CN114809289A - 一种可焊接套筒施工工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种可焊接套筒施工工艺，属于型钢混凝土混合领域，其技术方案要点，包括：在建筑物内浇筑混凝土核心筒，在所述混凝土核心筒外侧安装外框钢柱；在焊接套筒前，对套筒进行极限抗拉强度和残余变形的检验；根据二维图纸，在外框钢柱上确定套筒的数量、位置，并用石壁标记；将套筒大倒角一端面朝向外框钢柱，采用手工电弧焊固定套筒，焊接时应对称焊接两点，并应保证套筒和外框钢柱之间的间隙为1.5‑2.5mm；采用二氧化碳气体保护焊沿套筒大倒角圆周将套筒焊接住；使用管钳扳手将梁钢筋上的丝头拧入套筒内，本申请在使用时，具有施工简单、传力清晰、强度可靠的特点，降低了施工成本，提高了施工效率。

Description

一种可焊接套筒施工工艺

技术领域

本申请涉及型钢混凝土混合领域，尤其是涉及一种可焊接套筒施工工艺。

背景技术

随着建筑业的发展，越来越多的结构采用钢管混凝土柱和混凝土框梁组合结构，该结构体系较钢筋混凝土柱、钢柱的承载能力和延性大为提高，受力更合理，但节点区的处理难度大，存在很多局限性。

目前，钢管混凝土柱与混凝土框架梁的节点连接较为繁琐，主要是通过在钢管混凝土柱上焊接牛腿，将混凝土框架梁钢筋焊接在牛腿上；或在钢管混凝土柱上开孔，将混凝土框架梁钢筋从钢管混凝土柱上的开孔处贯入；或采用搭接焊或帮条焊的形式将混凝土框架梁钢筋连接于钢管混凝土柱上，以上方式都存在如下弊端：

（1）工程中混凝土框架梁钢筋排数多、直径大、单排混凝土框架梁钢筋之间间距小，焊接质量难以保证，焊接后混凝土框架梁钢筋间距过小而影响混凝土浇筑质量，且混凝土框架梁钢筋排数多，焊接牛腿方式无法解决第二、第三排混凝土框架梁钢筋与钢管混凝土柱连接的问题。

（2）当梁配筋比较密集时，钢管混凝土柱上开孔会较大面积的削弱型钢管混凝土柱壁板强度，甚至将钢管混凝土柱上下截断，严重破坏钢管混凝土柱结构，危及结构安全。

（3）当混凝土框架梁钢筋直径大、排数多、单排钢筋之间间距小时，采用搭接焊或帮条焊的形式，焊接质量难以保证，且焊接位置挤占混凝土梁空间，减少焊接位置钢筋保护层厚度，焊接后钢筋间距过小影响混凝土浇筑质量。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：节点空间复杂、焊接质量不易保障，结构刚度低。

发明内容

为了改善梁钢筋与外框钢柱之间节点空间复杂、焊接质量不易保障，结构刚度低的问题，本申请提供一种可焊接套筒施工工艺，本申请在使用时，将套筒焊接于外框钢柱上，再将梁钢筋螺纹连接于套筒内，结构简单，施工便捷，经过试验验证：具有传力清晰、强度可靠的特点，降低了施工成本，提高了施工效率。

本申请提供的一种可焊接套筒施工工艺采用如下的技术方案：

一种可焊接套筒施工工艺，包括：A、搭建混凝土核心筒与外框钢柱：在建筑物内浇筑混凝土核心筒，在所述混凝土核心筒外侧安装外框钢柱；

套筒焊接工艺检验：在焊接套筒前，对套筒进行试焊，并将梁钢筋拧入套筒，检验梁钢筋的极限抗拉强度和套筒的残余变形量；

B、套筒精确定位：根据二维图纸，在外框钢柱上确定套筒的数量、位置，并进行标记；

C、套筒固定：将套筒大倒角一端面朝向外框钢柱，采用点焊固定套筒，焊接时对称焊接两点，并保证套筒和外框钢柱之间的间隙为1.5-2.5mm；

D、套筒施焊：采用气体保护焊沿套筒大倒角圆周进行套筒焊接；

E、梁钢筋连接：将梁钢筋上的丝头拧入套筒，完成梁钢筋的连接。

通过采用上述技术方案，通过套筒焊接工艺检验，检验了梁钢筋的极限抗拉强度和套筒的残余变形量，套筒与外框钢柱之间，梁钢筋与套筒之间传力清晰、强度可靠，符合生产要求；套筒体积小，重量轻，将套筒焊接于外框钢柱上，施工简单，将梁钢筋上的丝头拧入套筒，省时省力，节点结构简单，降低了施工成本，提高了施工效率。

