CN108708497A

CN108708497A - 一种大跨度梯型屋面钢桁架制作方法

Info

Publication number: CN108708497A
Application number: CN201810306396.0A
Authority: CN
Inventors: 蔡静
Original assignee: MCC5 Group Shanghai Corp Ltd
Current assignee: MCC5 Group Shanghai Corp Ltd
Priority date: 2018-04-08
Filing date: 2018-04-08
Publication date: 2018-10-26

Abstract

一种大跨度梯型屋面钢桁架制作方法，其特征在于包括以下步骤：a、钢桁架材料入场检验，b、铺设组装场地，c、放样、下料，d、焊接定位挡块，e、组装屋面桁架，f、所述屋面桁架的焊接，g、总装配检验、拆段，h、屋面桁架涂装和成品检验。本发明的大跨度梯型屋面钢桁架制作方法具有人字形钢桁架结构简单、制作方便，钢桁架设计制作步骤科学合理，可操作性强，钢桁架后续零件组装方便，组装精度高，钢桁架外形尺寸相同，能成批量生产，提高生产效率，产品合格率高和降低工程成本的优点。

Description

一种大跨度梯型屋面钢桁架制作方法

技术领域

本发明涉及一种屋面钢桁架制作方法，具体地说，是一种大跨度梯型屋面钢桁架制作方法。

背景技术

大跨度钢桁架由于刚度较大，用料经济合理，外形美观，广泛应用于大型钢厂房、体育馆等建筑。大跨度钢桁架中，梯型屋面桁架由于杆件受力合理，跨度大，同样受力荷载下，腹杆高度较小，便于运输，更适于作为工业厂房的屋面桁架。

但梯型屋面桁架上下弦的节点板、连接板和腹杆较多，且由于跨度较大，焊接变形影响大，钢桁架的总体尺寸难以控制。因此，现阶段的梯型钢桁架制作存在下列问题：

1、钢桁架在人工放地样组装时，没有充分考虑桁架的焊接收缩变形和零件切割余量，致使桁架在制作完成后出现长度和角度偏差超过规范，给后续的钢结构安装带来不便。

2、钢桁架制作工序不合理，由于先前零件的组装偏差及零件本身尺寸偏差，桁架后续零件组装困难，组装精度宜达不到要求。

3、组装完成后的桁架由于是空间结构，各节点板之间的连接孔间距难以测量和控制，难以判断桁架外观尺寸是否合格。

4、对于外形尺寸相同，需要成批量生产的复杂桁架，产品合格率低，生产效率低下。

因此已知的梯型钢桁架制作存在着上述种种不便和问题。

发明内容

本发明的目的，在于提出一种安全可靠、大幅提高生产效率的大跨度梯型屋面钢桁架制作方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种大跨度梯型屋面钢桁架制作方法，其特征在于包括以下步骤：

a、钢桁架材料入场检验，包括以下步骤：

（1）钢桁架钢材品质标准应分别符合现行标准《碳素结构钢》（GB/T 700）,《低合金高强度结构钢》（GB/T 1591）的规定；

（2）钢桁架钢材应附有质量证明书，并符合设计文件的要求；若对材质有疑义时，应抽样检查，其结果应符合国家标准的规定和设计的要求方可采用；

（3）连接材料，包括焊条、焊丝、焊剂，高强度螺栓，精制螺栓，普通螺栓应附有质量证明书，并符合设计文件的要求和国家标准的规定；

（4）涂料，包括底漆及面漆，应附有质量证明书，并符合设计文件的要求和国家标准的规定；

b、铺设组装场地

在平整、坚实的场地上铺≥8m宽、≥45m长的组装钢平台；

c、放样、下料，包括以下步骤：

（1）确定屋面钢桁架的起拱值

组装前应根据设计钢桁架起拱要求与制作工艺而确定施工钢桁架起拱值；当设计无要求时应按以下规定起拱：对跨度小于24米的桁架，其拱度值应不小于25mm；当跨度大于或等于24米的桁架，跨中最小值按其跨度的1/800确定，且不得小于30mm；

