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钢管桁架相贯节点焊接质量控制

观察内容的选择，我本着先静后动，由近及远的原则，有目的、有计划的先安排与幼儿生活接近的，能理解的观察内容。

随机观察也是不可少的，是相当有趣的，如蜻蜓、蚯蚓、毛毛虫等，孩子一边观察，一边提问，兴趣很浓。

我提供的观察对象，注意形象逼真，色彩鲜明，大小适中，引导幼儿多角度多层面地进行观察，保证每个幼儿看得到，看得清。

看得清才能说得正确。

在观察过程中指导。

我注意帮助幼儿学习正确的观察方法，即按顺序观察和抓住事物的不同特征重点观察，观察与说话相结合，在观察中积累词汇，理解词汇，如一次我抓住时机，引导幼儿观察雷雨，雷雨前天空急剧变化，乌云密布，我问幼儿乌云是什么样子的，有的孩子说：

乌云像大海的波浪。

有的孩子说“乌云跑得飞快。

”我加以肯定说“这是乌云滚滚。

”当幼儿看到闪电时，我告诉他“这叫电光闪闪。

”接着幼儿听到雷声惊叫起来，我抓住时机说：

“这就是雷声隆隆。

”一会儿下起了大雨，我问：

“雨下得怎样?

”幼儿说大极了，我就舀一盆水往下一倒，作比较观察，让幼儿掌握“倾盆大雨”这个词。

雨后，我又带幼儿观察晴朗的天空，朗诵自编的一首儿歌：

“蓝天高，白云飘，鸟儿飞，树儿摇，太阳公公咪咪笑。

”这样抓住特征见景生情，幼儿不仅印象深刻，对雷雨前后气象变化的词语学得快，记得牢，而且会应用。

我还在观察的基础上，引导幼儿联想，让他们与以往学的词语、生活经验联系起来，在发展想象力中发展语言。

如啄木鸟的嘴是长长的，尖尖的，硬硬的，像医生用的手术刀―样，给大树开刀治病。

通过联想，幼儿能够生动形象地描述观察对象。

第6卷第2期

宋以后，京师所设小学馆和武学堂中的教师称谓皆称之为“教谕”。

至元明清之县学一律循之不变。

明朝入选翰林院的进士之师称“教习”。

到清末，学堂兴起，各科教师仍沿用“教习”一称。

其实“教谕”在明清时还有学官一意，即主管县一级的教育生员。

而相应府和州掌管教育生员者则谓“教授”和“学正”。

“教授”“学正”和“教谕”的副手一律称“训导”。

于民间，特别是汉代以后，对于在“校”或“学”中传授经学者也称为“经师”。

在一些特定的讲学场合，比如书院、皇室，也称教师为“院长、西席、讲席”等。

2019年6月

宋以后，京师所设小学馆和武学堂中的教师称谓皆称之为“教谕”。

至元明清之县学一律循之不变。

明朝入选翰林院的进士之师称“教习”。

到清末，学堂兴起，各科教师仍沿用“教习”一称。

其实“教谕”在明清时还有学官一意，即主管县一级的教育生员。

而相应府和州掌管教育生员者则谓“教授”和“学正”。

“教授”“学正”和“教谕”的副手一律称“训导”。

于民间，特别是汉代以后，对于在“校”或“学”中传授经学者也称为“经师”。

在一些特定的讲学场合，比如书院、皇室，也称教师为“院长、西席、讲席”等。

宁夏工程技术

NingxiaEngineeringTechnology

V01.6No.2

Jun.2019

文章编号:

1671—7244（2019）02—0170—04

钢管桁架相贯节点焊接质量控制

杨

（1.兰州理工大学土木工程学院,甘肃兰州

文伟,2

730050;2.宁夏大学基建处,宁夏银川750021）

摘要:

针对目前空间钢管桁架结构,在制作,焊接及无损检测方面标准尚不统一的问题,结合宁夏大学大学生

活动中心工程钢管桁架相贯节点焊接的具体情况,通过对钢管桁架相贯节点焊缝的分析,提出了针对该项目的

焊缝检测要求;对于相贯焊缝不能全焊透的质量缺陷,提出了用焊缝补强措施达到接头焊接与母材等强的目的;

对于相贯口的加工,对接接头的设置位置,弦杆对接等方面的质量缺陷,分析了产生的原因并提出了解决对策.

