大跨度圆管屋架的制作.doc

简介：钢结构技术已在98年被建设部颁布修改后作为“建筑业10项新技术”中一项。本文通过具体的工程实践，着重介绍大跨度圆管屋架的制作工艺，为施工技术管理提供一些具体经验。关键字：大跨度屋架圆管焊接收缩及变形制作工艺
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1．工程概况
××××有限工程新建厂区位于苏州工业园区方洲路，由马来西亚××××咨询公司进行设计及工程咨询管理。
屋面主结构为支承于砼柱上的钢管屋架，钢屋架最大跨度为37660。
钢屋架上弦为圆弧型，弦杆及腹杆均采用圆钢管，杆件规格分别为Φ219*7、Φ219*6、Φ165*4.5；节点处设节点板与弦杆焊接，腹杆开槽插入节点板并与之焊接，在檐口处设钢天沟。
上下弦均设系杆及水平支撑；在檐口及跨中设垂直支撑。屋面檩条采用C20020，通过焊于屋架上弦的檩托板连接。

2.加工技术难点
本工程屋架加工的难点不仅在于屋架本身跨度大（为37.660米），更在于其本身的结构形式和杆件类型：
（1）屋架上弦为圆弧型，特别是檐口搁置天沟处圆弧半径仅1.345米，无法采用常规的机械拉弯或热弯曲方法进行加工。
（2）屋架跨度为37.660米，需按照运输单元进行分段，考虑现场拼接节点的设置位置和做法。
（3）屋架最高端的截面高度约为5米，会出现超宽运输。
（4）构件的焊接变形控制。
（5）屋架的起拱。
3.难点对策
（1）屋架上弦杆为Φ219*7圆钢管，其上弦中心圆弧半径为19260，采用倒链结合局部加热可进行加工；屋架檐口端部处圆弧加工，经多方联系，落实了专业厂家采用低频电流加热+机械拉弯处理，加工的成品满足设计及施工要求。
（2）按照杆件现场接头应设置在受力最小处的原则，经与原设计进行协商，屋架分成3段出厂，在现场进行拼接。接头做法分为受拉、受压、受弯3中形式，见下图。

（3）复核运输道路沿线的实际情况，并报交警部门备案，采用超宽运输方式。
（4）按照规范要求并结合原设计意见，屋架按照1/500进行起拱。
4.屋架加工工艺
4.1充分考虑本工程的施工细节及难度（诸如钢屋架管结构焊接收缩余量及焊接变形的控制）制定钢构件的加工程序：
材料预处理放样号料切割制孔组装焊接除锈涂装
4.2钢结构制作主要机械设备
工序名称设备名称备注数量下料多头直条切割机用于厚钢板开料1台剪板机用于S＝12以下直线型零件剪切下料1台砂轮切割机用于钢管切割3台液压弓型锯床用于钢管切割1台拉弯拉弯机圆管弧形成形1台焊接交流手工弧焊机用于构件的手工焊接6台直流手工弧焊机用于构件的手工焊接4台CO2气体保护焊用于构件的手工焊接4台焊条烘箱焊条烘焙1台碳弧气刨ZX－500直流弧焊机空气压缩机用于对接缝焊缝清根1台钻孔Z50摇臂钻床用于连接板钻孔等1台1台立式钻床基准平台5米*50米用于主构件成形拼接1只除锈抛丸机用于钢材除锈1台涂装空气压缩机用于油漆喷涂2只4把油漆喷枪4.3加工工序说明：
4.3.1放样：
采用CAD制图将屋架大样及节点尺寸按照1:1进行绘制，编制车间加工图。
放实样时以1:1的比例在样板台上放出全样，核对各部件的尺寸；制作样板和样杆作为下料、弯制、刨、制孔等加工的依据。工件要考虑加工余量，焊接构件要按工艺要求预留焊接收缩余量。
弯曲成型的弦杆应采用弧型样板检查，当弯曲成型零件弦长小于1.5m及以下时，样板弦长应于零件的弦长相等；零件弦长大于1.5m及以下时，样板弦长应不小于1.5m。成型部位与样板间隙不得大于2.0mm。
4.3.2划线和号料：
(1)划线和号料前首先根据料单检查清点样板与样杆，按号料要求整理好样板。
(2)号料前必须了解原材料的钢号及规格，检查原材料的质量。
(3)需要拼接的同一构件必须同时号料，以利拼接。成对的构件划线时必须把材料摆放成对后进行划线。
(4)在材料上划出切割、刨、弯曲、钻孔等加工位置；打冲孔及标出零件编号。号料时应尽可能做到合理用材。
4.3.3切割：
(1)对零星的厚度小于12mm的劲板、连接板采用剪板机剪切；对厚度大于12mm的板采用多头直条切割机和半自动切割机；对于钢管则采用液压锯床锯切或砂轮切割机进行切割。
零件的切割线与号料线的允许偏差应符合如下规定：
手工切割±2.0mm
自动、半自动切割±1.5mm
(2)切割前应将钢材表面切割区域内的铁锈、油污等清除干净；切割后断口上不得有裂纹和大于1.0mm的缺棱，并应清除边缘上的熔瘤和飞溅物等。
(3)切割截面与钢材表面不垂直度不大于钢材厚度的10％，且不得大于2.0mm。
(4)机械剪切的零件，其剪切线与号料线的允许偏差不得大于2.0mm；断口处的截面上不得有裂纹和大于1.0mm的