管桁架結構製作與安裝施工工藝

1 一般規定

1.1 適用範圍

本施工工藝規程適用於大型體育場館、公共建築和各種用圓管、矩管作為骨架構成各類形狀的空間結構的建築物以及構築物。

1.2 編制依據的標準與規範

優質碳素結構鋼gb／t699—1999

普通碳素結構鋼gb／t700—1998

低合金高強度結構鋼　　　　　　　 gb／t1591—1994

一般工程用鑄造碳素鋼gb 5576—1997

鑄件尺寸差gb 6414—86

結構用冷彎空心型鋼　　　　　　　 gb／t6728—1986

鑄鋼件超聲探傷方法及質量評級方法 gb 7233—87

焊接結構用碳素鋼鑄件　　　　　　 gb／t7659—1987

結構用無縫管gb／t8162—1999

鑄件重量公差gb／t11351—89

直縫焊管gb／t13793—1992

結構用不鏽鋼無縫鋼管　　　　　　 gb／t14975—1994

鋼結構工程施工質量驗收規範 gb 50205—2001

建築工程施工質量驗收統一標準 gb 50300—2001

建築鋼結構焊接技術規程jgj 81—2002

合金鋼鑄件jb／zq4297—1986

鑄件質量分等通則jb／jq82001—90

1.3 材料要求

管桁架使用的管材、板材、焊材、鑄鋼，除材料牌號、型號規格和質量等級應符合相應設計檔案的要求，還必須符合下述規定：

1 管材

1) 材質：必須符合《優質碳素結構鋼》gb／t699—1999、《普通碳素結構鋼》gb／t700—1998、《低合金高強度結構鋼》gb／t1591—1994和《結構用不鏽鋼無縫鋼管》gb／t14975—1994的規定；

2) 型材規格尺寸及其允許偏差：矩管必須符合《結構用冷彎空心型鋼》gb／t6728—1986標準規定，無縫鋼管必須符合《結構用無縫管》gb／t8162—1999標準規定，焊管必須符合《直縫焊管》gb／t13793—1992標準規定，不鏽鋼無縫鋼管必須符合《結構用不鏽鋼無縫鋼管》gb／t14975—1994標準規定。

2 板材

1) 材質：必須符合《普通碳素結構鋼》gb／t700—1998和《低合金高強度結構鋼》gb／t1591—1994標準的規定；

2) 規格尺寸和允許偏差：必須符合《碳素結構鋼和低合金鋼熱軋厚板和鋼帶》gb／t3274—1988和《熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差》gb／t709—1988標準規定。

3 焊材

1) 焊條：分別應符合《碳鋼焊條》gb／t5117—1995、《低合金鋼焊條》gb／t5118—1995和《不鏽鋼焊條》gb／t983—1995標準規定；

2) 焊絲分別應符合《熔化焊用鋼絲》gb／t14957、《氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》gb／t8110、《碳鋼藥芯焊絲》gb／t10045、《低合金鋼藥芯焊絲》gb／t17493標準規定。

3) 焊劑分別應符合《碳素結構鋼埋弧焊用焊劑》gb5293、《低合金鋼埋弧焊用焊劑》gb／t12470標準規定。

4 鑄鋼

1) 化學成分、力學效能

管桁架所使用鑄鋼節點鑄件材料採用zg25ⅱ、zg 35ⅱ、zg 22mn等，優先採用zg 35ⅱ、zg 22mn鑄鋼，其化學成分、力學效能分別應符合《一般工程用鑄造碳素鋼》gb 5576—1997、《焊接結構用碳素鋼鑄件》gb／t7 659—1987和《合金鋼鑄件》jb／zq 4297—1986標準規定。

注：管桁架所使用的鋼支座通常也採用35號、45號結構鋼鍛件，其化學成分、機械效能符合《優質碳素結構鋼》gb／t699—1999的要求。輥軸鍛件用鋼錠鍛造時，鍛造比不少於2.

5，鍛造過程中應控制鍛造最終溫度，鍛件應進行正火處理後回火處理。鍛件不得有超過其單面機加工的餘量的50%的夾層、摺疊、裂紋、結疤、夾渣等缺陷，不得有白點，且不允許焊補。

2)尺寸公差和未注尺寸公差管桁架所使用的鑄鋼構件的尺寸公差應滿足設計檔案的規定。當設計無規定時，未注尺寸公差按gb6414—86ct13級，壁厚公差按gb6414—86ct14級，錯型值為1.5mm;未注重量公差按gb／t11351—89mt13級。