本申请进一步设置：所述步骤C中点焊前使用定位组件辅助套筒固定，所述定位组件包括连接于外框钢柱上的定位板，所述定位板与外框钢柱之间留有预定间隙，所述定位板上设有多个供套筒穿过的定位孔，所述定位板靠近外框钢柱的一侧通过连杆可拆连接有多个定位垫板，所述定位垫板与定位孔相对应，所述定位垫板的厚度为1.5-2.5mm，所述定位垫板靠近外框钢柱的一侧抵接于外框钢柱上。

通过采用上述技术方案，将定位板安装于外框钢柱上，此时，定位垫板抵接于外框钢柱上，将套筒安装于定位孔内，套筒端部抵接于定位垫板上，定位板与定位垫板起到了预定位的作用，对套筒进行点焊时，套筒不易晃动，提高了施工效率与施工质量。

本申请进一步设置：所述步骤E中使用导向筒辅助梁钢筋安装，所述导向筒固定连接于套筒上远离外框钢柱的一端，所述导向筒远离套筒一端的开口处设有导向面。

通过采用上述技术方案，安装梁钢筋时，梁钢筋沿导向面滑入导向筒内，再将梁钢筋拧入套筒内，导向面的设置，对梁钢筋起到导向作用，使梁钢筋更易滑入导向筒内，导向筒的设置，对梁钢筋起到支撑作用，将梁钢筋拧入套筒时，省时省力。

本申请进一步设置：所述步骤E中将梁钢筋拧入套筒后，使用固定组件进行梁钢筋的固定，所述固定组件包括沿导向筒径向螺纹连接于导向筒上的螺杆，所述导向筒上设有供螺杆穿过的螺纹孔，所述梁钢筋上设有与螺杆相对应的环形槽。

通过采用上述技术方案，梁钢筋拧入套筒后，将螺杆拧入螺纹孔内，螺杆底部抵接于环形槽内，将梁钢筋固定住，降低了梁钢筋从套筒内脱出的可能性。

本申请进一步设置：所述螺杆底部呈锥形，所述梁钢筋上环形槽靠近外框钢柱的一侧设有与螺杆底部相适配的斜面，所述螺杆底部抵接于梁钢筋的斜面上并对梁钢筋施加朝向外框钢柱的力。

通过采用上述技术方案，将螺杆拧入螺纹孔后，螺杆底部一侧抵接于斜面上，螺杆对梁钢筋施加了一个朝向外框钢柱的力，固定更加牢固，稳定性更强。

本申请进一步设置：所述螺帽底部环设有多个锥形定位块，所述导向筒上位于螺纹孔周围环设有多个与锥形定位块相适配的锥形定位槽。

通过采用上述技术方案，将螺杆拧入螺纹孔后，锥形定位块进入锥形定位槽中，降低了螺杆从螺纹孔内脱出的可能性，稳定性更强，从而使梁钢筋更加稳固。

本申请进一步设置：所述步骤C中使用连接组件将定位板安装于外框钢柱上，所述连接组件包括连接于外框钢柱上的凸块，所述定位板上设有供凸块穿过的通孔，所述定位板上位于通孔一侧滑动连接有插杆，所述定位板上设有供插杆穿过的插孔，所述插孔与通孔相连通，所述凸块上设有与插孔相对应的插槽。

通过采用上述技术方案，安装定位板时，将定位板上的通孔与外框钢柱上的凸块对齐并沿凸块滑入到位，此时，插孔与插槽对齐，将插杆同时滑入插孔与插槽中，定位板被固定住，操作便捷，提高了施工效率。

