管桁架结构制作与安装施工工艺.doc

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钢管桁架结构制作与安装施工工艺

1 一 般 规 定

1.1 适用范围
本施工工艺规程适用于大型体育场馆、公共建筑和各种用圆管、矩管作为骨架构成各类形状的空间结构的建筑物以及构筑物。
1.2 编制依据的标准与规范
优质碳素结构钢　　　　　　　　　 GB／T699—1999
普通碳素结构钢　　　　　　　　　 GB／T700—1998
低合金高强度结构钢　　　　　　　 GB／T1591—1994
一般工程用铸造碳素钢 GB 5576—1997
铸件尺寸差　　　　　　　　　　　 GB 6414—86
结构用冷弯空心型钢　　　　　　　 GB／T6728—1986
铸钢件超声探伤方法及质量评级方法 GB 7233—87
焊接结构用碳素钢铸件　　　　　　 GB／T7659—1987
结构用无缝管　　　　　　　　　　 GB／T8162—1999
铸件重量公差　　　　　　　　　　 GB／T11351—89
直缝焊管　　　　　　　　　　　　 GB／T13793—1992
结构用不锈钢无缝钢管　　　　　　 GB／T14975—1994
钢结构工程施工质量验收规范 GB 50205—2001
建筑工程施工质量验收统一标准 GB 50300—2001
建筑钢结构焊接技术规程 JGJ 81—2002
合金钢铸件　　　　　　　　　　　 JB／ZQ4297—1986
铸件质量分等通则　　　　　　　　 JB／JQ82001—90
1.3 材料要求
管桁架使用的管材、板材、焊材、铸钢，除材料牌号、型号规格和质量等级应符合相应设计文件的要求，还必须符合下述规定：
1 管材
1) 材质：必须符合《优质碳素结构钢》GB／T699—1999、《普通碳素结构钢》GB／T700—1998、《低合金高强度结构钢》GB／T1591—1994和《结构用不锈钢无缝钢管》GB／T14975—1994的规定；
2) 型材规格尺寸及其允许偏差：矩管必须符合《结构用冷弯空心型钢》GB／T6728—1986标准规定，无缝钢管必须符合《结构用无缝管》GB／T8162—1999标准规定，焊管必须符合《直缝焊管》GB／T13793—1992标准规定，不锈钢无缝钢管必须符合《结构用不锈钢无缝钢管》GB／T14975—1994标准规定。
2 板材
1) 材质：必须符合《普通碳素结构钢》GB／T700—1998和《低合金高强度结构钢》GB／T1591—1994标准的规定；
2) 规格尺寸和允许偏差：必须符合《碳素结构钢和低合金钢热轧厚板和钢带》GB／T3274—1988和《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》GB／T709—1988标准规定。
3 焊材
1) 焊条：分别应符合《碳钢焊条》GB／T5117—1995、《低合金钢焊条》GB／T5118—1995和《不锈钢焊条》GB／T983—1995标准规定；
2) 焊丝 分别应符合《熔化焊用钢丝》GB／T14957、《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB／T8110、《碳钢药芯焊丝》GB／T10045、《低合金钢药芯焊丝》GB／T17493标准规定。
3) 焊剂 分别应符合《碳素结构钢埋弧焊用焊剂》GB5293、《低合金钢埋弧焊用焊剂》GB／T12470标准规定。
4 铸钢
1) 化学成分、力学性能
管桁架所使用铸钢节点铸件材料采用ZG25Ⅱ、ZG 35Ⅱ、ZG 22Mn等，优先采用ZG 35Ⅱ、ZG 22Mn铸钢，其化学成分、力学性能分别应符合《一般工程用铸造碳素钢》GB 5576—1997、《焊接结构用碳素钢铸件》GB／T7 659—1987和《合金钢铸件》JB／ZQ 4297—1986标准规定。
注：管桁架所使用的钢支座通常也采用35号、45号结构钢锻件，其化学成分、机械性能符合《优质碳素结构钢》GB／T699—1999的要求。辊轴锻件用钢锭锻造时，锻造比不少于2.5，锻造过程中应控制锻造最终温度，锻件应进行正火处理后回火处理。锻件不得有超过其单面机加工的余量的50%的夹层、折叠、裂纹、结疤、夹渣等缺陷，不得有白点，且不允许焊补。
2)尺寸公差和未注尺寸公差 管桁架所使用的铸钢构件的尺寸公差应满足设计文件的规定。当设计无规定时，未注尺寸公差按GB6414—86CT13级，壁厚公差按GB6414—86CT14级，错型值为1.5mm;未注重量公差按GB／T11351—89MT13级。
1.4 截面形式
管行架单元断面形式一般采用三角形、矩形、梯形及其组合形式（图1.4-1）。

