大型钢结构铸钢节点安装施工技术.pdf

第3 3 卷第 1 2 期 Vo l - 3 3 No ． 1 2 建筑施工 B U I L D I N G C 0 NS T R U C T 1 0 N 大型钢结构铸钢节点 安装施 工技术 Co ns t r uc t i o n Te c hno l o g y f o r I ns t a l l a t i o n o f C a s t S t e e l J o i n t s i n L a r g e S t e e l S t r u c t u r e } 口 段振文 王永生 王 坤 王丽静 陈成成 中国建筑第二工程局有限公司 上海 2 0 0 1 3 5 【 摘 要】 桐庐励骏酒店4 2 层钢结构项目，通过应用先进的软件计算构件重心、合理设置吊耳、精巧的吊装技术、科学的焊 接工艺，保证了钢结构铸钢节点的施工质量及安全，避免了以往复杂的焊接节点中会有较多残余应力的不利影响。 【 关键词】钢结构工程 铸钢节点 构件重心 吊装技术 校正 焊接 【 中图分类号1 T U 7 5 8 ． 1 l ， 文献标识码 B 【 文章编号】 1 0 0 4 1 0 0 1 2 0 1 1 1 2 1 0 9 3 0 2 1 工程概况 桐庐励骏酒店项 目为地下 2层、 地上 4 O层的钢结构 一 框架剪力墙混合结构， 高 1 5 1 n l 。 塔楼东侧连接钢结构悬挑， 高度 5 层 ，挑出结构外 3 2 m 。本工程共计使用铸钢节点 6 3 个， 其中主楼 3 8 个 ， 悬挑部分 2 5 个。本工程的施工特点为 1 通过对铸钢节点重心的计算， 合理设置吊耳； 2 铸钢节点与相应联系梁的焊接先后顺序要事先组 织妥当 ； 3 通过对焊接收缩变形进行精确计算， 以对焊接过 程的变形量进行有效控制。 该方法主要适用于质量较大 1 0 t ～ 5 O t 、板厚较大 对应钢板厚度 4 0 m m 8 0 m il 1 、 结构复杂的铸钢节点施工。 2 操作要点 2 ． 1 铸钢件重心计算 利用 A u t o C A D 软件计算构件的重心 ， 具体为 首先建立 如图 1 的模型 ，利用 U C S 将原点定义在 a 点；再输入命令 “ m a s s p r o p ” ， 即可以得到质心 由于构件为匀质， 故其即为重 心 、 距离原点 a 的三向距离以及其质量 密度为 1 ， 须乘以 钢材密度即得到构件质量】 。 2 ． 2 设置构件吊耳 依据构件的特点 ， 设定吊装点为 4个， 这 4个点应尽量 分散在构件的四周， 均匀布置 ， 尽量利用连接耳板。 在垂直方 向作一条穿过质心 重心 的直线 ， 使 4条吊绳的合力作用点 会穿过重心，然后通过几何法计算出每根绳子所受的力， 再 计算所需吊耳的大小以及焊缝尺寸。 该计算均可以按规范进 行， 不再赘述。 【 作者简介】 段振 1 9 6 9 - ， 男， 本科， 高级工程师。联系地址 上海市浦东民生路 1 5 1 8 号金鹰大厦 A座 1 4 0 3 A座 2 0 0 1 3 5 。 【 收稿日期】 2 0 1 1 - l 1 0 7 铸锕节点实体茛型 图 1 计算重心位置 2 ． 3 铸钢件坡口磁粉检测 在铸钢件坡口上下 1 0 0 n l m 范围内内， 根据 铸钢件磁 粉检测规范进行检测 ， 判定铸钢件坡口是否有缺陷。若有 则必须返厂处理。 2 ． 4 铸钢件及联系梁的安装校正 采用 4 根以上钢丝绳作为吊绳， 2 长 2 短 ， 其中有 1 根 或 2根钢丝绳上挂手拉葫芦用以调节平衡 图2 。 图 2 吊绳设置 第 1 2期 段振文、 王永生 、 王 坤、 王丽静、 陈成成 大型钢结构铸钢节点安装施工技术 在选择起重机械时， 要综合考虑起重量、 倾角、 臂长等 多种因素， 如采用行走式履带吊， 还须考虑站位和行走路线。 在许多情况下会遇到内外几条轴线均有铸钢构件， 这时如采 用行走式起重机吊装， 须考虑吊装顺序， 谨防卡杆。 吊具的选择上宜选择多股钢芯、钢丝绳和 0形合金卡 环， 使用 2绳或 4绳吊装。 正式吊装前应先进行试吊， 按重心 计算设置吊耳， 挂钩后起 吊至离地面高度 5 0 c m左右 ， 查看 铸钢件整体平衡情况， 并用手拉葫芦及时调整。 就位时， 亦用 手拉葫芦进行微调。 就位后， 将四面夹板螺栓拧紧。 