（2）计算机辅助模拟屋面钢桁架的放样起拱值曲线

通过CAD软件模拟出屋面桁架起拱值后上弦和下弦新的放样曲线图，并标出上弦和下弦连接板的新位置图，作为后续实体放样的定位线；

（3）屋面钢桁架实体放样

按照屋面钢桁架起拱后的位置图，在组装平台上按1：1比例划出上弦、下弦和竖杆的定位轴线，同时预留焊接收缩余量及切割余量；以定位轴线为基准，画出上弦、下弦和竖杆的角钢宽度线和连接板尺寸线，上弦、下弦和竖杆的角钢宽度线和连接板尺寸线经检验人员复验后，办理预检核定确认手续；

（4）根据屋面钢桁架所放实样制作样板、样杆，用于屋面桁架的包括上弦、下弦、竖杆的角钢、连接板各零件的划线、下料，其上应标明零件号规格、数量、孔径；

（5）零件下料前应先进行矫正，角钢弯曲矢高不大于L/1000且总长不大于5mm；

（6）屋架所有零件都应在组装前钻孔；热加工的型钢先热加工，待冷却后再钻孔；

（7）所有孔必须采用钻床进行，严禁冲孔，钻孔完成后应清除毛刺；

（8）钢材下料采用机械切割，机械切割剪切面不得有裂纹及大于1mm的缺棱，并应清除毛刺；氧气切割前钢材切割区域内的铁锈、油污应清理干净，切割后断口处边缘熔瘤、飞溅物应清除；

（9）上弦角钢、下弦角钢需接料时，先把焊接头矫直；采用角钢搭接时，为使接头角钢与杆件角钢紧贴，应按设计要求铲去楞角；对接焊缝应在焊缝的两端焊上引弧板，其材质和坡口型式与焊件相同，焊后气割切除引弧板并磨平；

d、焊接定位挡块，包括以下步骤：

（1）根据组装平台上的放样线位置，将上弦、下弦、腹杆的定位挡块焊在装配台上；

（2）检查定位挡块与放样线的间隙是否符合要求；

e、组装屋面桁架，包括以下步骤：

（1）将上弦角钢与下弦角钢放在组装平台上并紧靠定位挡块，弦杆由中心向两边组装，分段的上、下弦之间用连接板和临时螺栓对接，弦杆两侧都需定位挡块来固定上弦和下弦；

（2）将上弦角钢与下弦角钢中间的节点板点焊在弦杆角钢上，测量各节点板上连接孔间距，使各组孔间距偏差不超过3mm；

（3）将上、下弦杆间的竖杆和斜杆夹紧在节点板上，若竖杆和斜杆与节点板为螺栓连接方式也需采用临时螺栓临时连接，由于部分竖杆上还焊有与其它构件相连的连接板，而这些连接板的孔间距是否准确直接影响安装时屋面桁架能否与其它构件顺利连接，所以竖杆一定要与组装平台上的放样线找正对齐，按照图纸核对无误后依次将竖杆和斜杆点焊在节点板上，并接连接板点焊到竖杆上；测量各组连接板的孔间距，使各组连接板孔间距偏差不超过3mm，否则轻微调整连接板的位置；

（4）在屋面桁架完成单面组装并点焊后，将屋架翻转180°，组装背面竖杆上的连接板，按照图纸核对无误后依次将连接板点焊到竖杆上，仍需测量各组连接板的孔间距，使各组连接板孔间距偏差不超过3mm，否则轻微调整连接板的位置；

f、所述屋面桁架的焊接，包括以下步骤：

（1）焊接前应检查桁架装配质量和焊缝区质量及间隙情况，如有问题，经处理修整后方能施焊；

（2）屋面桁架焊接顺序是：由桁架跨度方向中间向两边对称焊接，先焊上、下弦连接板外侧焊缝，后焊上、下连接板内侧焊缝，再焊连接板与腹杆焊缝，最后焊腹杆、上弦、下弦之间的垫板；屋架一面全部焊完后翻面进行另一面焊接，其焊接顺序相同与正面相同；

g、总装配检验、拆段，包括以下步骤：

（1）桁架在全部焊接完成后在总装配状态下进行总体外观尺寸测量，要求桁架在跨度大于24m时，其最外端两个孔或两端支承面最外侧距离的允许偏差在-10～+5mm内，且跨中起拱度与预定值偏差在-5～10mm内；