图1.4-1 管行架单元断面形式
注三角形断面;矩形断面;梯形断面;组合断面。

1.5 构件类型
管行架组成构件分类一般有上弦杆、下弦杆、竖腹杆、斜腹干、横联杆、斜联杆, 如图9.1.5—1所示。

图1.5-1 管桁行架组成构件分类

1.6 腹杆及联杆组和类型
管桁架的腹杆和联杆根据建筑要求、受力大小以及方便相贯节点处理，一般可采用单斜式或双斜式两种组合形式，如图1.6—1和图1.6—2所示。

图1.6-1 单斜式 图1.6-2 双斜式

1.7 节点及其形式
管桁架节点分为球节点、板节点、铸钢节点、鼓节点、法兰节点和相贯节点等。其相贯基本节点形式有T、K、Y;复合节点形式有T—Y、T—K、＋、X等。

2 施 工 准 备

2.1 材料准备
1 管桁架制造使用的钢材、焊接材料、涂装材料和紧固件等必须符合设计要求和现行标准的规定。
2 材料代用，采用等截面和等强度的原则，任何材料代用均必须经设计单位核算认可，并按有关规定办理审批手续。
3 进厂的原材料除必须有生产厂的出厂质量证书，还应按合同要求和有关现行标准进行检验和验收，做好检查记录。
4 钢材
当钢材的平直度不能满足工艺要求时，应先行矫正。其钢材矫正后，应符合表9.2—1规定的允许偏差要求。
表2—1 钢材经矫正后允许偏差
项目
允许偏差

钢板，型钢的局部绕曲矢高f

在1m范围内
厚度（t）
矢高（f）
≤14mm
≤1.5mm
>14mm
≤1.0mm
角钢、槽钢、工字钢绕曲矢高f
长度的1/1000，但不大于5.mm
管材绕曲矢高f
≤15mm
≤1.5mm
﹥15mm
≤2.0mm

5 焊条 钢管焊条出厂必须按照标准进行严格检查，各项指标达到标准方能容许出厂。使用单位在焊条入库前，应按焊条质量保证书检查焊条质量是否合乎要求，型号、牌号是否符合要求。对于管桁架等重要结构的焊条，应按规定经质量复检合格后验收入库。
2.2 焊接准备
1 管桁架结构焊接全过程，均应在焊接责任工程师的指导下进行。焊接责任工程师必须具备工程师以上技术职称（或焊接技师），并依据工程的具体要求及设备能力，编制焊接工艺指导书。
2 焊接责任工程师和其它焊接技术人员，应具有承担焊接工程师的总体规划、管理和技术指导的能力。
3 焊接责任工程师和其它焊接技术人员应具有钢结构、焊接冶金、焊接施工等方面的知识和经验，并具有焊接施工的计划管理和施工技术指导的能力。
4 无损检验员必须经过培训，其资格应有文件或证书确认。若规定由业主委派人员进行检验，应在合同文件中声明。中级以上无损检验员可以在其监督下，让助理检验员完成具体工作，助理检验员同样仍需经过专业培训、考核和实践，取得相关资格方能进行相关的检验工作。中级以上无损检验员应对无损检测结果进行审查、判定，并应对出具的监测报告签证、盖章、存盘、呈报。
2.3 深化设计
1 管桁架结构一般均需钢结构施工单位进行深化设计，因此要求管桁架结构施工单位应具有相应工程等级的钢结构专项设计资质。
2 管桁架结构深化设计的要求如下：
1) 应该建立结构整体三维线框模型，对重要部位的复杂节点，还应进行三维实体仿真放样，条件允许时宜建立整体结构三维实体仿真模型。
2) 合理选用正确的结构节点形式，重要节点部位应该进行复核计算。
3) 根据材料定尺长度，正确确定桁架弦干拼接点位置，同时根据安装条件，确定桁架节段拼接位置。
4) 多根杆件相贯时，为保证节点施焊方便，同时保证焊缝质量，应该和结构设计师充分讨论，确定节点工作点的定位以及允许偏心量。
5) 对三维的曲线桁架，宜将其弦杆进行二维弧形展开，展开放样时应该充分考虑桁架拼接节点的安装精度与难度，和结构设计师充分讨论，选用合理的拼接节点形式。当二维展开难以满足设计曲线形状时，除考虑三维成型的加工设备条件外，宜和结构师进行充分交流，对加工曲线进行调整。
6) 确定全部节点的合理焊缝形式，针对不同焊接部位制定相适宜的焊接工艺。
7) 对于复杂节点，必须明确节点的装配关系。
8) 确定重要零件、构件的加工工艺。
3 相贯线绘制
在具有结构三维实体仿真模型和五轴以上数控相贯线切割机条件下，可以不进行专门的相贯线绘制，当不具备数控相贯线切割机条件时，必须进行相贯线绘制。
1) 深化设计常用节点形式：

