中国建筑第八工程局有限公司 上海 200120
摘要：天津国家会展中心项目大型展馆区结构形式为四弦凹型桁架结构，支撑柱为人字箱型铸钢铰轴柱，通过对柱体内部9横6纵隔板的加工顺序和焊接工艺的研究，以及单向铸钢铰轴节点的严格精度控制，完成了288件铸钢铰轴人字柱的装配，并通过有限元分析、受力分析对焊接过程中应力进行分析，多方面保证铸钢节点的精度。
关键词：铸钢销轴加工；销轴支座装配
1工程概况
1.1工程总体概况
国家会展中心（天津）一期工程位于天津市津南区咸水沽镇，工程建筑面积478613m2，主要由展厅、交通连廊、中央大厅三部分组成。
钢结构部分包括16个大型展厅及其交通廊和餐厅、1个中央入口大厅及部分连桥外围护结构。中央入口大厅是树状钢柱支撑的大跨钢结构，由32个树状结构形成，结构总高32.8m，展厅和交通连廊屋盖结构采用四弦凹型桁架大跨钢结构，跨度84m，结构高度23.28m。
1.2典型结构概况
展厅（如图1）和交通连廊屋面为四弦凹型桁架结构体系，主要包括屋面主桁架、人字柱。屋面桁架如图2所示由上下弦杆、倾斜腹杆、拉梁、拉杆、边梁等组成，展厅屋面桁架结构主要支撑于人字柱，交通连廊屋面桁架支撑于人字柱和框架柱。
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图1 展厅主结构
1.3人字柱设计概况
展厅人字柱分为A类人字柱和B类人字柱两种，其中A类人字柱通过销轴与下方柱脚进行焊接固定。人字柱分三段加工发运现场，然后现场进行拼装焊接为一个整体。
2.1人字柱加工技术
A类人字柱柱肢加工阶段主要分为零部件下料加工、箱体组装、劲板及内隔板焊接、箱体盖板焊接。柱顶与顶部桁架连接处，四周封堵板单独发运现场，内部焊缝焊接完成后进行外部封堵板的焊接。内部柱肢分段对接处预留人孔，方便施工现场进行内部肋板对接焊。
2.2销轴支座加工技术
销轴支座加工主要分为支座的组对焊接和销轴与支座装配。
1 两件加劲1与一件加劲3的组装焊接，开坡口全熔透焊接，焊接完后进行火焰配合千斤顶的矫正。
2 加劲2与加劲3的组装焊接，坡口角度见下图，焊接完成后进行火焰矫正。
3 支座底板下部加劲组合件与支座底板进行装配及定位焊。
4 加劲4、加劲5、加劲6在支座底板上装配定位焊及之间的定位焊接，进行加劲4、加劲5、加劲6与底板的打底焊接。
5 支座底板下部加劲组合件与底板的全熔透焊接：进行加劲4、加劲5、加劲6与底板、各加勤板间的填充及清根焊接；进行加劲4、加劲5、加劲6与底板、各加劲板间的盖面层焊接。
6 对焊接完后的部件进行尺寸检查，变形较大处进行火焰矫正，确保4件加劲4的同一位置处的凹槽标准一致。
7 对支座进行尺寸符合、焊缝外观检验、焊缝UT无损检验。
3 销轴装配技术
销轴上加劲与主箱体的装配。要求槽口同一位置处的标高一致，然后进行焊接。焊接采用工艺允许的较小电、电压参数，较快的焊接速度，直线焊接，不允许摆动焊。每件销轴加劲与同一壁板间的焊缝按每层交替焊接，每焊接完4层后即将构件翻身，进行对面侧的的焊接，如果发现变形过大，应及早翻身焊接。将支座销轴和外套简定行相向两侧的加劲的顺序进行制来下底座上。加劲焊接从两侧的护板行顺次焊接，打底、填充、盖面均按此顺序。对变形进行火焰矫正。
矫正完成之后进行护板1同心护板1与支座销轴和外套筒的定位，确保合理的同心度。护板1和同心护板1之间的焊缝为周圈20mm角焊缝。两侧按照焊接道次同步施焊，控制对同心护板的焊接影响。
护板1与箱体间的焊接，该处焊缝均为加钢衬垫的焊接，先打底焊接两侧的横缝，再打底焊接两侧的纵缝，然后对两侧的横缝、两侧的纵缝按照每2层即转换的要求顺次进行焊接。焊接均采用工艺允许的较小电流、电压参数，较快的焊接速度，直线焊接，不允许摆动焊，每层的填充厚度不得超过4mm。
销轴上加劲与主箱体的装配，要求槽口同一位置处的标高一致，然后进行焊接。焊接采用工艺允许的较小电流、电压参数，较快的焊接速度，真线焊接，不允许摆动焊，每层的填充厚度不得超过4mm。每件销轴加劲1与同一壁板间的焊缝按每层交替焊接，每焊接完4层后即将构件翻身，进行对面侧的焊接，如果发现变形过大，应及早翻身焊接。
销轴上加劲板与箱体焊缝焊接完后，需要检查槽口处的标高尺寸，如偏差超标，需打磨过渡处理。对支座各处尺寸进行复核，偏差超过2mm处均有进行火焰矫正处理。
销轴支座装配完成后，内部肋板必须刨平并与柱肢封堵板顶紧后进行焊接，如图2图3
对全熔透焊缝进行外观检测及UT无损检测。
出厂前按照焊缝通图进行措施板的安装及焊接，防止轴销底座在运输过程中发生转动。
图3 销轴装配过程
4 结语
本文通过对多隔板箱型人字柱焊接工艺评定，铸钢铰轴节点装配试验，解决了不同板厚（20mm-60mm）全位置焊接的变形控制，保证了铰轴铸钢节点开槽装配内连接板的精度要求，通过超长焊缝的分段焊接、退焊跳接保证了所有焊缝的一级质量要求。
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