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【摘 要】 本文站在网架结构屋面的角度,通过对现场焊接技术的了解,保证拼装精度控制。
【关键词】 网架结构;焊接拼接;精度控制
【引言】网架结构,即把多根杆件按照一定的网格形式,通过节点的连接,构成大跨度覆盖的空间结构。目前,在学科应用方面,在水利工程、工程力学、建筑材料、水利科技等学科方面均有涉猎。网架结构具有很好的抗震性能,其特点有材料重量较轻、空间受力作用、钢度较大的优势。在现实生活中,一般可以运用到体育场观看台、体育场的看台雨棚、飞机库、剧院、候车厅等建筑的施工建设中。它所具有的缺点,在于汇交节点上面的杆件数量多,而制作安装平面结构较为复杂。而焊接技术可以解决这些问题,通过对被焊材质进行加压、加热,不用填充其他材料,使这些材质达到原子间的永久结合,并且获得永久性的连接效果。
1.网架结构屋面现场焊接拼装技术
网架结构根据外形的不同,可分为单层、双层的壳型网架结构和双层板型网架结构。双层的壳型网架和板型的网架,两者的杆件都可以分为上弦杆、腹杆和下弦杆,他们的作用在于承受拉力与压力。然而,单层壳型网架杆件,不仅要承受拉力与压力,而且要承受弯矩和切力。而目前我国的网架结构,大多数采用板型网架结构。为了减少压杆长度而增加稳定性,一般采取分杆和支撑杆的措施,这样就产生很多的支点。面对这些支点,就需要进行焊接拼装精度控制。
焊接技术,在高温、高压的条件下,运用焊接材料把两块或者多块母材进行连接为一个整体的工艺方法,同时也异性种工件产生原子间结合。它广泛地运用到金属和非金属方面。
在拼接过程中,首先要做好零件检查工作,确认零件表面的质量,按要求达到B级以上级别。对于B、C级别的钢材需要作出相应的处理,合格之后才能被采用。其次,要对下料零件按照产品相应标准进行检查,尺寸、直线度、平面度一旦发生偏差时,就要经过堆焊打磨矫正到合格,要对切割的缺陷打磨之后才可以应用到拼装工序之中。测量零件的坡口尺寸、角度偏小就要打磨到符合要求为止。
焊接的方法选取:手工电弧焊,熔化的极混合气体保护焊。一般说来,都会优先选用后者,如果后者不行,就采用手工电弧焊。
2.网架结构屋面现场焊接拼装精度控制
一般影响网架结构屋面现场焊接拼装精度的因素如下:拼装的场地、拼装的胎架、拼装的工艺、拼装的顺序等。由于这些因素的影响,需要提出相对应的措施,以及相应的解决办法。
2.1 拼装的场地处理
一般说来,大直径的弧形桁架必须根据吊装进行分段,然后在施工现场进行必要的拼装。一般说来,在拼装的这个流程中,要防止拼装的胎架沉降的不均匀,需要把拼装场地平整地压实,还要铺设300毫米的厚石垫层,同时,也要对其进行压实。碎石的垫层上,再浇筑150毫米厚的C25混泥土。在拼装场地的工作处理完毕之后,也要拼装胎架。
2.2 拼装胎架的设计和布置
拼装胎架在实际上需要具有相当的稳定性和必要的强度,以这个来避免拼装时,由于胎架的变形而导致了拼装的精度发生偏差。此外,当然也要保证到胎架在模板上的口标高尺的正确性。根据实际的要求,现场拼装需要采用卧拼的方式,在必要的时候,还需要设置拼装胎架的立杆,尽可能地让胎架的轴心受力。拼装胎架相互之间,在胎架横杆上,需要搭设一些操作平台,以此来给拼装工人进行拼装作业。
拼接的设置,它的高度,需要满足所有位置焊接所需要的高度,胎架的高度最低处不能够出现明显的晃动,需要经过验收合格之后才能用。处于刚性平台的沉降,会使得胎架发生变形,胎架的附近也必须建立一些观察点,对胎架的沉降进行必要的观察。施工过程中,所有结构的全部荷载,在作用于硬化地面时,要观察高标有没有变化,如果变化反应出现,就需要及时进行调整,等到沉降稳定之后才可以进行焊接。