关键词:

钢管桁架结构;相贯节点;焊接;解决对策

中图分类号:

TU392.5文献标志码:

A

近几年来,空间钢管桁架结构,以其刚度大,几

何特性好,施工简单,节省材料等的特点及其流畅,

简洁,美观的视觉效果,出现在飞机场,体育馆,会展

中心等许多公共建筑中.空间钢管桁架的连接采用

相贯节点,简化了节点构造,使次要构件的连接更加

方便,有利于单一构件的稳定性设计,截面的闭合

提高了抗扭刚度.由于诸多优点,该结构越来越受

到建筑师和结构师的青睐.我国空间钢管桁架的

制作,焊接及无损检测尚无统一的标准.钢管桁架的

制作主要采用荷兰,Et本等国的五轴联动相贯线数

控切割机进行切割,可以使各种钢管的断面尺寸得

到有效保证,包括斜杆,腹杆的长度和各种坡口三维

渐变角度的控制.但钢管桁架中相贯节点的焊接,基

本上在现场进行手工焊接,焊接质量相对来说不容

易保证,对相贯节点的局部强度有一定的影响.鉴于

此,在宁夏大学大学生活动中心工程钢管桁架相贯

节点的焊接中,为了消除相贯线焊缝不能全焊透的

缺陷,采用焊接补强,以满足接头焊接与母材等强;

为了降低焊接变形及焊接残余应力,采用适当减少

焊缝尺寸,调整衬板规格,优化传统焊接工艺等,保

证了相贯节点的焊接质量;为了杜绝相贯口的加工

缺陷,提出了针对不同缺陷的应对策略,其经验可以

为同类工程参考.

1工程概况

宁夏大学大学生活动中心工程,屋盖采用钢管

桁架空间结构体系,由观众厅和舞台厅两部分组成,

观众厅屋盖由圆心圈桁架及其向四周引出的放射状

桁架组成,周边多点柱支撑,局部悬挑,最大悬挑长

度为l1.2m;舞台区为1/4球形屋盖,由19榀三角

形落地钢管桁架组成,拱顶最高处标高为40m（图

1）.每榀钢管桁架为倒三角形截面,钢管的主要尺

寸:

上,下弦截面~219~8,斜腹杆为~94~5,~121×5.

由于该工程造型独特,相贯节点的构造复杂,所以保

证相贯节点的焊接质量,是满足该项目结构质量的

关键.

舞台厅

图1钢管桁架空间体系图

Fig.1spacesystemofsteelpipetruss

2相贯节点的焊接

2.1节点形式

该工程屋盖钢管桁架为抛物线和球冠形状,管

桁架截面为倒三角形.相贯节点主要的节点形式如

图2—3所示.

2.2焊缝划分

全焊透对接焊缝:

弦杆对接缝采用全焊透焊缝.

相贯线焊缝:

在相贯节点处,相贯线是不断变化的空

间曲线,因此同一相贯口的坡口,空隙也随之变化,

收稿日期:

2019—10—24

基金项目:

宁夏大学自然科学基金项目（ZR0633）

作者简介:

杨文伟（1967一）,男,硕士,高级工程师,主要从事工程建设项目管理及大跨空间结构的研究

第2期杨文伟:

钢管桁架相贯节点焊接质量控制171

图2弦杆之间的对接节点

Fig.2buttjointnodeofchordoneself

相贯口的相贯焊缝的形式也在变化,按相贯焊缝质

量等级的不同,将相贯焊缝分为A区（趾部）,B区

（边部）,c区（根部）3个区域（图4）.A区采用对接

坡口焊缝,B区采用带坡口的角焊缝,c区采用角

焊缝,B,C区相接处焊缝应圆滑过渡.当腹杆厚

度<6mm时,可不切口,采用周圈角焊缝.

2I3焊缝检测

相贯焊缝的检测一般经过超声检测合格后,才

能予以验收.目前国内没有针对钢管桁架的验收标

准.由于相贯线焊缝各区的质量要求不同,其探伤检

测的要求也有所区别,根据以往工程实践经验,结合

文献【3],该工程制定检测评定要求【3】:

①对于A区,

当钢管壁厚≥6mm,执行GB/T11345--1989标准,

按二级焊缝检验[I;当钢管壁厚<6mm,执行JG/

T3034.1,按二级焊缝检验[51.②对于B区,超声波探

伤只作记录,不作评定,重点检测全焊透焊缝的长度

及由B区向c区过渡段的未焊透情况.③对于c

区,按三级焊缝进行探伤,可不作超声波探伤.④对

相贯焊缝执行JB473O一94加作磁粉探伤网.

3焊缝质量缺陷的解决对策

3.1角焊缝的补强

由于主杆与腹杆相交的相贯线焊缝,根据内壁

内凹以及局部区域1～2mm尚存在不能全焊透问

题,导致焊缝接头很难与钢管母材达到等强连接.为

消除此缺陷,采用补强角焊缝的方法,可以满足接头

焊接与母材等强角焊缝的补强计算如下[7--9]:

根据文献[7],承受静载和间接动载的直角焊缝

公式为

正面角焊缝:

o-/=≤1?

