大吨位铸钢节点及抗震支座施工技术

A380机库大厅跨度352.6 m,其东侧仅在跨中设有一个支撑柱，柱顶采用大吨位铸钢节点及抗震支 座支撑。该铸钢节点及抗震支座受力大，结构复杂。施工中采用先焊接铸钢节点和抗震支座，然后进行桁架梁合龙，再进行抗震支座和柱顶埋件焊接，施工进度和施工质量都得到了保证。

1工程概况

A38O机库大厅屋盖结构跨度176.3+1763 m,进深 110m,屋盖顶标高+39.800mo屋盖结构采用三层斜放四角锥钢网架，下弦支承，网格尺寸6.0mx6.0m,高度 8.0m。机库东侧大门处屋盖采用焊接箱形截面钢桁架,该侧仅在大门中间轴处采用重达431的铸钢节点 及221的抗震支座支撑，单跨长176.3 m。

2工程特点、难点

2.1铸钢节点大，承载力高，加工难度大

本工程铸钢件形状复杂，与之相连有5根箱形梁和 7根圆管;节点受力大，最大压力为84 000 kN,最大拉力 为13 000 kN；化学成分、机械性能以及表面质量、内部 质量要求都比较高。

2.2构件安装精度要求高

铸钢节点相连杆件共12根，方向各异，为保证合龙精度，要求铸钢节点有高标准的安装精度。

2.3合龙安装焊接顺序要求严

机库大厅钢屋架提升到位后，首先进行桁架和铸 钢节点的合龙安装，采用合理的安装焊接顺序是合龙 安装按时顺利完成的关键，是保证桁架安装精度的关 键，是尽量消除安装应力、保证铸钢节点和抗震支座合 理受力的关键。

2.4严格的焊接质量检验

铸钢节点是门头桁架和中柱连接的关键节点，为确保其安全可靠的受力和传力，必须严扌巴铸钢节点焊 接的质量关。铸钢节点与抗震支座、抗震支座与柱顶埋 件间为3级焊缝，采用磁粉探伤检查,铸钢节点与合龙 杆件间为1级焊缝，采用超声波探伤检查。

3大吨位铸钢节点及抗震支座的的现场安装

3.1大吨位铸钢节点及抗震支座的安装

大吨位铸钢节点和抗震支座位于机库大厅东侧大 门中心⑧/?轴线处，上面为重达431的铸钢节点，铸钢 节点直接和门头桁架连接;铸钢节点通过下面重约221 的抗震支座与柱顶埋件连接。

3.1.1铸钢节点和抗震支座的起重设备选择

铸钢节点和抗震支座位于大厅东侧中柱顶部，其 中心线距离中柱东侧边5.2m,中柱高约24.5 mo中柱南 侧和北侧为桁架,西侧为网架，因此铸钢节点和抗震支 座只能在东侧用起重设备吊装。根据现场条件,要求起 重设备吊臂长度约48m,工作幅度12m,现场所有的起 重设备均不能满足将铸钢节点和抗震支座一次吊装到 位。据此，抗震支座和铸钢节点分别选用160t和300t汽 车吊吊装。

3.1.2测量控制

吊装前，用高精度全站仪在中柱顶上施放出⑧轴 线和?轴线，并将标高控制点引测至柱顶。根据设计 图，分别在抗震支座和铸钢节点上标出与⑧轴线和? 轴线相对应的中心线。在确定钢结构尺寸时要考虑温 度变形及其他因素产生变形的影响，并对数值进行相 应的修正。

仪器精度：水准仪的测量精度±0.1 mm,全站 仪在工作半径100 m时测量精度±1.1 mm。

现场拼装测量的允许偏差:拼装测量的精度 要求很高，尤其是纵向长度和与其他钢结构连接处的 细部节点。对于关键部位,要求任意点的点位测量误差 不大于±0.5 mm;其余部位，要求任意点的点位测量误 差不大于±1.0mm。

质量标准：轴线偏差±1.0 mm,底座位移 ±3.0 mm,底标咼 ±2.0 mm。

3.2铸钢节点及抗震支座的焊接

抗震支座吊装就位校正后，先仅将其与柱顶埋件 板临时固定。待铸钢节点运至现场后，安装铸钢节点。 铸钢节点安装校正后，先对铸钢节点和抗震支座焊接， 抗震支座和柱顶埋件待铸钢节点与桁架下弦梁合龙安 装后开始焊接。