在拼装的胎架设置完之后、拼装工作开始之前[1],需要校正胎架的总宽度、总长度、总高度,同时,需要对钢构件所有的搁置位置建立起控制的网格,然后对各个点的空间位置进行测量放线,设置一些杆件然后放置限位块。
除上所述之外,在胎架完成了单次的拼装后,就需要对它的尺寸进行检测复合,在符合要求之后,才可以继续进行拼装工作。
2.3 现场的拼装工艺
一般说来,拼接的胎架的长度一般为30米,最长的当然也有40米,所以,需要在施工现场进行拼接弦杆。网架结构的屋面,在汇交节点上面的杆件数很多,而制作安装较平面的结构很复杂,所以对接起来十分困难,精度、效率都十分地低。
2.4 钢管对接器的工作原理
首先,保证对接钢管的就位,要用链式的钢管对接器环绕在对接的位置上。然后把一个调整块从另一个调整块的条形孔中穿过,之后经过安装进行压块。
其次,在两个调整块中间放着千斤顶,让千斤顶顶住第一个调整块与压块,接着拉开千斤顶,让链式的钢管对接器保持收紧状态,让限位块较为自然地压迫两各队接管的管口,然后,让两个接管的管口形成一个同心圆,使得管口保持一致状态。
接着,因为很多的钢管在加工过程之中易存在着偏差,钢管的对接口可能存在一些局部的偏差,而局部的变差错位就会超过标准,因此需要用校正器进行局部校正。在错位的部分,用火焰进行必要的加热,然后放一个千斤顶在校正器上,然后使用千斤顶把错位边向内压,如此便可以将很严重的错位偏差处进行很好的纠正[2]。但是由于在链片跟链片之间留有校正器安装螺栓孔,使得钢管的对接口都可以安装校正器。
3. 网架结构屋面现场焊接拼装精度控制过程中的问题
在网架结构屋面现场焊接拼装精度的控制上[3],可能会因为焊透时不采用的小角度、窄间隙的焊接坡口,会产生收缩量的问题。要解决这个问题,就需要尽量使用小角度、窄间隙的焊接坡口,以此来减少收缩量。在拼装过程中,检查发现拼装出现误差,用矫正器进行校正,如果还是不行,就需要在整体上把握,整体上根据误差进行调整。
此外,由于地面组装的时候,构件的预留需要收缩余量,一旦进行分段校正胎架,就会导致控制拼装块的焊接出现变形现象。设置部分的后装段块,由于地面的组装就留有了多余之量,因此,亟待实测拼装的接口坐标数值之后进行修正。
在控制焊接的过程中,必须按照一定的顺序,否则也要出现问题。控制焊接的顺序如下:
(1) 先中间后两边;
(2) 先考虑受力大的杆件,其次再焊受力小的;
(3) 先拉杆件再受压杆件;
(4) 先焊缝小之处再对付缝多之处;
(5) 先应付大管径杆件再应付小管径杆件;
(6) 要把对称口作为基准,以控制应力作为准则,制定良好的焊接顺序,禁止把合龙焊口在杆件应力集中部位布置;
(7) 在焊接的时候,选择自由端时要依据杆件的对称布置点情况,以此避免焊接时误差的积累;
4.结语
在实践中,采取上文的措施,成功地解决一些关于网架结构屋面现场焊接拼装精度控制问题,从而为日后的工作打好基础。本文的拼装精度控制技术,为广大的网架结构屋面现场焊接拼装控制提供了良好的建议。
参考文献
[1] 罗诚持,《重型设备吊装工艺与计算》[J],中国建筑工业出版社,2012(10) 10-12
[2] 吴州,《建筑钢结构施工手册》[J],中国计划出版社,2009(08) 4-5
[3] 李建才,《建筑钢结构施工手册》[J],中国建筑工业出版社,2010(05) 14-16
[4] 张栋梁,《安装工程实用技术》[J],中国建筑工业出版社,2012(8) 24-31
[5] 胡春玲,《国家数字图书馆二期钢结构工程现场拼装技术》[J],中国建筑工业出版社,2011(08) 9-11