本申请进一步设置：所述插杆外套设有弹簧，所述弹簧一端连接于插杆上，所述弹簧另一端连接于定位板上，所述弹簧使插杆产生朝凸块方向运动的趋势。

通过采用上述技术方案，安装定位板时，将插杆拉起，此时，弹簧处于拉伸状态，将定位板上的通孔与外框钢柱上的凸块对齐并沿凸块滑入，当插孔与凸块重合时，松开插杆并继续推动定位板，插杆端部抵接于凸块的侧壁上并沿侧壁滑动，当插孔与插槽对齐时，由于弹簧回复力的作用，插杆回弹至插槽中，定位板被固定住，操作更加便捷，进一步提高了施工效率。

本申请进一步设置：所述步骤A包括以下内容：A1、选择与外框钢柱壁厚相同的多块钢板；A2、每块钢板上焊接一个套筒，并将梁钢筋拧入套筒，A3、检验梁钢筋的极限抗拉强度和套筒的残余变形量，合格后可按最终确认的工艺参数进行套筒的批量焊接与加工。

通过采用上述技术方案，选择与外框钢柱壁厚相同的钢板，将套筒焊接于钢板上，将梁钢筋拧入套筒内，模拟了真实的施工条件，试验数据真实可靠，且操作便捷，试验成本低。

本申请进一步设置：所述定位垫板靠近定位板的一侧呈圆弧状。

通过采用上述技术方案，套筒点焊结束后，需要将定位垫板抽出，再进行套筒的焊接固定，通过减小定位垫板与套筒之间接触面积的方式，减小了定位垫板与套筒之间的摩擦力，从而使定位垫板更易滑出，一方面，提高了施工效率，另一方面，降低了套筒的磨损，此外，将定位垫板抽出时，定位垫板对套筒施加的作用力较小，套筒的点焊处不易变形，提高了施工质量。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、通过套筒焊接工艺检验，外框钢柱、套筒与梁钢筋之间传力清晰、强度可靠，符合生产要求；套筒体积小，重量轻，易焊接；梁钢筋与套筒之间通过螺纹连接，省时省力，强度可靠，节点结构简单，降低了施工成本，提高了施工效率。

2、通过定位板与定位垫板的设置，对套筒起到了支撑与预定位的作用，对套筒进行点焊时，套筒不易晃动，操作便捷，省时省力，且提高了施工质量。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是本申请实施例的图1中A处的放大图；

图3是本申请实施例的套筒与导向筒的整体结构剖视图；

图4是本申请实施例的定位板与定位垫板的整体结构示意图；

图5是本申请实施例的定位板的整体结构剖视图。

附图标记说明：

1、混凝土核心筒；2、外框钢柱；21、定位板；22、定位孔；23、连杆；24、定位垫板；25、凸块；26、通孔；27、插杆；28、插孔；29、插槽；3、套筒；4、梁钢筋；41、导向筒；42、导向面；43、螺杆；44、螺纹孔；45、环形槽；46、斜面；47、锥形定位块；48、锥形定位槽；5、弹簧；61、焊接板；62、工字钢。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

本实施例：一种可焊接套筒施工工艺，参照图1、图2和图3，包括：

A、搭建混凝土核心筒1与外框钢柱2：

首先，在建筑物内浇筑混凝土核心筒1，本工程包括9个混凝土核心筒1，施工时，优先安装混凝土核心筒1部位的钢柱，待钢柱焊接验收合格后，交由土建施工混凝土结构，待土建施工混凝土结构时，在混凝土核心筒1外侧安装外框钢柱2，分区域完成，为焊接板61与套筒3的施工创造条件；

套筒3焊接工艺检验：

主要包括以下内容：A1、选择与外框钢柱2的壁厚与材质均相同的多块钢板，钢板的数量可以是3块，直径32mm以上的钢板尺寸为200*200mm，直径28mm以下的钢板尺寸为150*150mm；

A2、每块钢板上焊接一个套筒3，并将梁钢筋4拧入套筒3；

A3、检验梁钢筋4的极限抗拉强度和套筒3的残余变形量，工艺检验不合格时，应进行工艺参数（焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊层和焊道分布）调整，合格后可按最终确认的工艺参数进行套筒3的批量焊接与加工。