（2）屋面桁架在外形尺寸检查合格后，才能进行拆分；

h、屋面桁架涂装和成品检验，包括以下步骤：

（1）拆分后的桁架采用抛丸除锈，表面处理应按设计规定的加工方法施工,并达到规定的除锈等级,GB8923-88标准Sa2.5级要求；

（2）构件表面的毛刺、电焊药皮、飞溅物、油污、灰尘在除锈前应清除干净；

（3）桁架在涂装前高强螺栓摩擦接触面按照图纸要求进行保护；现场焊缝两侧50㎜范围内，其它图纸要求不涂漆的部分不得涂装；

（4）桁架在整体涂装完成后，按规范进行构件的检验工作，其外观、焊接质量，涂层质量应符合规范要求。

本发明的大跨度梯型屋面钢桁架制作方法还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的方法，其中所述螺栓为高强度螺栓，需经达克罗处理。

前述的方法，其中所述螺栓为普通螺栓，需经热镀锌，镀锌量为400g/㎡。

前述的方法，其中所述组装钢平台的不平度不大于3mm/m2,且组装钢平台的任意两点标高差不大于6mm。

前述的方法，其中所述焊接收缩余量为每1m增加0.5mm。

前述的方法，其中所述零件加热矫正的加热温度不得超过900℃。

采用上述技术方案后，本发明的大跨度梯型屋面钢桁架制作方法具有以下优点：

1、人字形钢桁架结构简单、制作方便；

2、钢桁架设计制作步骤科学合理，可操作性强，钢桁架后续零件组装方便，组装精度高；

3、钢桁架外形尺寸相同，能成批量生产，提高生产效率，产品合格率高，降低工程成本。

附图说明

图1为本发明实施例的人字形钢桁架结构示意图；

图2为本发明实施例的梯型屋面桁架的弦杆组装示意图；

图3为图2中A-A的剖视图；

图4为本发明实施例的梯型屋面桁架的弦杆组装示意图；

图5为图4中B-B的剖视图；

图6为本发明实施例的组装平台施工示意图。

图中：1组装平台，2上弦，3下弦，4竖杆，5斜杆，6对接板，7连接板，8安全钩，9垫板，10节点板，11弦杆定位线，12竖杆定位线，13定位挡块。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。

实施例1

现请参阅图1，图1为本发明实施例的人字形钢桁架结构示意图。本屋面桁架跨度40.162m,高度5.436m，其中，上弦采用Q345B材质L180*14的角钢，下弦采用Q345B材质L200*24的角钢，斜杆采用Q345B材质L140*14的角钢，竖杆采用Q235B材质L90*7的角钢，由于受运输条件的限制，桁架必须分段出厂，因此，采取将桁架分成4段的方法，每段之间采用对接板6高强螺栓连接，螺栓为高强度螺栓的，需经达克罗处理。螺栓为普通螺栓的，需经热镀锌，镀锌量为400g/㎡。

本发明的大跨度梯型屋面钢桁架制作方法，包括以下步骤：

a、钢桁架材料入场检验，包括以下步骤：

（1）钢桁架钢材品质标准应分别符合现行标准《碳素结构钢》（GB/T 700）,《低合金高强度结构钢》（GB/T 1591）的规定。

（2）钢桁架钢材应附有质量证明书，并符合设计文件的要求；若对材质有疑义时，应抽样检查，其结果应符合国家标准的规定和设计的要求方可采用。

（3）连接材料，包括焊条、焊丝、焊剂，高强度螺栓，精制螺栓，普通螺栓应附有质量证明书，并符合设计文件的要求和国家标准的规定；高强度螺栓需进行达克罗处理，其他螺栓均需要热镀锌，镀锌量为400g/㎡。

（4）涂料，包括底漆及面漆，应附有质量证明书，并符合设计文件的要求和国家标准的规定。

b、铺设组装场地

在平整、坚实的场地上铺8m宽，45m长的组装钢平台1，用测量仪器测量组装钢平台的不平度不大于3mm/m2,且钢平台任意两点标高差不大于6mm。

c、放样、下料，包括以下步骤：

（1）确定屋面桁架的起拱值

组装前应根据设计起拱值与制作工艺而确定施工起拱值；当设计无要求时应按以下规定起拱：对跨度小于24米的桁架，其拱度值应不小于25mm；当跨度大于或等于24米的桁架，跨中最小值按其跨度的1/800确定，且不得小于30mm。本屋面桁架跨度40.162m，因此按跨中50mm确定起拱值。