22f7,

侧面角焊缝:

r/=,

—————丁——T

共同作用处:

V【（）+J?

式中:

crr为垂直焊缝长度方向的应力;为沿焊缝长

度方向的剪应力;为角焊缝的计算厚度;为角

焊缝的计算长度i厂,为角焊缝强度设计值;Ⅳ为轴

向力.

研究表明,带坡口的角焊缝接头强度不仅取决

于坡口深度p,还与焊角尺寸k有关（图5）,角焊缝强

度极限计算公式为

oa:

~/（3sin2Op+1）一.TJ

单位长度接头承载力为2=,/;

/3

单位长度母材的承载力为.按焊缝与钢管母材

等强条件可得

=2口=——二,/.

/3

式中:

为焊缝金属强度极限;为母材金属强度.

当:

时,母材与焊缝金属等强,则可得

2-（2h2-4k）P一

—_.i'

T型X型K型KK型Tr型XX型TX型

图3腹杆与弦杆之间的相贯节点

Fig~3crossingnodeofwebmemberandchord

一一A.B区C区

图4相贯节点焊接分区图

Fig.4lineofdemarcationofcrossingnodeweld

120o

1-1截面

172宁夏工程技术第6卷

j

1pk

'图5角焊缝的形式

Fig.5typeofangleweld

该工程中,h=8mm,k值取3inIn,5mm,代人上

式可得k=3mm时,p=3.12inIn,即焊透3.12inIn,未

焊透1.74ram;k=5mm时,p=2.4inIn,即焊透2.4mm,

未焊透1.2mm.通过以上计算可得出结论:

管壁8—

10mm时,将角焊缝的焊角尺寸k值增加3—5mm.

即使存在1—2mm未焊透的问题,仍然可以满足等

强连接的条件.

3.2焊接变形及焊接残余应力的消除

（11按照JGJ8l一2o02《建筑钢结构焊接技术规

程》要求,当采用V形式的CO气体保护焊时,剖口

根部间隙为6mm,剖口角度为45..该工程适当减

少焊缝尺寸,即将剖口根部间隙调整为5inIn,剖口

角度调整为30..

（21按照美国ANSI/AWSD1.1—98《钢结构焊接

规范》及国内钢结构工程的传统做法,衬板的最小厚

度为6mm,宽度为50mm.衬板不是结构构件,它的

作用是为了保证焊缝达到全焊透的目的,保证结构

构件符合设计要求.只要达到此目的,衬板的规格可

以进行调整.因此,该工程对于工厂对接加工所使用

的衬板厚度为4mm,宽度为30mm;现场对接加工所

使用的衬板厚度为6inIn,宽度为50inln.仅此一项措

施,节约钢材约15t.

（31优化焊接工艺.为了减少衬板厚度,剖口根

部间隙,消除剖口角度后可能产生衬板熔穿及焊缝

根部不能全焊透的焊接缺陷,对传统的焊接工艺进

行了优化.该工程的措施为:

用多种焊接方法进行组

合焊接,即先用1.2mm气体保护焊进行焊接,当焊缝

高度剩余3—4mm时,改用埋弧焊进行罩面焊接.采用

以上措施后,节约了钢材,减少了焊缝尺寸及焊接工

作量,降低了焊接变形及焊接残余应力,效果显着.

3.3相贯口的加工缺陷

（1）钢管相贯节点下料设备本身的缺陷造成的

相贯口缝隙过大.在软件AutoCAD中,弧线的夹角

是无法量取的,在加工时,取腹杆与弧形弦杆节点处

切线的夹角作为相贯节点下料的依据,这样随着弧

度的增大,相贯节点处的误差会越大,按此下料的相

贯节点,现场拼装时一定会产生火焰修割现象.解决

的办法:

①在进行工厂加工时,弧度大的杆件采用放

大样的方法,调整切割位置,尽量消除误差;②当主

管与次管相贯口的间隙超过8inIn时,宜更换相贯

口或对局部区域进行>_-500mm长椭圆形切割替换,

要求打坡口焊接,并进行uTI级探伤;③支管相贯

口出现的这类问题,宜对局部区域进行≥300mm长

椭圆形补块,要求坡口焊接,uTI级探伤.