B、套筒3与焊接板61精确定位：

混凝土框架梁上部，下部第一排梁钢筋4与外框钢柱2之间采用焊接板61连接，焊接板61径长为170mm，宽度为梁宽扣除两侧的保护层厚度，厚度为20mm，材质为Q345B；

混凝土框架梁上部，下部第二排，第三排梁钢筋4与外框钢柱2之间采用套筒3连接，套筒3材质为45#优质碳素钢；

根据二维图纸，在外框钢柱2上确定焊接板61与套筒3的数量、位置，并用石笔在外框钢柱2上画出焊接板61与套筒3的中心线，同时注明该位置的标高。

参照图1、图4和图5，C、套筒3固定：

去掉套筒3上的塑料保护盖，将套筒3大倒角一端朝向外框钢柱2，采用手工电弧焊固定套筒3，焊接时对称焊接两点，并保证套筒3和外框钢柱2之间的间隙约为2mm。

对套筒3进行点焊时，套筒3易晃动，定位不准，导致施工质量下降，因此，本实施例中，需要使用定位组件辅助套筒3固定，定位组件包括连接于外框钢柱2上的定位板21，定位板21与外框钢柱2之间的间隙为100mm，不会影响套筒3的点焊，定位板21上开设有多个与套筒3数量相对应的供套筒3穿过的定位孔22。

此外，定位板21靠近外框钢柱2的一侧通过连杆23水平连接有两块定位垫板24，定位垫板24与连杆23之间为滑动可拆连接，两块定位垫板24分别与两排定位孔22相对应，需要说明的是，定位垫板24与水平方向定位孔22所在中心线错位，不会影响套筒3的点焊，定位垫板24的厚度约为2mm，定位垫板24靠近外框钢柱2的一侧抵接于外框钢柱2上。

固定套筒3时，首先将定位板21安装于外框钢柱2上，使定位孔22与石笔所做的标记对齐，此时，定位垫板24抵接于外框钢柱2上，然后将套筒3沿定位孔22滑入，直至抵接于定位垫板24上，按住套筒3并对套筒3左右两侧进行点焊，定位板21与定位垫板24对套筒3起到了预定位的作用，套筒3不易晃动，提高了施工效率与施工质量。

点焊结束后将定位垫板24沿水平方向抽出，将定位板21取出，再进行后续施工，需要说明的是，定位垫板24靠近定位板21的一侧呈圆弧状，这样设置的好处在于，通过减小定位垫板24与套筒3之间接触面积的方式，减小了定位垫板24与套筒3之间的摩擦力，从而使定位垫板24更易滑出，一方面，提高了施工效率，另一方面，降低了套筒3的磨损，此外，将定位垫板24抽出时，定位垫板24对套筒3施加的作用力较小，套筒3的点焊处不易变形，提高了施工质量。

其中，定位板21通过连接组件安装于外框钢柱2上，连接组件包括焊接于外框钢柱2上的两对称的凸块25，定位板21上开设有两个供凸块25穿过的通孔26，定位板21上位于通孔26一侧滑动连接有插杆27，插杆27为圆杆，定位板21上开设有供插杆27穿过的插孔28，插孔28与通孔26相连通，凸块25上开设有与插孔28相对应的插槽29。

此外，插杆27外套设有弹簧5，弹簧5一端固定连接于插杆27上，弹簧5另一端固定连接于定位板21上，弹簧5使插杆27产生朝凸块25方向运动的趋势。

安装定位板21时，首先握住插杆27端部将插杆27拉起，此时，弹簧5处于拉伸状态，然后将定位板21上的通孔26与凸块25对齐，并沿凸块25滑入，当插孔28与凸块25重合时，松开插杆27，继续推动定位板21，插杆27端部抵接于凸块25的侧壁上并沿侧壁滑动，当定位垫板24抵接于外框钢柱2上时，插孔28与插槽29对齐，由于弹簧5回复力的作用，插杆27回弹至插槽29中，定位板21被固定住，拆装便捷。