（2）计算机辅助模拟放样起拱值曲线

通过CAD软件模拟出屋面桁架起拱50mm后上弦2和下弦3新的放样曲线图，并标出上弦和下弦连接板7的新位置图，作为后续实体放样的定位线。

（3）屋面桁架实体放样

按照起拱后的位置图，在组装平台上按1：1比例划出上弦2、下弦3和竖杆4的定位轴线图11和12，同时预留合理的焊接收缩余量及切割余量，一般按每1m增加0.5mm的焊接收缩余量。

以定位轴线为基准，画出上弦、下弦和竖杆的角钢宽度线和连接板7尺寸线，这些定位线经检验人员复验后，办理预检核定手续。

（4）根据所放实样制作样板、样杆，用于屋面桁架各零件的划线、下料，其上应标明零件号规格、数量、孔径等。

（5）零件下料前应先进行矫正，角钢弯曲矢高不大于L/1000且总长不大于5mm，加热矫正时，加热温度不得超过900℃。

（6）屋架所有零件都应在组装前钻孔；热加工的型钢可先热加工，待冷却后再钻孔。

（7）所有孔必须采用钻床进行，严禁冲孔，钻孔完成后应清除毛刺。

（8）钢材下料采用机械切割，机械切割剪切面不得有裂纹及大于1mm的缺棱，并应清除毛刺。氧气切割前钢材切割区域内的铁锈、油污应清理干净，切割后断口处边缘熔瘤、飞溅物应清除。

（9）上、下弦角钢需接料时，先把焊接头矫直。采用角钢搭接时，为使接头角钢与杆件角钢紧贴，应按设计要求铲去楞角。对接焊缝应在焊缝的两端焊上引弧板，其材质和坡口型式与焊件相同，焊后气割切除引弧板并磨平。

图2为本发明实施例的梯型屋面桁架的弦杆组装示意图，图3为图2中A-A的剖视图。

d、焊接定位挡块，包括以下步骤：

（1）根据组装平台上的放样线位置，将上弦、下弦、腹杆等定位挡块13焊在装配台上。

（2）检查定位挡块与放样线的间隙是否符合要求，这将决定后续各零部件的组装尺寸精度。

图4为本发明实施例的梯型屋面桁架的弦杆组装示意图，图5为图4中B-B的剖视图。

e、组装屋面桁架，包括以下步骤：

（1）将上弦与下弦放在组装平台上并紧靠定位挡块，弦杆由中心向两边组装，分段的上、下弦之间用连接板和临时螺栓对接，弦杆两侧都需定位挡块来固定上弦和下弦。

（2）将上、下弦中间的节点板点焊在弦杆上，测量各节点板上连接孔间距，使各组孔间距偏差不超过3mm。

（3）将上、下弦杆间的竖杆和斜杆夹紧在节点板上，若竖杆和斜杆与节点板为螺栓连接方式也需采用临时螺栓临时连接，由于部分竖杆上还焊有与其它构件相连的连接板，而这些连接板的孔间距是否准确直接影响安装时屋面桁架能否与其它构件顺利连接，所以竖杆一定要与组装平台上的放样线找正对齐，按照图纸核对无误后依次将竖杆和斜杆点焊在节点板上，并接连接板点焊到竖杆上。测量各组连接板的孔间距，使各组连接板孔间距偏差不超过3mm，否则轻微调整连接板的位置。

（4）在屋面桁架完成单面组装并点焊后，将屋架翻转180°，组装背面竖杆上的连接板，按照图纸核对无误后依次将连接板点焊到竖杆上，仍需测量各组连接板的孔间距，使各组连接板孔间距偏差不超过3mm，否则轻微调整连接板的位置；完成屋面桁架的组装工作。

f、屋面桁架的焊接，包括以下步骤：

（1）焊接前应检查桁架装配质量和焊缝区质量及间隙等情况，如有问题，经处理修整后方能施焊。

（2）屋面桁架焊接顺序是：由桁架跨度方向中间向两边对称焊接，先焊上、下弦连接板外侧焊缝，后焊上、下连接板内侧焊缝，再焊连接板与腹杆焊缝，最后焊腹杆、上弦、下弦之间的垫板。屋架一面全部焊完后翻面进行另一面焊接，其焊接顺序相同与正面相同。

