管桩具有施工生产周期短、生产效率和质量要求高的特点,因此,整个管桩生产必须进行工厂化流水作业,高效、优质生产的理念须渗透到每道工序。管桩生产几个重点工序的控制就成为施工的难点。主要为:管桩单节制造的圆度控制;管桩整体拼接后的直线度控制;管桩所有纵、环焊缝实现自动焊;管桩焊缝保持高的无损检测合格率。
根据框架“强柱弱梁,节点更强”的抗震设计原则,在节点域附近梁腹板开圆孔是为了解决地震荷载作用下钢框架梁柱节点焊缝处可能发生脆性破坏而提出的一种新型节点。该种节点在具备良好建筑功能的同时,不会大幅降低梁的整体和局部稳定性。本文对梁腹板开孔节点与传统梁柱节点进行了静力单向加载和低周反复加载的有限元分析模拟。计算分析结果表明:采用梁腹板适当开孔节点形式,能在节点承载力和刚度下降不大的前提下,迫使塑性铰出现在梁截面削弱位置,使塑性发展区域远离梁根部焊缝区,达到降低节点发生脆性破坏的可能性,最终提高结构抗震性能的目的。
以Q345钢结构箱型柱为对象,研究了超声冲击工艺对焊接残余应力的影响。对电渣焊和埋弧焊两种焊缝进行了超声冲击试验,其中埋弧焊焊缝采用了全覆盖冲击和焊趾冲击两种冲击工艺。残余应力测量表明,采用冲击工艺,可以在焊缝表面一定深度(小于3 mm)下产生压应力,最高测得- 134MPa;焊趾冲击不但使焊趾表面产生压应力,也降低了焊缝的残余应力。对非熔透埋弧焊和熔透埋弧焊焊缝的测量结果显示,在盲孔法测量的深度范围内,超声冲击可降低焊缝最大主应力约34%~55%。
钢框架梁柱刚性连接节点是强震作用下主要破坏位置,总结了梁端削弱式和加强式节点的应用特点,指出梁端加强式节点方案在实际应用时,由于加强梁端截面,在强柱弱梁抗震设计时,为满足规范相关计算要求,一般会造成柱截面加大或节点域腹板加厚。基于工程实践,提出相关的设计建议。
重点阐述了大跨度空间管桁架设计与施工存在的主弦管不等壁厚对接、K型节点不可见焊缝(搭接焊缝)、节点强度不足、相贯节点焊缝、桁架施工程序等五个方面的问题,并以此为出发点进行一定外延与扩充,提出对相关问题在设计与施工时的处理方法。
针对焊接变形的原因和种类从焊接工艺上进行改进,可以有效防止和减少焊接变形所带来的危害。下面,我们主要介绍几种常见的防止焊接变形的方法。
钢结构制造的技术要点
钢结构制造技术主要是焊接H 钢的制造,其中控制主焊缝全自动埋弧焊的焊接质量为关键技术。
近年来,抗风性能优越的扁平钢箱梁作为大跨度索支撑结构(悬索桥和斜拉桥)的加劲梁得到广泛应用。从制造角度来看,钢箱梁为全焊板系结构.即将钢箱梁划分成若干类带纵横加劲肋的板单元构件在工厂预制,然后分段组装焊接成箱梁,现场逐段吊装焊接连成整体。基于这一制造架设特点,对钢箱梁的几何精度要求极高。而几何精度主要取决于焊接收缩变形的控制。以南京长江二桥为例,一节长15m的标准梁段.焊缝总长达5000余米,共有40多种类型焊接接头,采用了CO2气体保护焊、埋弧自动焊、手工弧焊等多种焊接方法,其焊接变形控制是非常复杂的课题。本文概要介绍了各种条件下焊接变形的测试结果,以及钢箱梁组焊中焊接变形的系统控制方法。
程序在计算支撑节点板的时候,参考了钢结构规范的附录 表10,但是在参考该表选取节点板厚度时,是有前提条件的,即节点板边缘与支撑轴线夹角不应小于30度。所以程序先按30度来进行放样,如果获得的焊缝长度能满足计算要求,则不再增加节点板边长,否则持续增加。如果节点板与梁柱连接焊缝过长,导致节点板边缘与支撑轴线过大,程序则会调整支撑与节点板的连接长度,尽量避免节点板异型。
运用结构钢椭球面屈服模型和椭球面断裂模型,对梁柱节点试验进行了数值模拟分析,得出了等效考虑 焊接残余应力和焊接缺陷的对接焊缝断裂因子 CI 的修正系数 k。对方钢管混凝土柱-型钢梁节点进行了基于椭球 面强度模型的数值模拟和断裂分析,结果显示:柱对梁的强约束使对接焊缝处应力集中严重,该处的等效应力和平 均应力幅值均较高,当对接焊缝应力场函数达到建议的椭球面断裂准则临界值时,该 处 发 生 断 裂。以 结 构 钢 椭 球 面断裂模型为评判依据,提出了降低对接焊缝等效应力和平均应力幅值( 即提高节点延性) 的构造建议。