D、套筒3与焊接板61施焊：

采用二氧化碳气体保护焊沿套筒3大倒角圆周进行套筒3焊接，为避免焊缝应力变形，宜采用对称施焊，也可借助定位钢筋，避免套筒3变形，然后，对焊接板61进行施焊，最后将工字钢62焊接于上部梁钢筋4与下部梁钢筋4之间；

用金属小锤敲打焊缝，检查是否有气孔、夹渣、裂纹、弧坑或焊瘤等，发现缺陷应及时补焊，此外，用卡尺测量焊缝高度是否符合要求，并且目测焊缝是否饱满，不得缺肉，焊缝外形应均匀，焊缝过渡应平滑。

E、梁钢筋4连接：

去掉混凝土框架梁上部，下部第二排，第三排梁钢筋4丝头上的保护帽，检查丝头和套筒3的丝扣是否干净、无损，然后将合格的梁钢筋4拧入套筒3，安装时，可用管钳扳手等工具将梁钢筋4拧紧，必须达到标定力矩值，然后将混凝土框架梁上部，下部第一排梁钢筋4焊接于焊接板61上，完成梁钢筋4的连接，最后再对梁钢筋4进行捆扎。

由于梁钢筋4吊装在空中，将梁钢筋4拧入套筒3时，梁钢筋4会晃动，不易与套筒3对齐，因此，本实施例中，套筒3上远离外框钢柱2的一端固定连接有导向筒41，导向筒41与套筒3一体成型，导向筒41远离套筒3一端的开口处内侧设有导向面42，导向面42呈喇叭状。

安装梁钢筋4时，导向面42的设置，对梁钢筋4起到导向作用，使梁钢筋4更易滑入导向筒41内，导向筒41的设置，将梁钢筋4拧入套筒3时，对梁钢筋4起到支撑定位作用，使梁钢筋4更易旋入套筒3内，省时省力。

梁钢筋4旋入套筒3后，为了降低梁钢筋4松动的可能性，本实施例中，使用固定组件进行梁钢筋4的固定，固定组件包括沿导向筒41径向螺纹连接于导向筒41上的螺杆43，第二排导向筒41上的螺杆43位于导向筒41的顶部，第三排导向筒41上的螺杆43位于导向筒41的底部，导向筒41上开设有供螺杆43穿过的螺纹孔44，梁钢筋4上开设有与螺杆43相对应的环形槽45。

需要说明的是，螺杆43底部呈锥形，梁钢筋4上环形槽45靠近外框钢柱2的一侧设有与螺杆43底部一侧倾斜度相同的斜面46。

将梁钢筋4拧入套筒3后，梁钢筋4上的环形槽45与螺纹孔44对齐，将螺杆43旋入螺纹孔44中，螺杆43底部一侧抵接于梁钢筋4的斜面46上并对梁钢筋4施加朝向外框钢柱2的力，梁钢筋4被固定住，稳定性强。

为了降低螺杆43从螺纹孔44内脱出的可能性，本实施例中，螺帽底部环设有八个锥形定位块47，锥形定位块47的材质为橡胶，导向筒41上位于螺纹孔44周围环设有八个与锥形定位块47相适配的锥形定位槽48，将螺杆43拧入螺纹孔44后，锥形定位块47落入锥形定位槽48中，锥形定位块47与锥形定位槽48内壁之间的摩擦力较大，降低了螺杆43从螺纹孔44内脱出的可能性，稳定性更强。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可焊接套筒施工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

A、搭建混凝土核心筒（1）与外框钢柱（2）：在建筑物内浇筑混凝土核心筒（1），在所述混凝土核心筒（1）外侧安装外框钢柱（2）；

套筒（3）焊接工艺检验：在焊接套筒（3）前，对套筒（3）进行试焊，并将梁钢筋（4）拧入套筒（3），检验梁钢筋（4）的极限抗拉强度和套筒（3）的残余变形量；

B、套筒（3）精确定位：根据二维图纸，在外框钢柱（2）上确定套筒（3）的数量、位置，并进行标记；

C、套筒（3）固定：将套筒（3）大倒角一端面朝向外框钢柱（2），采用点焊固定套筒（3），焊接时对称焊接两点，并保证套筒（3）和外框钢柱（2）之间的间隙为1.5-2.5mm；