[6] 钟肖杰,曾华锋,《大型厂房钢立柱的现场焊接拼装》[J],焊接技术,2010(8) 11-18
【关键词】 网架结构;焊接拼接;精度控制
【引言】网架结构,即把多根杆件按照一定的网格形式,通过节点的连接,构成大跨度覆盖的空间结构。目前,在学科应用方面,在水利工程、工程力学、建筑材料、水利科技等学科方面均有涉猎。网架结构具有很好的抗震性能,其特点有材料重量较轻、空间受力作用、钢度较大的优势。在现实生活中,一般可以运用到体育场观看台、体育场的看台雨棚、飞机库、剧院、候车厅等建筑的施工建设中。它所具有的缺点,在于汇交节点上面的杆件数量多,而制作安装平面结构较为复杂。而焊接技术可以解决这些问题,通过对被焊材质进行加压、加热,不用填充其他材料,使这些材质达到原子间的永久结合,并且获得永久性的连接效果。
1.网架结构屋面现场焊接拼装技术
网架结构根据外形的不同,可分为单层、双层的壳型网架结构和双层板型网架结构。双层的壳型网架和板型的网架,两者的杆件都可以分为上弦杆、腹杆和下弦杆,他们的作用在于承受拉力与压力。然而,单层壳型网架杆件,不仅要承受拉力与压力,而且要承受弯矩和切力。而目前我国的网架结构,大多数采用板型网架结构。为了减少压杆长度而增加稳定性,一般采取分杆和支撑杆的措施,这样就产生很多的支点。面对这些支点,就需要进行焊接拼装精度控制。
焊接技术,在高温、高压的条件下,运用焊接材料把两块或者多块母材进行连接为一个整体的工艺方法,同时也异性种工件产生原子间结合。它广泛地运用到金属和非金属方面。
在拼接过程中,首先要做好零件检查工作,确认零件表面的质量,按要求达到B级以上级别。对于B、C级别的钢材需要作出相应的处理,合格之后才能被采用。其次,要对下料零件按照产品相应标准进行检查,尺寸、直线度、平面度一旦发生偏差时,就要经过堆焊打磨矫正到合格,要对切割的缺陷打磨之后才可以应用到拼装工序之中。测量零件的坡口尺寸、角度偏小就要打磨到符合要求为止。
焊接的方法选取:手工电弧焊,熔化的极混合气体保护焊。一般说来,都会优先选用后者,如果后者不行,就采用手工电弧焊。
2.网架结构屋面现场焊接拼装精度控制
一般影响网架结构屋面现场焊接拼装精度的因素如下:拼装的场地、拼装的胎架、拼装的工艺、拼装的顺序等。由于这些因素的影响,需要提出相对应的措施,以及相应的解决办法。
2.1 拼装的场地处理
一般说来,大直径的弧形桁架必须根据吊装进行分段,然后在施工现场进行必要的拼装。一般说来,在拼装的这个流程中,要防止拼装的胎架沉降的不均匀,需要把拼装场地平整地压实,还要铺设300毫米的厚石垫层,同时,也要对其进行压实。碎石的垫层上,再浇筑150毫米厚的C25混泥土。在拼装场地的工作处理完毕之后,也要拼装胎架。
2.2 拼装胎架的设计和布置
拼装胎架在实际上需要具有相当的稳定性和必要的强度,以这个来避免拼装时,由于胎架的变形而导致了拼装的精度发生偏差。此外,当然也要保证到胎架在模板上的口标高尺的正确性。根据实际的要求,现场拼装需要采用卧拼的方式,在必要的时候,还需要设置拼装胎架的立杆,尽可能地让胎架的轴心受力。拼装胎架相互之间,在胎架横杆上,需要搭设一些操作平台,以此来给拼装工人进行拼装作业。
拼接的设置,它的高度,需要满足所有位置焊接所需要的高度,胎架的高度最低处不能够出现明显的晃动,需要经过验收合格之后才能用。处于刚性平台的沉降,会使得胎架发生变形,胎架的附近也必须建立一些观察点,对胎架的沉降进行必要的观察。施工过程中,所有结构的全部荷载,在作用于硬化地面时,要观察高标有没有变化,如果变化反应出现,就需要及时进行调整,等到沉降稳定之后才可以进行焊接。
