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管桁架制作(通用)工藝 添加時間:2020-05-31

本工藝僅適用于管桁架鋼構(gòu)件的加工制造焊接施工。適用于強度等級為Q345B和Q235B系列的鋼材。本工藝文件是根據(jù)加工焊接設(shè)備所具有的功能,并經(jīng)焊接工藝性試驗,以及焊接技術(shù)管理能力和生產(chǎn)實踐為基礎(chǔ)而編制。本工藝流程符合管桁架鋼構(gòu)件制作加工工藝流程及重點部位檢查流程圖。 編制的主要依據(jù)為,《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50205—2001)和《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》(JGJ81—2002),《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ99-98)以及焊接工藝性試驗結(jié)果。

第一章 編制依據(jù)

1)《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》 JGJ99-98

2)《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程》 JGJ81-2002

3)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》 GB50205-2001

4)《結(jié)構(gòu)用無縫鋼管》 GB8162-1999

5)《直縫電焊鋼管》 GB11345-89

6)《低合金鋼焊條》 GB5118-95

7)《碳鋼焊條》 GB5117-95

8)《熔化焊用鋼絲》 GB/T14957-94

9)《氣體保護(hù)焊用鋼絲》 GB/Y14958-94

10)《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級法》

GB11345-91

11)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB50017-2003

12)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》 GB700-88

13)《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》 GB/T1591-94

14)《厚度方向性能鋼板》 GB5313-85

第二章 工程材料

一 管材的要求

管桁架材料主要采用Q235B和Q345B鋼材,其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》(GB700-88)及《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T1591-94)的要求。其力學(xué)性能及碳、硫、磷、錳、硅含量的合格保證必須分別符合標(biāo)準(zhǔn)《結(jié)構(gòu)用無縫鋼管》(GB8162-1999)。

二 板材及型材的要求

1 所有鋼材必須具有質(zhì)量證明書, 并應(yīng)符合設(shè)計要求及相關(guān)規(guī)范。對所有材料應(yīng)按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行抽樣檢驗及抽樣復(fù)檢,取樣方法與檢驗結(jié)果應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定;厚鋼板必須依規(guī)定作UT檢測,檢查是否有不符合規(guī)定的夾層存在.

2 鋼材應(yīng)無脫皮裂傷、翹曲等缺陷,當(dāng)鋼材的表面有銹蝕、麻點或劃痕等缺陷時,其深度不得大于該鋼材厚度負(fù)允許偏差值的1/2;

3 鋼材表面銹蝕等級應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》GB8923規(guī)定的C級及C級以上;

4 鋼材端邊或斷口處不應(yīng)有分層、夾渣等缺陷。

5 主要鋼材鋼板及型鋼的化學(xué)成分、力學(xué)性能和其它質(zhì)量要求均應(yīng)按相應(yīng)的國家現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

三 螺栓的要求

1高強螺栓

六角頭高強度螺栓及其螺母、墊圈的制作及技術(shù)條件應(yīng)分符合中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB1228-91、GB1229-91、GB1230-91、GB/T1231-91的規(guī)定。

2普通螺栓

C級螺栓,其性能等級為符合圖紙的材質(zhì)要求。普通螺栓及其螺母、墊圈的制作應(yīng)分別符合中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB5780-86、GB41-86、GB95-86的有關(guān)規(guī)定。

四 焊材的要求

1焊材的品種、規(guī)格、性能等應(yīng)符合現(xiàn)行國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求;

2手工焊接所用焊條型號應(yīng)與母材金屬強度相適應(yīng)。自動焊接或半自動埋弧焊接所用的焊絲和焊劑等,應(yīng)與母材金屬強度相適應(yīng)。所有焊條必須有合格證明焊接材料與母材的匹配應(yīng)符合設(shè)計要求及國家現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定;

3對用于一級焊縫等重要鋼結(jié)構(gòu)的焊接材料應(yīng)進(jìn)行抽樣復(fù)驗,復(fù)驗的數(shù)量、方法及結(jié)果應(yīng)符合現(xiàn)行國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求;

4嚴(yán)禁使用有藥皮脫落、焊芯生銹等缺陷的焊條;焊劑應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行烘焙后使用。

