大跨度管桁架钢结构的制作技术

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1、大跨度管桁架钢结构的制作技术摘要：从管桁架的焊接技术、焊接变形控制技术、组对胎架设计精度控制、起拱计算和控制方案、组对精度控制技术、预拼装技术、深化设计软件（TeklaStructure和STCAD/CAM）的应用七方面加以表述，证明管桁架钢结构制作的关键技术在于节点放样、焊缝及坡口的加工及管桁架整体制作精度的控制技术。关键词：管桁架钢结构焊接预拼装制作精度深化设计中图分类号：S611文献标识码：A1.概述管结构和桁架结构是钢结构的重要组成部分。随着钢结构行业软件的技术进步和多维数控切割技术的发展，为管桁架钢结构的应用提供了技术和装备的保证，管桁架结构得到了前所未有的发展。14管桁架钢结

2、构有如下优点：1）节点形式简单。结构外形简洁、流畅，适用于多种结构造型。2）刚度大，几何特性好。钢管的管壁一般较薄，截面回转半径较大性能好。故抗压和抗扭性能好。3）施工简单，节省材料。节点处各杆件直接焊接，因而具有施工简单，节省材料的优点。4）有利于防腐和清洁维护。钢管和大气接触表面积小，易于防护。在节点处直接焊接，维护更为方便，管形构件在全长和端部封闭后，其内部不易生锈。5）圆管结构的管桁结构流体动力特性好。承受风力或水流等荷载的作用时，荷载对圆管结构的作用效应比其他截面形式结构的效应要低得多。管桁结构尤其是空间管桁结构的独特优势，符合大跨度空间结构的发展需要，这种结构体系营造了力学和

3、美学的完美结合，在造型新颖、外形各具特色的大型场馆、会展中心等中愈来愈受到青睐，发展势头迅猛。2.管桁架用低合金高强度钢焊接技术焊接技术是钢结构技术中的关键技术，是钢结构工程的质量和寿命保证。对于大跨度管桁架钢结构也同样。低合金高强度钢结构焊接技术的掌握，是大跨度管桁架钢结构制作技术的基础。正确选择钢结构在制作加工过程中经常使用焊接工艺，才能保证低合金高强度钢所制作的钢结构的焊缝应具备的强度和韧性．才能经受住预定用途出现的最不利的条件。日前低合金高强度钢的发展与各种焊接工艺的发展足同步进行的，管桁架钢结构目前涉及的材质为Q345，在焊接工艺合理、焊接操作得当，严控焊接工艺纪律是可以很好地

4、进行焊接的。因此不再赘述。3.管桁架结构焊接变形控制技术3.1管桁架结构焊接14大跨度管桁架结构的线条要求流畅，形体优美；钢管的连接主要采用焊接，焊接质量的保证是管桁架结构的关键控制技术。从焊接节点构造，焊接工艺和无损检测技术方面进行控制。管桁架焊接通常采用手工电弧焊或气体保护焊。在施工条件允许时，尽可能采用CO2气体保护焊，以有效减少焊接时的收缩和变形，同时也能够提高焊接的生产效率，加快施工进度。3.1.1焊接前必须编制合理的施焊工艺和施焊程序；严格按焊接工艺进行焊接；3.1.2焊接前必须对组对桁架进行检验，按照不同材质，根据焊接工艺方案的要求，选用对应的焊材；3.1.3组对焊接时，采

5、用多人对称反向焊接，最大限度减少焊接变形；3.1.4严格按设计要求进行焊缝尺寸控制，杜绝自由工艺------不任意加大或减小焊缝的高度和宽度；3.1.5焊接前将焊缝区边缘30�到50�内的铁锈、毛刺、污垢等清除干净，以减少产生气孔等焊接缺陷的因素；3.1.6焊接后清理焊缝表面的熔渣和飞溅，进行焊缝检查（焊缝外观检查和无损探伤），合格后按要求在规定位置打焊工钢印；3.1.7加强焊材管理，按规定烘烤、领用和使用；143.1.8加强焊工管理，焊工必须持证上岗，施焊前进行相应的培训。3.2焊接变形控制3.2.1、定位焊3.2.1.1应距设计焊缝端部30mm以上,焊缝长度应为50mm~100mm,

6、间距应为400mm~600mm。3.2.1.2正式焊接开始前或正式焊接中，发现定位焊有裂纹应彻底清除定位焊后，再进行正式焊接。3.2.1.3对于焊接垫板，在构件固定端的背面定位焊。当两个构件组对完毕，活动端无法从背面点焊，应当在坡口内定位焊，当预热温度达到要求时,采用定位焊顺序为从坡口中间往两端进行,以防止垫板变形。3.2.2、焊接预热、层间温度和焊接环境3.2.2.1对于厚度大于36mm的低合金钢应采用焊前预热和焊后热处理措施，预热及焊后热处理的温度应根据焊接工艺试验评定报告确定。要平衡加热量，使焊接变形和收缩量减少。3.2.2.2焊接接头两端板厚不同时，应按厚板确定预热温度；焊接接头

7、材质不同时，按强度高、含碳量高的钢材确定预热温度。3.2.2.3厚板焊前预热及层间温度的保持优先采用电加热器，板厚25mm以下也可用火焰加热器加热，14并采用专用的接触式热电偶测温仪测量。3.2.2.4预热的加热区域应在焊缝两侧，加热宽度应各为焊件待焊处厚度的1.5倍以上，且不小于100mm；预热温度可能时应在焊件反面测量，测量点应在离电弧经过前的焊接点各方向不小于75mm处，圆管杆件对接时不能在焊件反面测量，则应根据板厚不同适当提