在拼装的胎架设置完之后、拼装工作开始之前[1],需要校正胎架的总宽度、总长度、总高度,同时,需要对钢构件所有的搁置位置建立起控制的网格,然后对各个点的空间位置进行测量放线,设置一些杆件然后放置限位块。
除上所述之外,在胎架完成了单次的拼装后,就需要对它的尺寸进行检测复合,在符合要求之后,才可以继续进行拼装工作。
2.3 现场的拼装工艺
一般说来,拼接的胎架的长度一般为30米,最长的当然也有40米,所以,需要在施工现场进行拼接弦杆。网架结构的屋面,在汇交节点上面的杆件数很多,而制作安装较平面的结构很复杂,所以对接起来十分困难,精度、效率都十分地低。
2.4 钢管对接器的工作原理
首先,保证对接钢管的就位,要用链式的钢管对接器环绕在对接的位置上。然后把一个调整块从另一个调整块的条形孔中穿过,之后经过安装进行压块。
其次,在两个调整块中间放着千斤顶,让千斤顶顶住第一个调整块与压块,接着拉开千斤顶,让链式的钢管对接器保持收紧状态,让限位块较为自然地压迫两各队接管的管口,然后,让两个接管的管口形成一个同心圆,使得管口保持一致状态。
接着,因为很多的钢管在加工过程之中易存在着偏差,钢管的对接口可能存在一些局部的偏差,而局部的变差错位就会超过标准,因此需要用校正器进行局部校正。在错位的部分,用火焰进行必要的加热,然后放一个千斤顶在校正器上,然后使用千斤顶把错位边向内压,如此便可以将很严重的错位偏差处进行很好的纠正[2]。但是由于在链片跟链片之间留有校正器安装螺栓孔,使得钢管的对接口都可以安装校正器。
3. 网架结构屋面现场焊接拼装精度控制过程中的问题
在网架结构屋面现场焊接拼装精度的控制上[3],可能会因为焊透时不采用的小角度、窄间隙的焊接坡口,会产生收缩量的问题。要解决这个问题,就需要尽量使用小角度、窄间隙的焊接坡口,以此来减少收缩量。在拼装过程中,检查发现拼装出现误差,用矫正器进行校正,如果还是不行,就需要在整体上把握,整体上根据误差进行调整。
此外,由于地面组装的时候,构件的预留需要收缩余量,一旦进行分段校正胎架,就会导致控制拼装块的焊接出现变形现象。设置部分的后装段块,由于地面的组装就留有了多余之量,因此,亟待实测拼装的接口坐标数值之后进行修正。
在控制焊接的过程中,必须按照一定的顺序,否则也要出现问题。控制焊接的顺序如下:
(1) 先中间后两边;
(2) 先考虑受力大的杆件,其次再焊受力小的;
(3) 先拉杆件再受压杆件;
(4) 先焊缝小之处再对付缝多之处;
(5) 先应付大管径杆件再应付小管径杆件;
(6) 要把对称口作为基准,以控制应力作为准则,制定良好的焊接顺序,禁止把合龙焊口在杆件应力集中部位布置;
(7) 在焊接的时候,选择自由端时要依据杆件的对称布置点情况,以此避免焊接时误差的积累;
4.结语
在实践中,采取上文的措施,成功地解决一些关于网架结构屋面现场焊接拼装精度控制问题,从而为日后的工作打好基础。本文的拼装精度控制技术,为广大的网架结构屋面现场焊接拼装控制提供了良好的建议。
参考文献
[1] 罗诚持,《重型设备吊装工艺与计算》[J],中国建筑工业出版社,2012(10) 10-12
[2] 吴州,《建筑钢结构施工手册》[J],中国计划出版社,2009(08) 4-5
[3] 李建才,《建筑钢结构施工手册》[J],中国建筑工业出版社,2010(05) 14-16
[4] 张栋梁,《安装工程实用技术》[J],中国建筑工业出版社,2012(8) 24-31
[5] 胡春玲,《国家数字图书馆二期钢结构工程现场拼装技术》[J],中国建筑工业出版社,2011(08) 9-11
[6] 钟肖杰,曾华锋,《大型厂房钢立柱的现场焊接拼装》[J],焊接技术,2010(8) 11-18