图2.3—1 主管支管直接相贯

图2.3—2 带加强套管相贯

图2.3—3 球管相贯

钢管鼓

图2.3—4管鼓相贯

过渡板

加劲板

图2.3—5 管板相贯节点

连接筒

图2.3—6 管筒相贯节点

连接法兰

图2.3—7 法兰连接节点
说明：
1. 上图中的节点形式为管桁架深化设计过程中常采用的节点形式，其构造要求以及计算原则按《钢结构设规范》GB50017-2003和《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91以及相关的钢结构设计构造手册内容执行。
2. 对于某些重要部位的特殊节点形式，当难以采用手册简化计算公式确定其节点强度时，必须采取辅助手段提供其承载能力数据作为安全保障，一般的手段为有限元仿真计算或实验检测。

2) 支座节点 管桁架结构采用的支座节点形式较多,对于一些新型的支座形式,如板式橡胶支座、万向球铰支座、滚轴支座、铸钢支座等应该通过与支座生产专业厂家的沟通,在深化设计阶段应该明确其构造要求,装配关系等，特别是支座安装后钢结构二次施工对支座的不利影响因素以及相应采取的工艺措施必须明确。
2.4 制作准备
1 放样和号料是管桁架结构制作工艺中的第一道也是至关重要的一道工序，从事放样、号料的技术人员和操作工人要求必须熟悉图纸，仔细了解技术要求，对图纸构件的尺寸和定位方向进行仔细核对。
2 对于结构杆件空间关系复杂、连接节点呈空间定位、杆件之间或者杆件与相邻建筑体干涉较多的管桁架结构，宜采用三维实体放样，三维实体放样分为整体实体放样和节点局部实体放样，如图2.4a和图2.4b所示。

图2.4a整体实体放样 图2.4b节点实体放样
3 由放样图进行胎架平台制作时，胎架平台工艺补偿尺度一般不得超过2mm.
4 构件放样尺寸确定以后，为保证放样准确，应该进行自检，检查样板是否符合图纸要求，核对样板数量，并且报专职检验人员检验。
5 下料加工之前，宜在计算机上进行电子图预拼装，当基于三维仿真实体模型条件下放样，可以直接进行数控切割。

3 制 作

3.1 工艺流程
管桁架加工制作，可以根据具体工程情况在工厂或工地现场进行，其工艺流程见图3.1-1。
3.2 工作细则
1 喷丸（砂）除锈
管桁架的构件推荐使用喷丸除锈，允许使用其他方法，如喷砂除锈、手工除锈、酸洗除锈等，但必须达到设计要求的除锈等级。其除锈等级必须满足GB8923标准的规定。
2 接管
1） 管材对接，必须按JGJ81—2002标准规定进行焊接工艺评定,确定焊接材料、焊接方法以及焊接工艺参数，以保证接管的质量。
2） 管材对接焊缝，通常采用加内衬管（板）（见图3.2-1）和加隔板焊（见图3.2-2）的等强度全熔透焊接以及加外套筒（见3.2-3）和插入式的等强度角焊缝焊接，焊缝的质量等级必须达到设计图纸具体要求。