5焊材使用方法如下表所示

管桁架工程

焊接方法

   

材質(zhì)

   

焊材牌號

   

焊接位置

   

手工電弧焊

   

Q345B

   

E506

   

定位焊

對接 角接

   

Q235B

   

J422

   

埋弧自動焊

   

Q345B

   

H10Mn2+SJ101

H08MnA+HJ431

   

對接

角接

   

Q235B

   

HO8A+HJ431

   

CO2氣體保護(hù)焊

   

Q345B

   

ER50-6

   

定位焊

對接 角接

   

Q235B

   

ER50-6

   

6 焊劑在使用前需按規(guī)定進(jìn)行烘焙:SJ101需300℃烘焙2小時,HJ431需250℃烘焙2小時。

五 涂料要求

各種涂料必須具備產(chǎn)品合格證書和混合涂料的配料說明書。因存放過久,超過使用期的涂料,應(yīng)取樣進(jìn)行質(zhì)量檢測,檢測項目按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定或設(shè)計部門的要求進(jìn)行。

1 涂料色澤應(yīng)按設(shè)計要求,符合《漆膜顏色標(biāo)準(zhǔn)》GB3181-95色卡編號,必要時可作樣板,封存對比。

2 涂料調(diào)制應(yīng)攪拌均勻,防止沉淀,影響色澤,當(dāng)天使用的涂料應(yīng)在當(dāng)天配置。

3 不得隨意添加稀釋劑。當(dāng)粘度過大,不便涂(噴)刷時,可適量加入,但一次添加劑量不得超過5%。

第三章 管桁架制作工藝

一 管桁架制作流程

管桁架制作流程示意圖如下:

二.管桁架鋼結(jié)構(gòu)制作重點和技術(shù)難點

1鋼管相貫線坡口切割

由鋼管組成的桁架,有大量的管子相貫坡口。管子相貫線是一個空間曲線,且其坡口角度是隨曲線的變化而變化的,管子相貫線的切割好壞直接關(guān)系到桁架的焊接質(zhì)量及外觀質(zhì)量,是制作過程的關(guān)鍵。采用數(shù)控相貫線切割機進(jìn)行切割,能夠根據(jù)放樣程序在電腦上控制自動切割,并能一次性坡口成形,坡口角度可隨圓周變化,以滿足相貫線接頭處趾部、根部和側(cè)部的不同焊接要求。

2 鋼管線性彎弧

空間桁架,主桁架弦桿一般是空間曲線,管子的線型彎弧必須光順美觀且要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,為確保鋼管彎曲圓滑成形,必須防止起鼓、起皺。

3 節(jié)點制孔

鋼結(jié)構(gòu)的零件鉆孔采用數(shù)控平面鉆或搖臂鉆進(jìn)行鉆孔,為了確保鉆孔精度和質(zhì)量,采用模鉆時均須有放樣劃線劃出基準(zhǔn)軸線和孔中心,采用數(shù)控鉆的首次加工品均需檢驗合格后才能批量鉆孔,零件、部件、構(gòu)件鉆孔后均需檢驗合格才準(zhǔn)轉(zhuǎn)入其它工序。

4 焊接順序和焊接余量的控制

由于焊接變形會影響構(gòu)件的整體精度尺寸,焊接過程中應(yīng)制定合理的焊接順序和焊接方法。

1)對于弦桿節(jié)點的焊接余量,應(yīng)首先試作一實驗節(jié)點,焊接完成后進(jìn)行測量,根據(jù)測量值確定焊接余量的大小。

2)桁架一般首先焊接中間節(jié)點,再向桁架兩端節(jié)點擴展。

3)上下弦桿一般首先焊接下弦桿,再焊接上弦桿,保證整體桁架不會產(chǎn)生下?lián)系淖冃巍?/p>

三 放樣

1放樣基本要求

所有構(gòu)件應(yīng)按照細(xì)化設(shè)計圖紙及制造工藝的要求,進(jìn)行手工1:1放大樣或計算機的模擬放樣,核定所有構(gòu)件的幾何尺寸。放樣檢驗合格后,按工藝要求制作必要的角度、槽口、制作樣板和胎架樣板。樣板的允許偏差如下表