（2）腹杆下料错误.该工程桁架断面为倒三角

形,上下弦之间的腹杆很容易误认为左右对称,可以

互换,编程时只对单侧进行相贯线编程加工,组装

时,用同一杆件左右对称组装,从而造成较大的尺寸

偏差,影响组装精度和焊接质量.解决的办法:

下料

时,先利用计算机对桁架进行三维空间建模,建立正

确的几何信息,对每一榀桁架的每一根杆件单独编

程,确定每一根杆件的每个相贯节点的相贯轮廓,然

后将程序输入相贯线切割机进行切割,尺寸偏差控

制在±lmm之内,确保杆件下料精度【lO1.

3.4其他问题

（1）对接接头与相贯节点重合.在弦杆下料时,

由于未考虑进场材料的足尺长度与节点的关系,常

常产生对接接头与相贯节点重合解决的办法:

在节

点处两侧500inIn以外割掉弦杆,重新换一截lm

以上的杆件.

（2）腹杆对接缝与节点位置不足500mm,这主

要是腹杆下料错误或结构焊接变形所致解决办法:

更换腹杆或在节点500mm以外截断腹杆,重新加

长腹杆.

（31弦杆对接错缝,这主要是由于下料时弦杆端

部弯弧不到位或安装变形所致.解决办法是:

从对接

处割开,中间加一段转换弦杆,转换弦杆长度≥1.5D

（D为弦杆直径）.

4结语

大跨度空间钢管桁架结构在宁夏地区是第一次

使用,无论是设计,监理,还是建设单位,都是第一次

接触.项目前期,由于没有成熟的类似工程的管理经

验作为参考,只是把该项目当成一般的网架结构来

对待,在相贯节点的焊接,焊缝的评定工艺等方面,

参建各方也有一定的分歧,后经各方努力,才使工程

顺利进行.由于不同的工程有不同的结构特点,具体

实施时应根据工程的特点进行针对性地研究,以寻

求适合工程特点的加工制作和焊接技术.本文介绍

的钢管桁架相贯节点焊接质量控制方法,具有较好

的参考价值;另外,对于这样一个复杂结构形式的工

程,管理工作尤其重要,管理不善,也将严重影响工

程质量及进度.

第2期杨文伟:

钢管桁架相贯节点焊接质量控制173

参考文献:

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（2）:

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20o6（3）:

1—5.

Theweldqualitycontrolofthecrossingnodesofsteelpipetruss

ⅣGWen—wei'2

（1.SchoolofCivilEngineering,LanzhouUniversityofTechnology,Lanzhou730050,China;

2.CapitalConstructionOffice,NingxiaUniversity,Yinchuan750021,China）

Abstract:

Aimingatthelackoftheuniformstandardformanufacture.weldandlosslesstestoftrussstructureofsteelpipe

inChina,asanexampleofcoUegestudentactivitybuildingofNingxiaUniversity,theweldexaminationrequestofwelding

lineforcrossingnode,andtheweldinglinestrengtheningtechnologyforjointweldarepresentedinthispaper.Theauthor

alsoanalysesthequalitydeficieyinoperationofcrossinginterface,joinpositionsettingandbowstringpolejoinandbrings

forwardthecorrespondingsolution.Thisissignificativeofmakingareferenceforthesimilarbuilding.

Keyword:

trussstructureofsteelpipe;crossingnode;weld;solution

（责任编辑,校对王德平）

果胶酶是一类包含多种组分的复合酶.由于它有多种来源,所以可以分为多个种类.果胶酶

主要应用于水果加工业和饲料工业.果胶酶在水果加工业中的应用主要有:

水果中的胶状及可

溶性果胶经果胶酶水解后,可降低果汁的黏度,有助于压榨并提高出汁率;果胶酶能破坏果汁中

悬浮的稳定性,使其凝聚沉淀,得到澄清果汁;用果胶酶处理超滤膜能提高果汁超滤的通量,缩

短超滤时间;经果胶酶处理的果汁比较稳定,浓缩后不再发生混浊等等.在饲料工业中,果胶酶

也是非常有用的.它与纤维素酶,半纤维素酶等配合使用,可降解植物细胞壁中果胶和纤维素

等抗营养因子,促使淀粉,脂类,维生素和蛋白质等释放出来,从而提高了饲料的营养价值.果

胶酶还能促进饲料在动物消化道内的消化吸收.

果胶酶生产一般采用发酵工艺.但是,现有的工艺存在很好问题,如固体发酵劳动强度大,

易染菌,生产率低等.现在,研究人员正在开发新的生产工艺,使得果胶酶生产具有投资少,成本

低,无环境污染等优点.在菌株的选择上,要求所产酶系全,各组分丰富,包含有解聚酶和果胶酯

酶,能有效在分解原料中的果胶质,提高水果的出汁率或饲料中营养物质的释放.

（摘自《百科知识》20o7年第5期科学难题）