3） 相同管材（同管径同壁厚）对接形式：见图3.2-1、图3.2-2、图3.2-3所示。

相贯线切割
弯 管
节点球、板或铸件加工
管桁架分段单元拼装
检 验
检 验
节点焊接
检 验
油漆、标识
合格或货
合格或货
管材验收
喷丸或喷砂机除锈
退货或换货
接 管
检 验
不合格
合
格
不合格
合格
喷（刷）工厂底漆
不合格
不合格

不合格
退货或换货
管材验收

合
格

图3.1-1 加工制作工艺流程

图3.2-1 加内衬管（板）的单面焊示意图

图3.2-2 加隔板焊示意图

图3.2-3 加外套筒角焊示意图
4） 不同管材对接形式分为：内径相同壁厚不同、外经相同壁厚不同和内径外经均不同三种情况。不同管材对接，分别应采取下述措施达到管材之间的平缓过渡。详见图3.2—4、图3.2—5、图3.2—6所示。

图3.2-4内径相同壁厚不同管材对接示意图

图3.2-5 外径相同壁厚不同管材对接示意图

图3.2-6 内径外经均不同管材对接示意图

5） 焊缝的坡口形式，在管壁厚度不大于6mm时，可用I形坡口，其坡口宽度b应控制在4mm～8mm，见图3.2—7。在在管壁厚度大于6mm时，可用V形坡口，间隙应控制在2～5mm内，坡口角度α应根据管壁厚度和使用焊条或焊丝直径，在55°～80°内选择，见图3.2—8。
6） 内衬管一般选用壁厚4～10mm,长度40～60mm为宜。

图3.2-7　I形坡口管对接图 图3.2—8　V形坡口管对接图
7） 管材焊接，可以采用二氧化碳气体焊和手工电弧焊。接管焊缝应冷却到环境温度后进行外观检查，Q195、Q235、20＃材质的管材应在焊接后焊缝自然冷却到环境温度；Q295、 Q345、09MnV、09MnNb、12Mn、12Mn、14MnNb、16Mn、16MnRE、18Nb材质的管材应在焊接完成24h后；Q390、Q420、Q460、15MnV、15MnTi、16MnNb、15MnVN、14MnVTiRE材质的管材应在焊接完成48h后，进行超声波探伤检查。
8） 管材的最短接长为二倍D（管材外经）且不得小于600mm。管材接管后,每10000mm的对接接头不得超过3个；每5000mm的对接接头不得超过2个；每3000mm的对接接头不得超过1个。且对接接头处焊缝应与节点焊缝错开为1D并不得小于200mm的距离,如图3.2-9所示。

图3.2-9 对接接头焊缝与节点焊缝错开示意图

9） 相同管材（同管径同壁厚）对接，接口错边小于0.15t(t为壁厚)且小于等于3mm。
3 相贯线切割
1） 相贯线的切割，必须采用专用数控相贯线切割机进行。管件在切割前，必须用墨线弹出基准线，作为相贯线切割的起止和管件拼装的定位线。并保证相交管件的中心轴线交汇于一点。如果管桁架中，斜腹杆中心线交汇于弦杆中心线的外侧（即正偏心）或内侧（负偏心），则应使交汇的偏心距最小，且应满足：-0.55d0≤e≤0.25 d0或-0.55h0≤e≤0.25 h0，如图3.2-10所示。相贯线的切割，应按照先大管后小管、先主管后支管、先厚壁管后薄壁管的顺序进行。

图3.2-10 斜腹杆、弦杆中心线的偏心示意图
注：d0为圆管直径；h0为矩管高度；e为偏心距。

2） 管件壁厚大于6mm,应按图3.2-27、图3.2-28、图3.2-29和表3.2-5的坡口要求，采用定角、定点、固定坡口的方式与相贯线配套切割相贯节点焊接坡口。
3） 相贯线形式主要分为：
（1） 二管相贯线
a 垂直相交相贯线如图3.2-11 所示。
b 斜交相贯线如图3.2-12 所示。
c 偏心相交相贯线如图3.2-13所示。