項目

   

平行線距離和分段尺寸

   

對角線差

   

寬度長度

   

孔距

   

樣板角度

   

允許偏差

   

±0.5mm

   

1.0mm

   

±0.5mm

   

±0.5mm

   

±20’

   

2構(gòu)件收縮余量的要求

構(gòu)件收縮余量圖紙和工藝文件有要求時按照要求執(zhí)行,沒有要求時按照下表執(zhí)行:

板厚mm


四 預(yù)拋丸

1一般管桁架組裝后整體尺寸都比較大,所以在組裝前所有鋼管和零部件都必須預(yù)拋丸處理。

2除銹等級應(yīng)達(dá)到GB8923-88標(biāo)準(zhǔn)Sa2.5級,鋼材除銹經(jīng)檢驗合格后,應(yīng)在六小時內(nèi)噴涂防銹底漆。

3涂漆時應(yīng)注意,相貫切割端和需對接端頭不允許涂刷油漆。

五 下料

1所有鋼管件建議應(yīng)采用數(shù)控相貫線切割機進(jìn)行下料,如管徑過大可采用鋼管自動切割機下料,鋼管兩端對接坡口55度;

2對主管原則上長度按定尺采購,下料時放焊接收縮余量,焊接收縮量根據(jù)圖紙或工藝要求進(jìn)行預(yù)留,無要求時按照以下要求進(jìn)行預(yù)留:鋼管壁厚≤6mm,每個節(jié)點預(yù)留1mm;鋼管壁厚≥8mm,每個節(jié)點預(yù)留1.5mm;具體坡口如下圖,

主管端頭坡口示意圖

3對于支撐腹桿,下料時,焊接收縮量根據(jù)圖紙或工藝要求進(jìn)行預(yù)留,無要求時按照以下要求進(jìn)行預(yù)留:鋼管壁厚≤6mm,預(yù)留1-1.5mm;鋼管壁厚≥8mm,預(yù)留1.5-2mm;下圖為相貫線切割機下料后端頭拼裝的形狀示意圖。

4下料后,必須立即對構(gòu)件或桿件進(jìn)行檢驗,當(dāng)鋼管不平直及有局部凹陷時,應(yīng)對鋼管進(jìn)行矯正;

5下料后,用油漆筆在桿件端部工整書寫桿件號,同榀桁架的桿件放在一起,如距離拼裝場地較遠(yuǎn),可進(jìn)行打包,并掛標(biāo)識鐵牌,在鐵牌上寫明桿件所用的構(gòu)件編號、桿件號、數(shù)量。在下料倒運過程中,盡量避免磕碰,彎曲變形,用吊帶進(jìn)行吊裝。

6 鋼管、型鋼切割前應(yīng)事先排料,鋼管桁架分段弦桿應(yīng)以鋼管最大利用長度對接,但應(yīng)使接頭至腹桿與弦桿節(jié)點的距離大于或等于500mm。腹桿對接時,接頭位置原則上不大于桿件長度的三分之一(具體視管子來料情況定)但不小于500mm。

7鋼板的切割,應(yīng)根據(jù)放樣套料圖及數(shù)控切割下料圖,分別進(jìn)行數(shù)控自動切割、半自動切割。

8節(jié)點板和加勁板用剪板機、數(shù)控火焰切割機、半自動切割機下料。,不允許采用手工切割下料。

9彎管

(1)桿件彎圓冷彎圓管通常采用拉彎和壓彎的辦法。拉彎加工要求提供彎管管件的半徑、管長(中心線長度)。壓彎加工要求提供彎管管件的拱高、管內(nèi)外弦長。

(2)彎曲后,鋼管直徑變化不大于3mm,壁厚變化不大于1mm,鋼管表面不能出現(xiàn)折痕和凹凸不平的現(xiàn)象。然后切割端頭,按前述方法下料。

(3)較大半徑和板厚的圓管在工廠內(nèi)一般采用放地樣進(jìn)行火焰煨彎。煨彎過程中注意控制溫度,防止起皺和急彎的產(chǎn)生。

10鋼管的對接:鋼管與鋼管之間的對接,內(nèi)設(shè)襯管,在胎架上進(jìn)行,具體形狀尺寸如下圖:

六 裝配焊接

1 圓管桁架組裝的質(zhì)量要求

(1) 鋼管對接焊縫同其它焊縫的間距不小于200mm。直縫焊接鋼管對接時,兩縱縫在圓周上的間距不小于200mm(設(shè)計有特別要求的按設(shè)計執(zhí)行)。

(2)原則上腹桿不允許對接,腹桿長度超過1700mm時允許對接,且每根腹桿中最多只允許有一個對接接頭,最短的管子不能小于2倍的管子直徑且不能小于800mm。對接接頭要求為一級焊縫(設(shè)計有特別要求的按設(shè)計執(zhí)行)。

(3) 主管對接焊縫應(yīng)距離桁架腹桿交點200mm以上(設(shè)計有特別要求的按設(shè)計執(zhí)行)。

(4) 構(gòu)件不要求設(shè)引弧、熄弧板的角焊縫,終止處必須進(jìn)行包角焊,引弧和熄弧端相距10mm以上。

(5) 圓管桁架組裝、預(yù)拼在胎架或者平臺上,按照工藝規(guī)定的工序進(jìn)行,組裝前對零部件進(jìn)行檢查,組裝的允許偏差見下表。

(6)由于桁架結(jié)構(gòu)基本相同,將選擇有代表性的桁架進(jìn)行工藝分析。為保證各主管尺寸形狀的正確性,在裝配前進(jìn)行預(yù)拼裝,在連接處增加連接耳板,用螺栓進(jìn)行連接(不焊),檢查其正確性,如有不符立即進(jìn)行矯正、整改。

(7)對桁架主管及相互之間的腹桿在裝配平臺上利用組裝胎架(如下圖)進(jìn)行裝配,裝配順序為在胎架上先組裝上弦及下弦的主管,確定其空間位置,然后裝配支管并定位、焊接。

方型桁架裝配胎架示意圖

三角形桁架裝配胎架示意圖

(8)拼裝胎架將桁架主管固定在裝配平臺上,再用龍門吊將已接好的主管放置在如圖對應(yīng)位置,固定定位塊,調(diào)節(jié)調(diào)整板,確保主管之間的相對位置;

方形桁架裝配位置示意圖

三角形桁架裝配位置示意圖

(9) 在胎架上對主管的各節(jié)點的中心線進(jìn)行劃線;

(10)桁架的結(jié)構(gòu)形式為弦桿貫通,腹桿焊接在弦桿上,其節(jié)點為腹桿與弦桿直接焊接,直接焊接的相貫節(jié)點,其形式如下:

(11)裝配腹桿并定位焊,對腹桿接頭定位焊時,不得少于4點;定位焊后檢驗定位焊后組件的正確性。

2 桁架的焊接要求

(1)管桁架組裝定位好后,對縱橫桁架進(jìn)行焊接,焊接時,為保證焊接質(zhì)量,盡量避免仰焊、立焊。

(2)桁架結(jié)構(gòu)采用腹桿與弦桿直接焊接的相貫節(jié)點,弦桿截面貫通,腹桿焊接于弦桿之上,焊接時,對如下圖所示節(jié)點,當(dāng)支管與主管的夾角小于90度時,腹桿端部的相貫焊縫分為A,B,C,D四個區(qū)域,其中A,B區(qū)采用等強坡口對接熔透焊縫,D區(qū)采用角焊縫,焊縫高度為1.5倍管壁厚,焊縫在C區(qū)應(yīng)平滑過渡。當(dāng)腹桿與弦桿相垂直時,腹桿端部的相貫焊縫分為A,B兩個區(qū)域,當(dāng)腹桿壁厚不大于5mm時可不開坡口,由于在趾部為熔透焊縫,在根部為角焊縫,側(cè)邊由熔透焊縫逐漸過度到角焊縫,同時考慮焊接變形,因此必須先焊趾部,再焊根部,最后焊側(cè)邊。

