本文作者:包头钢结构设计

钢结构桁架安装常见问题及解决(弦杆平行型桁架腹杆贯口切割顺序问题针对管口反变形问题)

钢结构桁架安装是建筑施工中的一项重要工作。弦杆平行型桁架腹杆贯口切割顺序问题和管口反变形问题是常见的安装难题。针对这两个问题,本文提出了相应的解决方案。针对弦杆平行型桁架腹杆贯口切割顺序问题,建议采用先纵后横的切割顺序,以减少对结构稳定性的影响。对于管口反变形问题,建议在切割前进行预拉伸处理,以消除管口的残余应力,从而避免反变形现象的发生。通过这些措施的实施,可以有效地解决钢结构桁架安装过程中遇到的问题,确保结构的安全稳定。

一、钢结构桁架安装常见问题

  1. 构件运输与进场相关问题
    • 构件损坏:在运输过程中可能因道路颠簸、防护措施不当等原因造成构件损伤。如钢构件可能出现变形、表面涂层刮擦脱落等情况。对于制作超过规范误差和运输中受到的严重损伤的构件,在安装前由制作单位进行返修;对于轻微的损伤,安装单位也可以在现场进行修整。
    • 构件配套与数量不符:钢构件及材料运输进场时,可能存在构件数量与随车货运清单不相符,或者构件不配套的情况。构件最晚在吊装前一天进场,进场时需要按随车货运清单核对所到构件的数量及编号是否相符、构件是否配套,如发现问题,应立即通知制作厂迅速采取措施,更换或补充构件,以保证现场急需。
    • 堆放问题:构件进场后如果堆放不当,可能导致变形和损坏。堆放时应放在稳定的枕木上,并根据构件的编号和安装顺序来分类。
  2. 预埋件相关问题
    • 预埋件定位与标高偏差:钢结构安装之前,与土建方进行预埋件交接时,预埋件的轴线尺寸偏差、定位和标高可能不符合要求。需要派专业测量人员进行验收,只有预埋件定位、标高验收合格后方可进入吊装工作。
  3. 桁架腹杆贯口相关问题
    • 腹杆贯口“多肉”现象
      • 在装配圆管桁架腹杆时,经常会出现桁架腹杆无法装配到位的情况,必须要对杆件贯口作局部必要的修切才能达到装配要求。当腹杆和弦杆的夹角≤45度或45度时,虽然理论数据和实测数据基本相符,但由于软件生成的贯口轨迹是纯理论、理想化的数据,加上相贯线切割机原始设置的割枪摆角有限(一般最大割枪摆角为45度左右,相贯夹角小于45度时切出来的杆件就会出现误差),再考虑实际管径的大小、管的同心度、机器的精度、装配工人对各个节点准度的控制等因素,都可能导致杆件贯口发生误差,所以相贯线切割机根据软件生成的切割数据切出来的杆件,达不到实际生产中的安装要求是正常的,适量修切在所难免。即使有的相贯线切割机生产厂家增设了(AWS)功能,切出来的杆件相对理想,但仍会有部分杆件达不到装配要求。
  4. 管口反变形问题
    • 相同或相近直径的管件相贯时,贯口深会导致杆件贯口部位强度减弱,且由于切割轨迹长度较长,切割时热输入量相对较大,贯口的收缩变形也较大。例如通过分析不同壁厚管件的展开轨迹叠加图可知,壁厚越大,开口越大,波峰值会越小;轨迹的两个管外壁谷点重合不变,变化的是谷点处内壁的长度,壁厚越厚,内外壁长度差越大;轨迹的波峰会随着壁厚增大而降低,但降低幅度不大,在贯口受切割热输入影响下,贯口开口会有一定幅度的收窄,刚好覆盖波峰降低留下的间隙。解决办法是在不改变实际切管壁厚的前提下,仅在管件相贯线编程时,将管件的壁厚适当调大,获得比标准贯口开口稍微大一点的贯口切割轨迹,用来切割实际用管,使贯口开口增大量和收缩变形量叠加后,刚好得到理论贯口大小,起到反变形作用,减少后期装配时的大量修切工作量。
  5. 弦杆平行型桁架腹杆贯口切割顺序问题
    • 一般钢管桁架不同部位受力情况不同,桁架不同位置腹杆的截面会不同。如果腹杆贯口的相贯顺序不合理,会影响腹杆的受力特性。例如在一种情况中,F2受力较大设计截面为φ150X6,只与上下弦杆相贯,而F1和F3受力小设计截面为φ100X6,贯到F2上,F2保持了良好的受力特性;但如果相贯顺序相反,F2A不仅贯到上下弦杆上,还贯到F1A与F3A上,杆件两端各多出一个贯口,其本身强度就被削弱了。
  6. 桁架安装测量与校正问题
    • 测量内容复杂:桁架测量工作内容包括钢桁架的安装精度测量,桁架拼装、安装直线度控制,桁架上弦标高控制,变形观测等,内容较为复杂且要求精度高。如果测量不准确,会导致桁架安装出现偏差。
    • 安装校正难度大:在桁架安装过程中,如采用滑移方案,滑移到设计位置后,需要利用千斤顶、倒链以及楔子等对其轴线偏差以及标高偏差进行校正。并且每个区域的桁架吊完后,还需要对该区域的桁架再进行整体测量校正,校正过程中任何一个环节出现问题都可能影响整体安装质量。

二、解决办法

  1. 针对构件运输与进场问题
    • 做好运输防护措施,如对钢构件进行固定、包裹等,减少运输途中的损伤。加强运输过程的监管,确保构件安全运输。严格按照安装进度计划安排构件进场,做好构件进场的核对工作,保证构件数量准确、配套,同时按照要求堆放构件,防止变形损坏。
  2. 针对预埋件问题
    • 加强与土建方的沟通协调,在预埋件施工过程中进行监督和检查,确保预埋件的施工质量符合要求。如果发现预埋件存在偏差,应根据实际情况制定合理的调整方案,如进行加固、重新定位等操作。
  3. 针对桁架腹杆贯口“多肉”现象
    • 对相贯线切割机进行优化设置,在条件允许的情况下尽量提高割枪摆角的限制值,减少因割枪摆角限制导致的误差。同时加强对切割过程中各个影响因素的控制,如保证管件的同心度、提高机器的精度、加强对装配工人的培训以提高其对节点准度的控制能力等。虽然适量修切在所难免,但可以通过这些措施减少修切量。
  4. 针对管口反变形问题
    • 在管件相贯线编程时,根据管件的实际壁厚情况合理调整壁厚参数,以获取合适的贯口切割轨迹,减少贯口的收缩变形,从而减少后期装配时的修切工作量。
  5. 针对弦杆平行型桁架腹杆贯口切割顺序问题
    • 在设计和施工过程中,要充分考虑腹杆的受力情况,合理规划腹杆贯口的相贯顺序,确保腹杆能够满足设计要求,保证桁架结构的整体强度和稳定性。
  6. 针对桁架安装测量与校正问题
    • 安排专业的测量人员使用高精度的测量仪器进行测量工作,制定详细准确的测量方案,确保测量数据的准确性。在安装校正过程中,严格按照校正方案进行操作,对每个区域的桁架进行多次测量和校正,确保桁架的安装精度。
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钢结构桁架运输防护措施

预埋件施工质量监控方法

腹杆贯口修切技术提升

管口反变形控制策略

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