3.2.1铸钢节点与抗震支座的焊接

铸钢节点校正后，用特制扳手将螺栓拧紧,然后对 铸钢节点和抗震支座进行焊接。铸钢节点和抗震支座 顶板都为钢GS-20Mn5N,铸钢节点底板厚270mm,抗 震支座顶板厚160mm。铸钢件底板开45。坡口，焊缝高 度60mm。焊接使用CO?气体保护焊,焊丝为01.2mm药 芯焊丝。焊接时采用2人2机对称焊接方式。焊缝质量等 级为3级，其外观按1级焊缝要求。

3.2.2抗震支座与埋件的焊接

支座底板采用钢GS-20Mn5N,45。坡口，尺寸60 mmx60

mm,板厚120 mm；埋件釆用钢Q345,板厚130 mm。接口形式见图3,焊脚高15mm。焊接使用CO2气体 保护焊，焊丝为01.2mm药芯焊丝。焊接时采用2人2机 对称焊接方式(图4)。焊缝质量等级为3级，其外观按1 级焊缝要求。

3.2.3抗震支座与埋件的焊接技术参数

焊接前将接口表面污垢清理干净，准备保温棉、防 风布,搭设防风棚。构件定位采取多点定位，定位焊缝 长度120mm,间距50mm。焊前预热温度150-200°C,范 围焊缝周边150 mm；层间温度控制在120。(2；焊后后热 温度250°C,后热用石棉布包裹保温直至冷却。焊接电 流210-310 A,电压26~36 V,焊速20~24 cm/min,气体 流量 15-20 L/min0

3.2.4焊接施工过程工艺控制

本节点要求连续焊接，采用三班轮流不间断, 做好防风防雨准备；

由于焊缝较大，焊接接口成阶梯状，先期施焊部位应及时用石棉布保温；

焊接过程中若铸钢件部分出现缺陷，应及时记录，并汇报技术部门处理；

构件上橡胶圈做好防护，用石棉布遮挡；

焊接过程中应经常对层间温度以及橡胶圈四 周温度测控；

焊缝外观等级按照1级焊缝控制； -

为确保焊接质量，对焊缝进行了磁粉探伤，焊 缝焊接质量良好。

4与铸钢节点相连构件的合龙安装

4.1桁架与铸钢节点的合龙顺序

与铸钢节点直接连接的合龙构件共有12根，其中主要构件有6根(5根为与(D轴桁架相连的箱形梁，1根 为550x35的与网架相连杆件)。根据先安装焊接主要构件的安装原则和由下至上的安装顺序，铸钢节点的 合龙安装主要是其与轴桁架的合龙。铸钢节点的合龙安装顺序如。

4.2铸钢节点焊接工艺

4.2.1 焊接参数

4.2.2桁架与节点合龙杆件焊接要求

严格按照焊接工艺要求对与铸钢节点连接杆件控制；

同一根梁严禁两端同时焊接；

先焊接与铸钢节点连接的焊口，然后焊接桁架梁之间的接口；

焊接时对接口要求做拘束板，控制焊接变形；

每个焊接接口的立焊缝要求2人2机对称焊接。

4.2.3焊接的雨季施工要求

本工程节点合龙施工时,正好为北京市的雨季。在施工工程中采取了必要的雨季焊接施工措施。

电焊机设置地点应防潮、防雨、防砸，并放入专用的电焊机棚中。雨季期间室外焊接时，为保证焊接 质量,室外施焊部位要有防雨棚。

焊口要搭设防雨棚，或准备好篷布盖好，在暴风雨突然来袭时保护焊缝免受温度骤变影响焊接质量，当湿度大于90%时停止作业。

在高空作业施焊时，除做好以上几点的防雨措施外，还需做好防风措施。施焊时注意清理干净焊口周围的易燃物，避免发生火灾。

雨天不得进行焊接作业，但必须持续焊接时，应设置相应的防护措施；突然降雨时，应停止焊接，未焊完的焊缝应采用事先准备的挡雨布予以保护。