節(jié)點焊縫位置分區(qū)

(3)桁架支座節(jié)點處的焊接,其加勁肋、短鋼柱與支座底板之間及加勁肋與短鋼柱之間均用雙面角焊縫連接,滿焊。

(4)相貫接頭部分焊透焊縫各區(qū)坡口形狀與尺寸細(xì)節(jié)應(yīng)符合下圖要求;

(5)管材T、Y、K形相貫接頭角焊縫的計算厚度

七 桁架制作分段

1 空間桁架超長時,在地面上根據(jù)桁架的長度制作胎架,為保證桁架弧線的尺寸精度,桁架按臥位平放的方式進(jìn)行拼裝,如下示意圖所示。

2 桁架主管的各個分段部位用如下圖方法用螺栓臨時固定;

主管之間臨時連接固定示意圖

3在鋼平臺上,劃出桁架各弦桿、腹桿中心線及輪廓線的投影線。根據(jù)桁架長度設(shè)置弧形胎架。拼裝胎架放線時,應(yīng)考慮到桁架位置的逐步變化

4 桁架預(yù)拼裝允許偏差見下表

構(gòu)件類型

   

項 目

   

允許偏差

   

梁、桁架

   

跨度最外端兩安裝孔或兩端支撐面最外側(cè)距離

   

+5.0

-10.0

   

接口截面錯位

   

2.0

   

拱度

   

設(shè)計要求起拱

   

±L/5000

   

設(shè)計未要求起拱

   

L/2000

0

   

節(jié)點處桿件軸線錯位

   

4.0

   

管構(gòu)件

   

預(yù)拼裝單元總長

   

±5.0

   

預(yù)拼裝單元彎曲矢高

   

L/1500且不大于10.0

   

對口錯邊

   

t/10且不大于3.0

   

坡口間隙

   

+2.0

-1.0

   

5 桁架拼裝焊接固定后再根據(jù)工程要求進(jìn)行分段拆開。

6 拆開后分段后包括散件出廠現(xiàn)場拼裝的鋼管,必須做好標(biāo)識,在兩端各100mm處作中心線樣沖標(biāo)記和現(xiàn)場對接編號。

八 除銹噴漆

1 由于桁架桿件都經(jīng)過預(yù)拋丸除銹處理,噴漆前需使用砂輪機和風(fēng)動工具清除桁架表面殘渣物后再進(jìn)行噴漆。

2 涂漆時應(yīng)注意,凡是高強螺栓連接范圍內(nèi)不允許涂刷油漆或有油污,工地焊接部位不噴漆。

3 使用油漆干膜電子測厚儀測量,每個構(gòu)件檢測5處,每處的數(shù)值為3個相距50mm測點涂層干膜厚度的平均值。

4 涂裝檢測特別注意是否有因搬運所造成的撞傷、碰傷及變形而損傷油漆涂膜。

5 補漆:

(1)預(yù)涂底漆鋼材如表面因滾壓、切割、焊接或安裝磨損,以致油漆損壞或生銹時,必須用噴珠或電動工具清理后,再行補漆。

(2)油漆涂裝后,漆膜如發(fā)現(xiàn)有龜裂、起皺、刷紋、垂流、粉化、失光等現(xiàn)象時,應(yīng)將漆膜刮除以砂紙研磨后重新補漆。

(3)油漆涂裝后,如有發(fā)現(xiàn)起泡、裂陷洞孔、剝離生銹或針孔等現(xiàn)象時,應(yīng)將漆膜刮除并經(jīng)表面處理后,再按規(guī)定涂裝間隙層次予以補漆。

(4)補漆材料必須采用與原施工相同性質(zhì)的材料。

九 構(gòu)件的包裝及運輸

產(chǎn)品制造完成入庫后,應(yīng)該按規(guī)定要求進(jìn)行包裝,臨時堆放應(yīng)盡可能堆放在平直不積水的場地,廠內(nèi)、外堆放都必須整齊、合理、標(biāo)識明確,必要時做好防雨、霧處理,對接面應(yīng)得到確實保護(hù)。按桁架安裝順序做好發(fā)運的準(zhǔn)備。


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