图3.2-11 垂直相交相贯线 图3.2-12 斜交相贯线 图3.2-13 偏心相交相贯线

(2) 三管相交相贯线和多管交相相贯线如图3.2-14，图3.2-15所示。

图3.2-14 三管相交相贯线 图3.2-15 多管相贯线

（3） 与环管或球相贯线
a. 与外环管相贯线如图3.2-16所示。
b. 与内环管相贯线如图3.2-17所示。
c. 与球相贯线如图3.2.17-18所示。

图3.2-16外环管相贯线 图3.2-17内环管相贯线 图3.2.3—18管球相贯线

4） 若采用火焰或等离子数控相贯线切割机进行相贯线切割，切割后必须将相贯线周围残留熔渣清除干净，防止焊接缺陷产生。
5）管件切割时应根据不同的节点形式，参考下述规定预留焊接收缩余量：钢管球节点加衬管时，每条焊缝收缩余量应留1.5～3.5mm，不加衬管时，每条焊缝收缩余量应留1.0～2.0mm。焊接钢板节点，每个节点焊缝收缩余量应留2.0～3.0mm。相贯节点，每条焊缝收缩余量应留1.0～2.0mm。
4 弯管
1）弯管可以采用冷弯和热弯的方法。但对于管径较大和壁厚较厚弯曲半径较小（通常R﹤20m）的管件推荐使用较为先进的中频热弯工艺。
2）弯管工艺流程：
设定模形靠板
弯曲（冷弯、热弯）成型
放 样

3）弧形、平面内函数曲线或平面内自由曲线的管件在弯制成形之前必须进行详细的控制点坐标计算，对单曲率杆件，每根下料杆件的弯曲前控制计算点不得少于5个点，对于曲率较大的杆件或多曲率杆件，其形状控制点相应增加。同时要求弯管成形后的检查控制点应不少于桁架上下弦杆节段控制点，检查时可以采用节点相对坐标进行校核（图3.2-19）。
4）弯管的质量应满足表3.2-1规定的加工公差要求。

（） （）

(c)

图3.2-19 曲线桁架成形控制点

表3.2-1 弯管加工公差要求
项　　目
允　许　偏　差
备　　注
管径的椭圆率
（Dmax-Dmin）/Dmax
8%

矢（弦）高
0～＋20mm

弧长
L／1500，且≤20mm

壁厚减薄量
13％t,且≤1.5mm

注： 1、Dmax、Dmin为管测点的最大、最小直径； 2、t为管壁厚度。
5 节点板或节点球加工
1) 节点板
(1)焊接钢板节点分为单板和十字节点板，用于连接管桁架杆件(图3.2-20)。十字节点板宜由二块带企口的钢板对插而成，也可以由三块钢板焊接而成。十字节点板 构造如图3.2-21(a)、(b)所示。

图3.2-20 单板节点示意图

() ()
图3.2-21 十字节点板构造示意图

(2) 板节点所用的钢材应同管桁架杆件钢材一致，板材厚度由设计根据内力计算确定，一般比连接杆件厚度大2mm，但不得小于6mm。节点板大小尺寸由设计确定。十字节点板的竖向焊缝宜采用V形或K形坡口的全熔透对接焊缝。
(3) 钢板节点的节点板长度尺寸允许偏差为±2mm，角度允许偏差为±20′，可用角尺或样板检查，其接触面应密合。
2) 节点球加工
焊接空心球节点，是目前管桁架中应用较多的一种节点。它构造简单，受力明确，球体无方向性，可以与任意方向的管件连接。
(1)焊接空心球加工工艺流程：

装配焊接
冲压成半球（热压、冷压）
圆板下料
机械加工

(2) 焊接空心球构造，由两个半球焊接而成，可分为不加肋（图3.2-22）和加肋（图3.2-23）两种。空心球外径与壁厚的比值按设计要求一般可选25～45。空心球壁厚与连接管件最大壁厚的比值选用1.2～2.0。空心球壁厚一般不小于4mm。
(3) 当空心球外径大于等于300mm,且杆件内力较大需要提高承载力时，可在球内两半球对焊处增设肋板，使肋板与两半球三者焊成一体，见图3.2-23。肋板厚度不小于球体壁厚；肋板本身可挖空以减轻自重，一般可挖去其直径的1／3～1／2。为了方便两个半球的拼装，在肋板上可采用凸台，其凸台高度不得大于1mm。内力较大的管件应位于肋板平面内。