偏心构件 应采用联系梁支撑于重心偏向较大侧后才能松钩。 校正时， 采用机械螺施式千斤顶进行调整 ， 并在下柱焊 接顶铁。校正完后， 将顶铁割除磨平， 采用两台经纬仪从 X 、 _y 、 Z方向用借线法进行测量校正， 控制好牛腿面及柱顶面标 高。 铸钢件校正完后， 在上、 下柱对接处间断焊固定。联系梁 的安装在构件密集区域须根据焊接要求调整安装顺序 ， 以免 焊工无法施焊。 焊接时， 先焊接铸钢件一端的梁接头， 待焊缝 收缩稳定后 约 4 8 h 焊接另一端。不可两端同时焊接， 避免 使焊缝收缩量累加， 又不利于铸钢件安装精度的控制。梁焊 接完毕后， 再焊接铸钢件与柱之间的焊缝接头， 而后焊接斜 撑。 其顺序不可颠倒 ， 否则亦会影响铸钢件的安装精度。 梁的 校正主要控制两端高差、 与牛腿对接面平整、 垂直度以及预 留焊接收缩量 公式 1 等。 S R A ／ T 1 式中 S 一焊缝的横向收缩值 m m ； A 一焊缝横截面面积 m m z 7 一焊缝厚度 ， 包括熔深 m m ； 常数 ， 一般可取 O ． 1 。 2 ． 5焊前预热 铸钢件无论冬夏， 焊前均需预热。预热采用火焰烘烤或 电加热的方法进行。由于施工条件限制， 一般采用氧一乙炔 焰烘烤 表 1 ， 温度可采用红外线测温仪测定。 表 1 预热温度控制 ℃ 钢材 接 头最厚部件 的板厚 t ／ m m 牌号 4 0 t ≤6 0 6 0 8 0 Q2 3 5 6 0 8 0 1 0 O Q2 9 5 、 Q3 4 5 8 0 1 0 0 1 O 0 2 ． 6 铸钢件焊接 施焊时，要根据焊接工艺评定指导书中的焊接参数来 选取使用， 同时节头焊接顺序不能错乱 ， 梁两端不能同时施 焊， 必须先焊柱节点。 先焊靠近坡口处， 两面分别薄地堆焊 2 道， 再在 2焊道问堆焊 ， 打底焊应从一端向另一端延伸堆焊。 应规范焊接 ， 且每焊 1 道用小铁锤锤击消除焊接应力。层间 温度控制在 2 3 0 c c 以下 ， 一 5 o c 以下时应停止施焊。焊接仰 焊缝时， 宜采用手工电弧焊或药芯焊丝进行焊接。焊接参数 见表 2 ， 焊接顺序如图3 。 表 2 焊接参数 参考 层 焊接 焊条或焊丝 保护 气体流量 电流 电压 焊接速度 次 方法 型号 A ／ m m 气体 ／ L ／ mi n ／ A ／ V ／ c m／ m i n 打底层 C O2 焊 E R _5 0 - 6 1 ．2 C O2 1 5 l2 5 2 2 O ～ 2 6 O 2 6 ～ 3 2 2 0 - 4 0 中间层 C O 焊 E R5 0 6 1 ．2 C O2 1 5 - 2 5 2 4 卜 2 8 O 2 8 ～ 3 4 2 0 4 0 盖面层 C O2 焊 E R5 0 - 6 1 ．2 C O2 1 5 2 5 2 4 卜 2 8 2 8 - 3 4 2 0 “- 4 0 工 3 柱节点焊接顺序 粱节点焊接顺序 图 3 焊接顺序 2 - 7 焊后保温 铸钢件无论板厚、 焊接时所处的季节均需保温。保温 一 般采用火焰加热后包石棉被的方法进行。保温要求较高 时， 可采用电加热外包石棉被来实现。保温温度及时间可根 据不同情况参见表 3 。 表3 保温温度及时间 参考 板厚 t ／ mm 保温温度 ／ ℃ 保 温时间 ／ h 2 5≤ c ≤ 5 0 2 0 02 0 l 5 0t ≤75 2 3 02 0 1 ． 5 7 5t ≤ 1 0 0 2 5 0 2 ． O 2 ． 8 超声波检测 待保温完成、 构件焊缝部位达到常温 ， 并且拆除保温时 间超过 2 4 h 后， 进行第 1 次超声波探伤检测。 如遇检测结果 中焊缝存在临界气孔时， 不宜对些缺陷返修。在拆除保温时 间超过 7 2 h甚至更长时间后，对焊缝进行第 2次超声波探 伤检验 ，以防止延时裂纹。超声波探伤要求应符合 G B 厂 T 1 1 3 4 5 2 0 0 8的相关要求。 3 结语 本工程成功地解决了铸钢节点的重心计算、 吊耳设置、 构件吊装校正、 构件焊接等一系列技术难题， 保证了铸钢节 点的施工质量。通过使用铸钢节点， 避免了以往复杂的焊接 节点中会有较多残余应力的不利影响。 为整个工程的结构安 全打下了坚实的基础。 参考文献 [ 1 】 李俊， 卫星， 李小珍， 等． 大型钢网壳结构铸钢节点复杂受力的试验 研究卟 土木工程学报 2 0 0 5 6 ． ●