) 规格尺寸和允许偏差：必须符合碳素结构钢和低合金钢热轧厚板和钢带GBT32741988和热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差GBT7091988标准规定。3 焊材
4、1) 焊条：分别应符合碳钢焊条GBT51171995、低合金钢焊条GBT51181995和不锈钢焊条GBT9831995标准规定；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标准规定。3) 焊剂 分别应符合碳素结构钢埋弧焊用焊剂GB5293、低合金钢埋弧焊用焊剂GBT12470标准规定。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一般工程用铸造碳素
5、钢GB 55761997、焊接结构用碳素钢铸件GBT7 6591987和合金钢铸件JBZQ 42971986标准规定。 注：管桁架所使用的钢支座通常也采用35号、45号结构钢锻件，其化学成分、机械性能符合优质碳素结构钢GBT6991999的要求。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终温度，锻件应进行正火处理后回火处理。锻件不得有超过其单面机加工的余量的50%的夹层、折叠、裂纹、结疤、夹渣等缺陷，不得有白点，且不允许焊补。2)尺寸公差和未注尺寸公差 管桁架所使用的铸钢构件的尺寸公差应满足设计文件的规定。当设计无规定时，未注尺寸公差按GB641486CT13级，壁厚公差
6、按GB641486CT14级，错型值为1.5mm;未注重量公差按GBT1135189MT13级。1.4 截面形式管行架单元断面形式一般采用三角形、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 管行架组成构件分类一般有上弦杆、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 管桁行架组成构件分类1.6 腹杆及联杆组和类型管桁架的腹杆和联杆根据建筑要求、受力大小以及方便相贯节点处理，一般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
7、-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 管桁架制造使用的钢材、焊接材料、涂装材料和紧固件等必须符合设计要求和现行标准的规定。2 材料代用，采用等截面和等强度的原则，任何材料代用均必须经设计单位核算认可，并按有关规定办理审批手续。3 进厂的原材料除必须有生产厂的出厂质量证书，还应按合同要求和有关现行标准进行检验和验收，做好检查记录。4 钢材当钢材的平直度不能满足工艺要求时，应先行矫正。其钢材矫正后，应符合表9.21规定的允许偏差要求
8、。表21 钢材经矫正后允许偏差项目允许偏差钢板，型钢的局部绕曲矢高f在1m范围内厚度（t）矢高（f）14mm1.5mm14mm1.0mm角钢、槽钢、工字钢绕曲矢高f长度的1/1000，但不大于5.mm管材绕曲矢高f15mm1.5mm15mm2.0mm5 焊条 钢管焊条出厂必须按照标准进行严格检查，各项指标达到标准方能容许出厂。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是否合乎要求，型号、牌号是否符合要求。对于管桁架等重要结构的焊条，应按规定经质量复检合格后验收入库。2.2 焊接准备1 管桁架结构焊接全过程，均应在焊接责任工程师的指导下进行。焊接责任工程师必须具备工程师以上技术职称（或
9、焊接技师），并依据工程的具体要求及设备能力，编制焊接工艺指导书。2 焊接责任工程师和其它焊接技术人员，应具有承担焊接工程师的总体规划、管理和技术指导的能力。3 焊接责任工程师和其它焊接技术人员应具有钢结构、焊接冶金、焊接施工等方面的知识和经验，并具有焊接施工的计划管理和施工技术指导的能力。4 无损检验员必须经过培训，其资格应有文件或证书确认。若规定由业主委派人员进行检验，应在合同文件中声明。中级以上无损检验员可以在其监督下，让助理检验员完成具体工作，助理检验员同样仍需经过专业培训、考核和实践，取得相关资格方能进行相关的检验工作。中级以上无损检验员应对无损检测结果进行审查、判定，并应对出具的监测
10、报告签证、盖章、存盘、呈报。2.3 深化设计1 管桁架结构一般均需钢结构施工单位进行深化设计，因此要求管桁架结构施工单位应具有相应工程等级的钢结构专项设计资质。2 管桁架结构深化设计的要求如下：1) 应该建立结构整体三维线框模型，对重要部位的复杂节点，还应进行三维实体仿真放样，条件允许时宜建立整体结构三维实体仿真模型。2) 合理选用正确的结构节点形式，重要节点部位应该进行复核计算。3) 根据材料定尺长度，正确确定桁架弦干拼接点位置，同时根据安装条件，确定桁架节段拼接位置。4) 多根杆件相贯时，为保证节点施焊方便，同时保证焊缝质量，应该和结构设计师充分讨论，确定节点工作点的定位以及允许偏心量。5
11、) 对三维的曲线桁架，宜将其弦杆进行二维弧形展开，展开放样时应该充分考虑桁架拼接节点的安装精度与难度，和结构设计师充分讨论，选用合理的拼接节点形式。当二维展开难以满足设计曲线形状时，除考虑三维成型的加工设备条件外，宜和结构师进行充分交流，对加工曲线进行调整。6) 确定全部节点的合理焊缝形式，针对不同焊接部位制定相适宜的焊接工艺。7) 对于复杂节点，必须明确节点的装配关系。8) 确定重要零件、构件的加工工艺。3 相贯线绘制 在具有结构三维实体仿真模型和五轴以上数控相贯线切割机条件下，可以不进行专门的相贯线绘制，当不具备数控相贯线切割机条件时，必须进行相贯线绘制。1) 深化设计常用节点形式： 图2
12、.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 法兰连接节点说明：1. 上图中的节点形式为管桁架深化设计过程中常采用的节点形式，其构造要求以及计算原则按钢结构设规范GB50017-2003和网架结构设计与施工规程JGJ7-91以及相关的钢结构设计构造手册内容执行。2. 对于某些重要部位的特殊节点形式，当难以采用手册简化计算公式确定其节点强度时，必须采取辅助手段提供其承载能力数据作为安全保障，一般的手段为有限元仿真计算或实验检测。2) 支座节点 管桁架结构采用
13、的支座节点形式较多,对于一些新型的支座形式,如板式橡胶支座、万向球铰支座、滚轴支座、铸钢支座等应该通过与支座生产专业厂家的沟通,在深化设计阶段应该明确其构造要求,装配关系等，特别是支座安装后钢结构二次施工对支座的不利影响因素以及相应采取的工艺措施必须明确。2.4 制作准备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、号料的技术人员和操作工人要求必须熟悉图纸，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。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一般不得超过2mm.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。5 下料加工之前，宜在计算机上进行电子图预拼装，当基于