图3.2-22 不加肋空心球 图3.2-23 加肋空心球

(4) 焊接空心球装配焊接前须在半球上钻一个5mm～10mm的排气孔，待焊接完成检验合格后用塞焊的方式将孔封闭。
(5) 焊接球节点的半球出胎冷却后，应对半圆球用样板修正弧度，然后按半径切割半圆球平面，并留出拼圆余量。半圆球修正、切割以后，宜采用机械或自动、半自动火焰切割方法打坡口。其坡口角度、钝边、间隙如图3.2-22和图3.2-23所示。
(6) 加肋空心球，按加肋的形式分为加单肋和加垂直双肋。对于加垂直双肋的空心球，在圆球拼装前，应对半球进行加肋、焊接。
(7) 球拼装应在胎具上进行，拼装应保持球的直径尺寸和圆度一致。
(8) 空心球焊接可用手工电弧焊或CO2保护焊的多层焊。壁厚大于16mm的大型空心球焊接时，为了保证质量，宜先采用CO2保护焊或手工电弧焊小直径焊条打底，再用埋弧焊填充、盖面。其焊接工艺参数与对应的平板焊接相近。拼装好的球体，应放在焊接胎架上转动（手工或机械），采用180°对称顺序焊法，见图9.3.2-24。

图3.2-24 球体转动对称焊接顺序示意图

(9) 焊接空心球，焊接后的球表面应光滑平整，不得有局部凸起或折皱，其加工的尺寸公差必须符合表3.2-2规定。
表3.2-2 　 焊接空心球加工尺寸公差
球直径
（mm）
直径公差
（mm）
圆度
（mm）
壁厚减簿量
（mm）
两半球对口错边量（mm）
≤300
±1.5
≤1.5
13%t且≤1.5
≤1.0
﹥300
±2.5
≤2.5
注：t为空心球壁厚。

(9)焊接球焊缝应按JG／T3034.1标准进行超声波探伤检查，其质量应符合设计要求，当设计无要求时，应符合GB502005—2001标准规定的二级焊缝标准。
3) 铸钢件加工
(1)管桁架铸钢节点构件铸造一般工艺流程：
热处理
浇 铸
落 砂
机 加
造 型

(2) 管桁架铸钢件铸造模型尺寸应考虑铸件的收缩量，砂必须采用优质砂。为保证铸件表面光滑、不粘砂，砂型应用干燥型或自硬型。
(3) 铸造钢水应充分精炼纯净，尽量减少非金属夹杂物，应从炉中取样进行化学成分分析，保证钢水质量。
(4) 应采用高强度的耐火釉砖作烧口系统，并保证钢水能顺利凝固和充分的补灌，防止浇铸系统中的型砂剥落而使铸件夹砂。
(5) 浇铸完成的铸件应逐渐冷却，避免由于铸件应力或局部冷却产生的热应力使铸件变形或开裂。拆箱后应全面清砂，去除冒口、飞溅等附属物。
(6) 管桁架铸钢件清砂后，必须经整体退火处理，以消除铸造应力，整形或缺陷修补后再经正火加回火处理。正火处理过程中，保温时间不少于4h。
(7) 管桁架铸钢件不允许有冷裂、热裂、白点（发裂）、和热处理裂纹存在。如有裂缝应铲除焊补，其铲削深度和铲削面大小必须满足如下要求：在支座、节点主要受力部位及其周围50mm范围内，经铲削后缺陷面积不超过该面积的10%，断面减弱不超过10%。
(8) 管桁架所使用的铸钢件成品的外观质量和内在质量分别应符合表9.3.2-3、表9.3.2-4的规定。

表3.2-3　 管桁架铸件外观质量要求
序号
项　　　目
要　　　求
备　注
1
形状尺寸
形状
铸钢件的形状必须符合设计规定。其基本尺寸公差符合设计要求，或符合GB6414—86GT13级规定（壁厚公差符合GB6414—86GT14级规定）。