图6为本发明实施例的组装平台施工示意图。

g、总装配检验、拆段，包括以下步骤：

（1）桁架在全部焊接完成后在总装配状态下进行总体外观尺寸测量，要求桁架在跨度大于24m时，其最外端两个孔或两端支承面最外侧距离的允许偏差在-10～+5mm内，且跨中起拱度与预定值偏差在-5～10mm内。

（2）屋面桁架在外形尺寸检查合格后，才能进行拆分。在本实施例中人字形屋面钢桁架拆分成四段。第1段从钢桁架上弦的一端开始到5796mm，此后第2段到人字形屋面钢桁架的中心点长14517mm，再加上1224mm，第2段共长15741mm，此后第3段到13302mm，余下部分为第4段长度。人字形屋面钢桁架两端跨距为40162mm，人字形屋面钢桁架的中心点到钢桁架下弦的高度为5436mm。

h、涂装和成品检验，包括以下步骤：

（1）拆分后的桁架采用抛丸除锈，表面处理应按设计规定的加工方法施工,并达到规定的除锈等级,GB8923-88标准Sa2.5级要求。

（2）构件表面的毛刺、电焊药皮、飞溅物、油污、灰尘在除锈前应清除干净。

（3）桁架在涂装前高强螺栓摩擦接触面按照图纸要求进行保护；现场焊缝两侧50㎜范围内，其它图纸要求不涂漆的部分不得涂装。

本发明具有实质性特点和显著的技术进步，本发明的大跨度梯型屋面钢桁架制作方法，不仅使桁架组装质量高，施工安全，而且实现了快速批量生产，节约了大量材料和人工，制作费用大幅降低。

本发明的大跨度梯型屋面钢桁架制作方法越南台塑热轧厂房工程中运用，效果显著。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。

Claims

1.一种大跨度梯型屋面钢桁架制作方法，其特征在于包括以下步骤：

a、钢桁架材料入场检验，包括以下步骤：

b、铺设组装场地

在平整、坚实的场地上铺≥8m宽、≥45m长的组装钢平台；

c、放样、下料，包括以下步骤：

（1）确定屋面钢桁架的起拱值

（2）计算机辅助模拟屋面钢桁架的放样起拱值曲线

（3）屋面钢桁架实体放样

d、焊接定位挡块，包括以下步骤：

（2）检查定位挡块与放样线的间隙是否符合要求；

e、组装屋面桁架，包括以下步骤：

f、所述屋面桁架的焊接，包括以下步骤：

（2）屋面桁架焊接顺序是：由桁架跨度方向中间向两边对称焊接，先焊上、下弦连接板外侧焊缝，后焊上、下连接板内侧焊缝，再焊连接板与腹杆焊缝，最后焊腹杆、上弦、下弦之间的垫板；屋架一面全部焊完后翻面进行另一面焊接，其焊接顺序与正面相同；

g、总装配检验、拆段，包括以下步骤：

（2）屋面桁架在外形尺寸检查合格后，才能进行拆分；

h、屋面桁架涂装和成品检验，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的大跨度梯型屋面钢桁架制作方法，其特征在于，所述螺栓为高强度螺栓，需经达克罗处理。

3.如权利要求1所述的大跨度梯型屋面钢桁架制作方法，其特征在于，所述螺栓为普通螺栓，需经热镀锌，镀锌量为400g/㎡。

4.如权利要求1所述的大跨度梯型屋面钢桁架制作方法，其特征在于，所述组装钢平台的不平度不大于3mm/m²,且组装钢平台的任意两点标高差不大于6mm。

5.如权利要求1所述的大跨度梯型屋面钢桁架制作方法，其特征在于，所述焊接收缩余量为每1m增加0.5mm。

6.如权利要求1所述的大跨度梯型屋面钢桁架制作方法，其特征在于，所述零件加热矫正的加热温度不得超过900℃。