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1、钢管桁架相贯节点焊接质量控制第6卷第2期2007年6月宁夏工程技术NingxiaEngineeringTechnologyV01.6No.2Jun.2007文章编号:1671—7244(2007)02—0170—04钢管桁架相贯节点焊接质量控制杨(1.兰州理工大学土木工程学院,甘肃兰州文伟,2730050;2.宁夏大学基建处,宁夏银川750021)摘要:针对目前空间钢管桁架结构,在制作,焊接及无损检测方面标准尚不统一的问题,结合宁夏大学大学生活动中心工程钢管桁架相贯节点焊接的具体情况,通过对钢管桁架相贯节点焊缝的分析,提出了针对该项目的焊缝检测要求;对于相贯焊
2、缝不能全焊透的质量缺陷,提出了用焊缝补强措施达到接头焊接与母材等强的目的;对于相贯口的加工,对接接头的设置位置,弦杆对接等方面的质量缺陷,分析了产生的原因并提出了解决对策.关键词:钢管桁架结构;相贯节点;焊接;解决对策中图分类号:TU392.5文献标志码:A近几年来,空间钢管桁架结构,以其刚度大,几何特性好,施工简单,节省材料等的特点及其流畅,简洁,美观的视觉效果,出现在飞机场,体育馆,会展中心等许多公共建筑中.空间钢管桁架的连接采用相贯节点,简化了节点构造,使次要构件的连接更加方便,有利于单一构件的稳定性设计,截面的闭合提高了抗扭刚度.由于诸多优点,该结构越
3、来越受到建筑师和结构师的青睐.我国空间钢管桁架的制作,焊接及无损检测尚无统一的标准.钢管桁架的制作主要采用荷兰,Et本等国的五轴联动相贯线数控切割机进行切割,可以使各种钢管的断面尺寸得到有效保证,包括斜杆,腹杆的长度和各种坡口三维渐变角度的控制.但钢管桁架中相贯节点的焊接,基本上在现场进行手工焊接,焊接质量相对来说不容易保证,对相贯节点的局部强度有一定的影响.鉴于此,在宁夏大学大学生活动中心工程钢管桁架相贯节点的焊接中,为了消除相贯线焊缝不能全焊透的缺陷,采用焊接补强,以满足接头焊接与母材等强;为了降低焊接变形及焊接残余应力,采用适当减少焊缝尺寸,调整衬板规格
4、,优化传统焊接工艺等,保证了相贯节点的焊接质量;为了杜绝相贯口的加工缺陷,提出了针对不同缺陷的应对策略,其经验可以为同类工程参考.1工程概况宁夏大学大学生活动中心工程,屋盖采用钢管桁架空间结构体系,由观众厅和舞台厅两部分组成,观众厅屋盖由圆心圈桁架及其向四周引出的放射状桁架组成,周边多点柱支撑,局部悬挑,最大悬挑长度为l1.2m;舞台区为1/4球形屋盖,由19榀三角形落地钢管桁架组成,拱顶最高处标高为40m(图1).每榀钢管桁架为倒三角形截面,钢管的主要尺寸:上,下弦截面~219~8,斜腹杆为~94~5,~121×5.由于该工程造型独特,相贯节点的构造复杂,所
5、以保证相贯节点的焊接质量,是满足该项目结构质量的关键.舞台厅图1钢管桁架空间体系图Fig.1spacesystemofsteelpipetruss2相贯节点的焊接2.1节点形式该工程屋盖钢管桁架为抛物线和球冠形状,管桁架截面为倒三角形.相贯节点主要的节点形式如图2—3所示.2.2焊缝划分全焊透对接焊缝:弦杆对接缝采用全焊透焊缝.相贯线焊缝:在相贯节点处,相贯线是不断变化的空间曲线,因此同一相贯口的坡口,空隙也随之变化,收稿日期:2006—10—24基金项目:宁夏大学自然科学基金项目(ZR0633)作者简介:杨文伟(1967一),男,硕士,高级工程师,主要从事工
6、程建设项目管理及大跨空间结构的研究第2期杨文伟:钢管桁架相贯节点焊接质量控制171图2弦杆之间的对接节点Fig.2buttjointnodeofchordoneself相贯口的相贯焊缝的形式也在变化,按相贯焊缝质量等级的不同,将相贯焊缝分为A区(趾部),B区(边部),c区(根部)3个区域(图4).A区采用对接坡口焊缝,B区采用带坡口的角焊缝,c区采用角焊缝,B,C区相接处焊缝应圆滑过渡.当腹杆厚度<6mm时,可不切口,采用周圈角焊缝.2I3焊缝检测相贯焊缝的检测一般经过超声检测合格后,才能予以验收.目前国内没有针对钢管桁架的验收标准.由于相贯线焊缝各区的
7、质量要求不同,其探伤检测的要求也有所区别,根据以往工程实践经验,结合文献【3],该工程制定检测评定要求【3】:①对于A区,当钢管壁厚≥6mm,执行GB/T11345--1989标准,按二级焊缝检验[I;当钢管壁厚<6mm,执行JG/T3034.1,按二级焊缝检验[51.②对于B区,超声波探伤只作记录,不作评定,重点检测全焊透焊缝的长度及由B区向c区过渡段的未焊透情况.③对于c区,按三级焊缝进行探伤,可不作超声波探伤.④对相贯焊缝执行JB473O一94加作磁粉探伤网.3焊缝质量缺陷的解决对策3.1角焊缝的补强由于主杆与腹杆相交的相贯线焊缝,根据内壁内凹以及
8、局部区域1～2mm尚存在不能全焊透问题