基本尺寸公差
符合设计要求，或符合
GB6414—86GT13级规定。

壁厚公差
符合设计要求，或符合
GB6414—86GT14级规定。

错型值
1.5mm

2
重 量
重量公差符合设计要求，或符合
GB／T11351—89MT13级规定。

3
表面粗糙度Ra
与其它管件连接部位
12.5μm

其它部位
50μm

4
表面缺陷
飞翅、毛刺、抬型、胀砂、冲砂、掉砂、外渗物、冷隔、浇注断流、表面裂纹、鼠尾、沟槽、夹砂结疤、粘砂、皱皮、缩陷、浇不到、未浇满、跑火、型漏、变形翘曲、冷豆，以及表面夹杂物、气孔、缩孔、砂眼等缺陷。
符合设计要求和JB／JQ82001—90合格品的规定。

表3.2-4　 管桁架铸件内在质量要求
序号
项目
要求
备注
1
力学性能
屈服强度
符合设计和《一般工程用铸造碳素钢》GB5576—1997、《焊接结构用碳素钢铸件》GB／T7659—1987和《合金钢铸件》JB／ZQ4297—1986标准规定。

抗拉强度
伸长率
断面收缩率
冲击韧性
硬度
2
化学成分
符合设计和《一般工程用铸造碳素钢》GB5576—1997、《焊接结构用碳素钢铸件》GB／T7659—1987和《合金钢铸件》JB／ZQ4297—1986标准规定。

3
特殊性能
低温性能
设计要求。

断裂性能
疲劳性能
4
内部缺陷
缩孔、缩松、疏松、气孔、夹杂物、裂纹等
经超声波无损检查符合设计要求，或符合GB7233—87规定的二级质量等级规定。

6 拼装和节点焊接
1) 管桁架跨度和自体重量超出吊装机械吊装能力时，在地面按起重量分段进行组焊。各段管件之间设置固定连接点（以点焊连接），分段组焊完成后经焊缝及各部尺寸检验合格，再拆开分段处的临时连接点，逐段吊运至安装位置的台架上，进行合拢焊缝的焊接。
2) 管桁架拼装单元的拼装和焊接应在预先准备好的胎架上进行，以保证结构形状的准确性。单元拼装的尺寸必须准确，以保证高空安装（总拼）时节点的吻合和减少累积误差。单元体拼装，总体上应按先平面、后空间，从中间向两边，从下到上的顺序进行；在同一节点上按先大管后小管、先主管后支管顺序进行。尽量减少焊接变形和焊接应力。单元体拼焊完成后，标上编号、画出安装定位线，等候安装。
3) 管桁架拼装应按表3.2-9规定严格控制拼装尺寸偏差。
4) 当管桁架为弧形时，上下弧形杆的弦高允许偏差小于等于跨度（弦长）的1／1500，且不超过40.0mm。
5) 管桁架管球节点，管件应开坡口。管球连接应尽量采用在管件端头加衬管与球焊接，并在管件与球之间应留有一定的间隙以保证焊透，以实现焊缝与管件等强(图3.2-25)。在条件不允许的情况下，允许不加内衬管而采取坡口加角焊缝的措施，保证焊缝强度达到与管件等强（图3.2-26）。

图3.2-25 管件加衬管连接 图3.2-26 坡口加角焊缝连接

角焊缝的焊脚尺寸K应符合以下要求：当管壁厚度t≤4mm时，K≤1.5t且不宜小于4mm; 当管壁厚度t﹥4mm时，K≤1.2t且不宜小于6mm。
6) 一般情况下，球面上相邻管件的净间距不宜小于10mm。当球面上汇交的管件较多时，允许部分管件相贯，但必须符合下述要求：
(1) 汇交管件的轴线必须通过球体中心线；
(2) 相贯连接的两管件中，截面积大的主管件必须全截面焊在球上（当两管件截面相等时，取拉杆为主管件）。另一管件则坡口焊在主管件上，但必须保证有3／4截面焊在球上，并以加肋板补足削弱的面积。
7) 管材相贯接头的拼焊，应符合图3.2-27、图3.2-28、图3.2-29和表3.2-5的要求

图9.3.2-27 圆管、矩形管相贯接头焊缝分区形式示意图
注： 圆管及方管的相配连接； 圆管及方管的台阶连接； 圆管接头分区；
台阶状矩形管接头分区； 相配的方管接头分区