1.4 截面形式

管行架單元斷面形式一般採用三角形、矩形、梯形及其組合形式（圖1.4-1）。

圖1.4-1 管行架單元斷面形式

注三角形斷面;矩形斷面;梯形斷面;組合斷面。

1.5 構件型別

管行架組成構件分類一般有上弦杆、下弦杆、豎腹杆、斜腹幹、橫聯杆、斜聯桿, 如圖9.1.5—1所示。

圖1.5-1 管桁行架組成構件分類

1.6 腹杆及聯桿組和型別

管桁架的腹杆和聯桿根據建築要求、受力大小以及方便相貫節點處理，一般可採用單斜式或雙斜式兩種組合形式，如圖1.6—1和圖1.6—2所示。

圖1.6-1 單斜式圖1.6-2 雙斜式

1.7 節點及其形式

管桁架節點分為球節點、板節點、鑄鋼節點、鼓節點、法蘭節點和相貫節點等。其相貫基本節點形式有t、k、y;復合節點形式有t—y、t—k、＋、x等。

2 施工準備

2.1 材料準備

1 管桁架製造使用的鋼材、焊接材料、塗裝材料和緊韌體等必須符合設計要求和現行標準的規定。

2 材料代用，採用等截面和等強度的原則，任何材料代用均必須經設計單位核算認可，並按有關規定辦理審批手續。

3 進廠的原材料除必須有生產廠的出廠質量證書，還應按合同要求和有關現行標準進行檢驗和驗收，做好檢查記錄。

4 鋼材

當鋼材的平直度不能滿足工藝要求時，應先行矯正。其鋼材矯正後，應符合表9.2—1規定的允許偏差要求。

表2—1鋼材經矯正後允許偏差

5 焊條鋼管焊條出廠必須按照標準進行嚴格檢查，各項指標達到標準方能容許出廠。使用單位在焊條入庫前，應按焊條質量保證書檢查焊條質量是否合乎要求，型號、牌號是否符合要求。對於管桁架等重要結構的焊條，應按規定經質量複檢合格後驗收入庫。

2.2 焊接準備

1 管桁架結構焊接全過程，均應在焊接責任工程師的指導下進行。焊接責任工程師必須具備工程師以上技術職稱（或焊接技師），並依據工程的具體要求及裝置能力，編制焊接工藝指導書。

2 焊接責任工程師和其它焊接技術人員，應具有承擔焊接工程師的總體規劃、管理和技術指導的能力。

3 焊接責任工程師和其它焊接技術人員應具有鋼結構、焊接冶金、焊接施工等方面的知識和經驗，並具有焊接施工的計畫管理和施工技術指導的能力。

4 無損檢驗員必須經過培訓，其資格應有檔案或證書確認。若規定由業主委派人員進行檢驗，應在合同檔案中宣告。中級以上無損檢驗員可以在其監督下，讓助理檢驗員完成具體工作，助理檢驗員同樣仍需經過專業培訓、考核和實踐，取得相關資格方能進行相關的檢驗工作。

中級以上無損檢驗員應對無損檢測結果進行審查、判定，並應對出具的監測報告簽證、蓋章、存檔、呈報。

2.3 深化設計

1 管桁架結構一般均需鋼結構施工單位進行深化設計，因此要求管桁架結構施工單位應具有相應工程等級的鋼結構專項設計資質。

2 管桁架結構深化設計的要求如下：

1) 應該建立結構整體三維線框模型，對重要部位的複雜節點，還應進行三維實體**放樣，條件允許時宜建立整體結構三維實體**模型。

2) 合理選用正確的結構節點形式，重要節點部位應該進行複核計算。

3) 根據材料定尺長度，正確確定桁架弦幹拼接點位置，同時根據安裝條件，確定桁架節段拼接位置。

4) 多根桿件相貫時，為保證節點施焊方便，同時保證焊縫質量，應該和結構設計師充分討論，確定節點工作點的定位以及允許偏心量。

5) 對三維的曲線桁架，宜將其弦杆進行二維弧形展開，展開放樣時應該充分考慮桁架拼接節點的安裝精度與難度，和結構設計師充分討論，選用合理的拼接節點形式。當二維展開難以滿足設計曲線形狀時，除考慮三維成型的加工裝置條件外，宜和結構師進行充分交流，對加工曲線進行調整。

6) 確定全部節點的合理焊縫形式，針對不同焊接部位制定相適宜的焊接工藝。

7) 對於複雜節點，必須明確節點的裝配關係。

8) 確定重要零件、構件的加工工藝。

3 相貫線繪製

在具有結構三維實體**模型和五軸以上數控相貫線切割機條件下，可以不進行專門的相貫線繪製，當不具備數控相貫線切割機條件時，必須進行相貫線繪製。

1) 深化設計常用節點形式：

圖2.3—1 主管支管直接相貫

圖2.3—2 帶加強套管相貫

圖2.3—3 球管相貫

圖2.3—4管鼓相貫

圖2.3—5 管板相貫節點

圖2.3—6 管筒相貫節點

圖2.3—7 法蘭連線節點

說明：1. 上圖中的節點形式為管桁架深化設計過程中常採用的節點形式，其構造要求以及計算原則按《鋼結構設規範》gb50017-2003和《網架結構設計與施工規程》jgj7-91以及相關的鋼結構設計構造手冊內容執行。

2. 對於某些重要部位的特殊節點形式，當難以採用手冊簡化計算公式確定其節點強度時，必須採取輔助手段提供其承載能力資料作為安全保障，一般的手段為有限元**計算或實驗檢測。

2) 支座節點管桁架結構採用的支座節點形式較多,對於一些新型的支座形式,如板式橡膠支座、萬向球鉸支座、滾軸支座、鑄鋼支座等應該通過與支座生產專業廠家的溝通,在深化設計階段應該明確其構造要求,裝配關係等，特別是支座安裝後鋼結構二次施工對支座的不利影響因素以及相應採取的工藝措施必須明確。

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