D、套筒（3）施焊：采用气体保护焊沿套筒（3）大倒角圆周进行套筒（3）焊接；

E、梁钢筋（4）连接：将梁钢筋（4）上的丝头拧入套筒（3），完成梁钢筋（4）的连接。

2.根据权利要求1所述的一种可焊接套筒施工工艺，其特征在于：所述步骤C中点焊前使用定位组件辅助套筒（3）固定，所述定位组件包括连接于外框钢柱（2）上的定位板（21），所述定位板（21）与外框钢柱（2）之间留有预定间隙，所述定位板（21）上设有多个供套筒（3）穿过的定位孔（22），所述定位板（21）靠近外框钢柱（2）的一侧通过连杆（23）可拆连接有多个定位垫板（24），所述定位垫板（24）与定位孔（22）相对应，所述定位垫板（24）的厚度为1.5-2.5mm，所述定位垫板（24）靠近外框钢柱（2）的一侧抵接于外框钢柱（2）上。

3.根据权利要求1所述的一种可焊接套筒施工工艺，其特征在于：所述步骤E中使用导向筒（41）辅助梁钢筋（4）安装，所述导向筒（41）固定连接于套筒（3）上远离外框钢柱（2）的一端，所述导向筒（41）远离套筒（3）一端的开口处设有导向面（42）。

4.根据权利要求3所述的一种可焊接套筒施工工艺，其特征在于：所述步骤E中将梁钢筋（4）拧入套筒（3）后，使用固定组件进行梁钢筋（4）的固定，所述固定组件包括沿导向筒（41）径向螺纹连接于导向筒（41）上的螺杆（43），所述导向筒（41）上设有供螺杆（43）穿过的螺纹孔（44），所述梁钢筋（4）上设有与螺杆（43）相对应的环形槽（45）。

5.根据权利要求4所述的一种可焊接套筒施工工艺，其特征在于：所述螺杆（43）底部呈锥形，所述梁钢筋（4）上环形槽（45）靠近外框钢柱（2）的一侧设有与螺杆（43）底部相适配的斜面（46），所述螺杆（43）底部抵接于梁钢筋（4）的斜面（46）上并对梁钢筋（4）施加朝向外框钢柱（2）的力。

6.根据权利要求4所述的一种可焊接套筒施工工艺，其特征在于：所述螺帽底部环设有多个锥形定位块（47），所述导向筒（41）上位于螺纹孔（44）周围环设有多个与锥形定位块（47）相适配的锥形定位槽（48）。

7.根据权利要求2所述的一种可焊接套筒施工工艺，其特征在于：所述步骤C中使用连接组件将定位板（21）安装于外框钢柱（2）上，所述连接组件包括连接于外框钢柱（2）上的凸块（25），所述定位板（21）上设有供凸块（25）穿过的通孔（26），所述定位板（21）上位于通孔（26）一侧滑动连接有插杆（27），所述定位板（21）上设有供插杆（27）穿过的插孔（28），所述插孔（28）与通孔（26）相连通，所述凸块（25）上设有与插孔（28）相对应的插槽（29）。

8.根据权利要求7所述的一种可焊接套筒施工工艺，其特征在于：所述插杆（27）外套设有弹簧（5），所述弹簧（5）一端连接于插杆（27）上，所述弹簧（5）另一端连接于定位板（21）上，所述弹簧（5）使插杆（27）产生朝凸块（25）方向运动的趋势。

9.根据权利要求1所述的一种可焊接套筒施工工艺，其特征在于：所述步骤A包括以下内容：A1、选择与外框钢柱（2）壁厚相同的多块钢板；A2、每块钢板上焊接一个套筒（3），并将梁钢筋（4）拧入套筒（3），A3、检验梁钢筋（4）的极限抗拉强度和套筒（3）的残余变形量，合格后可按最终确认的工艺参数进行套筒（3）的批量焊接与加工。

10.根据权利要求2所述的一种可焊接套筒施工工艺，其特征在于：所述定位垫板（24）靠近定位板（21）的一侧呈圆弧状。

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