图3.2-28 局部两夹角（Ψ）和坡口角（α）示意图

图3.2-29 管材相贯接头全焊透焊缝的各区坡口形状与尺寸示意图
（焊缝为标准平直状剖面形状）
注： 1—尺寸he、hL、b、b′、Ψ、ω、α、见表9.3.2-5； 2—最小标准平直焊缝剖面形状如实线所示；
3—可采用虚线所示的下凹状剖面形状； 4—支管厚度tb﹤16mm;5—hK: 加强焊角尺寸

表3.2-5 圆管T、K、Y形相贯接头全焊透焊缝坡口尺寸及焊缝厚度
坡口尺寸
趾部
ψ=　180°～135°
侧部
ψ=150°～50°
过渡部分
ψ= 75°～30°
跟部
ψ= 40°～15°
坡门角度 α
最大
90°
ψ≤105°时60°
40°

最小
45°
37.5°；ψ较小时1／2ψ
ψ较大时 1／2ψ

支管端部 斜削角度 ω
最大

根据所需的α值确定

最小
10°或 ψ＞105°时45°
10°

根部间隙 b
最大
四种焊接方法均为5 mm
气保护焊 (短路过渡)、 药芯焊丝气保 护焊：
α＞45°时 6 mm； α≤45°时 8mm； 手工电弧焊 和药芯焊丝自 保护焊时6mm

最小
1.5 mm

打底焊后 坡口底部 宽度b′
最大

手工电弧焊和药芯焊丝自保 护焊：
α为25°～40°时3 mm； α为15°～25°时5mm。
气保护焊(短路过渡)和药 芯焊丝气保护焊：
α为30°～40°时3 mm； α为25°～30°时6 mm； α为20°～25°时10 mm
α为15°～20°时13 mm
焊缝有效厚度he
≥tb
ψ≥90°时，≥tb； ψ＜90°时，
≥
≥,
但不超过1.75tb
≥2tb
hL
≥, 但不超过1.75 tb

焊缝可堆焊至满足要求

注：坡口角度α＜30°时应进行工艺评定；由打底焊道保证坡口底部必要的宽度b′

8） 由于管件的直径、圆度及坡口制作中都存在着误差，为便于操作，在开坡口时不留钝边。间隙保持在0-1.5mm，当间隙大于1.5mm时，可按超标间隙值增加焊脚尺寸。当间隙大于5mm时，应采用堆焊和打磨方法，修整支管端头或在接口处主管表面堆焊焊道，以减小焊缝间隙。但要避免过多地堆焊。
9） 焊接方法一般采用低氢型焊条手工电弧焊或二氧化碳气体保护焊，焊接参数按表3.2-6、表3.2-7和表3.2-8所列数值范围选用。
表3.2-6 T、Y、K形节点手工电弧焊焊接工艺参数
焊条直径
（mm）
焊接电流（A）
平焊
横焊
立焊
仰焊
φ3.2
120~140
100~130
85~120
90~120
φ4.0
160~180
150~170
140~170
140~170
φ5.0
190~240
170~220
—
—

表3.2-7　 CO2气体保护焊细颗粒过渡焊接工艺参数
焊条直径φ（mm）
焊接姿势
焊接参数
气体流量
（L／min）
电流（A）
电压（V）
速度（mm/min）
1.2
仰焊
200～230
24～30
150～200

20～80

立焊
220～260
26～34
俯焊
280～340
30～38
1.6
仰焊
230～260
26～34
300～400
立焊
250～300
30～38
俯焊
320～350
34～42

表3.2-8 CO2气体保护焊短路过渡焊接工艺参数
焊丝直径（mm）
焊接位置
焊接参数
气体流量（L／min）
电流（A）
电流（V）
速度（mm/min）
0.8
俯焊
90～110

19～21

250～450
9～12

1.2

俯焊

160～200
24～26
12～15
立焊
100～130

22～23
12～15
仰焊
120～150
23～24
12～15

1.6
俯焊
260～300
31～33
22～25
立焊
190～230
28～30
18～22

表3.2-9 管桁架拼装尺寸允许偏差
项　　　　　目
允许偏差（mm）
图例
节点中心位置偏移
L／500，且不超过5mm