桁架柱焊接方案

目录

1编制依据 -------------------------------------------------------------------------------------2 1.1主要规范、规程及标准 --------------------------------------------------------------2 1.2施工图纸及有关文件 -----------------------------------------------------------------2 1.3其它 --------------------------------------------------------------------------------------2 2工程概况 -------------------------------------------------------------------------------------3 2.1工程简介 --------------------------------------------------------------------------------3 2.2工程难点 --------------------------------------------------------------------------------3 3桁架柱焊接工艺 ----------------------------------------------------------------------------3 3.1总体焊接顺序 --------------------------------------------------------------------------3 3.2总体焊接方法 --------------------------------------------------------------------------3 3.3柱与柱的焊接 --------------------------------------------------------------------------4 3.4箱形腹杆的对接 -----------------------------------------------------------------------6 3.5焊接材料及焊接工艺参数-----------------------------------------------------------7 4防风措施设计 -------------------------------------------------------------------------------8 5现场焊接管理 -------------------------------------------------------------------------------9

国家体育场钢结构桁架柱焊接方案1编制依据

1.1主要规范、规程及标准

1.2施工图纸及有关文件

《国家体育场钢结构设计施工图》

《国家体育场工程主结构施工方案》

《国家体育场钢结构现场焊接管理规程》

1.3其它

2工程概况

2.1工程简介

国家体育场钢结构桁架柱共计24根，其中，Ⅰ区钢结构桁架柱12根，编号为P1~P8、P21~P24。桁架柱为三角形断面组合柱，由一根菱形内柱和两根箱形外柱组成，内、外柱之间设有箱型腹杆，两外柱之间则设有箱型立面次结构。桁架柱上大下小，上端与主桁架相连，下端则与柱脚相接。其中，内柱垂直于地面，而两外柱则倾斜向外。

桁架柱单根最重达500多吨，最高为67米，体形庞大，整根吊装难度极大。为此，根据桁架柱的特点、现场场地条件及安装精度要求、工期要求等实际情况，每根桁架柱分成两段，即下节柱和上节柱，采用800t履带吊分段进行吊装，在高空进行焊接。桁架柱的现场接口主要包括下节柱与柱脚的焊接、下节柱与上节柱的对接以及桁架柱内部箱型腹杆的对接。接口处内、外柱板厚在20~100mm之间，其中部分菱形内柱的接口为100mm厚的Q460E钢板，箱形腹杆板厚在16~36mm 之间。下节柱与柱脚的内柱现场接口为铸钢件与Q345D(GJ)或Q460E的焊接。2.2工程难点

桁架柱中既有高强钢（Q460E钢）的焊接，又有铸钢件的焊接，焊接工作量大。薄板焊接变形大，厚板焊接熔敷量大，温度控制和劳动强度要求高。而高空焊接、冬雨季焊接的防风雨、防低温措施更使得焊接难度增大。

3桁架柱焊接工艺

3.1总体焊接顺序

（1）先下后上，分段处的内、外柱三条焊缝同时对称施焊。

（2）先焊柱与柱的对接焊缝，后焊柱牛腿与腹杆间的对接焊缝。

3.2总体焊接方法

根据现场接口型式、母材性能、技术要求及本公司的装备条件，现场桁架柱的焊接主要采用半自动CO

气体保护焊（GMAW）。焊接位置困难之处采用手工电弧焊

2

（SMAW ）。

3.3 柱与柱的焊接

（1）坡口形式

菱形内柱的对接焊缝坡口形式见图1，箱形外柱的对接焊缝坡口形式见图2，铸钢件与柱脚的对接焊缝坡口形式见图3。

＞50

≤50

图1 菱形内柱对接焊缝坡口形式

＞50

t

≤50

图2 箱形外柱的对接焊缝坡口形式

t ＞50

t ≤50

图3 铸钢件与柱脚的对接焊缝坡口形式

（2）焊接位置：横焊

（3）焊接方法

气体保护焊或手工电弧焊，其Q460E钢与Q460E钢的对接采用药芯焊丝CO

2

气体保护焊或手工电弧焊。

他钢种对接采用实芯焊丝CO

2

（4）预热

对于板厚大于36mm的Q345GJ-D钢板与Q345GJ-D或铸钢件焊接要进行预热。其中，板厚小于等于50mm的钢板焊接时可采用火焰预热，板厚大于50mm的钢板焊接时采用电加热片伴随预热，预热温度为120℃，层间温度120～200℃。预热范围为坡口两侧三倍板厚范围，且不小于100mm。对于厚度大于50mm的接头，焊后利用预热设备立即升温至250℃，保温2小时缓冷。

对于Q460E钢板与Q460E、Q345GJ-D或铸钢件焊接要进行预热。采用电加热片伴随预热，预热温度为150℃，层间温度150～250℃。预热范围为坡口两侧三倍板厚范围，且不小于100mm。焊后利用预热设备立即升温至250℃，保温2小时缓冷。

（5）焊接顺序

每个接口由2～4名焊工同时对称施焊，采用多层多道焊，实行包角焊，如图4所示。

图a 两名焊工焊接时的焊接顺序示意图

图 四名焊工焊接时的焊接顺序示意图

图4 柱与柱焊接顺序