震动荷载情况下大型钢管柱对接连接装置及方法
【专利摘要】本发明涉及大钢结构建筑，尤其涉及震动荷载情况下大型钢管柱对接连接装置及方法。大型钢管支撑柱的钢管接口通常采用对接方式处理,而这种对接方式处理存在有以下缺陷：接口位置焊接质量要求非常严格，难以达到质量验收要求；钢管接口位置两侧50mm范围内钢管柱母材组织结构发生变化、晶体颗粒粗化，产生焊接热影响线；在机械震动荷载作用下，焊口位置钢管柱母材开裂事故。为解决上述技术问题，使大型钢管支撑柱的对接焊接达到安全、经济、使用可靠的要求。本发明是在大型钢管柱接口处内部安装波形衬管，在钢管柱接口处内部安装波形衬管，将波形衬管两端波浪形焊接在两个钢管柱内侧，钢管柱接口处与波形衬管外侧焊接在一起。
【专利说明】震动荷载情况下大型钢管柱对接连接装置及方法
[0001]【技术领域】:
本发明涉及大钢结构建筑，尤其涉及震动荷载情况下大型钢管柱对接连接装置及方法。
[0002]【背景技术】:
目前许多工业厂房建筑、民用建筑都采用钢结构作为主体结构。其中一些工业或民用通廊的主体结构在选用支撑构件时，考虑构件各个方向受力均衡性往往采用大型钢管作为支撑柱。按现有工艺处理方法，大型钢管支撑柱的钢管接口通常采用对接方式处理，而这种对接方式处理的大型钢管支撑柱接口一般存在有以下缺陷:
1:大型钢管柱的钢管接口位置焊缝焊接质量要求非常严格，焊口清渣、打磨工作量非常大，工人劳动强度高；
2:钢管柱接口位置焊缝质量往往难以达到质量验收要求；
3:在大型钢管柱接口位置多道焊缝反复施焊情况下，钢管接口位置两侧50mm范围内钢管柱母材组织结构发生变化、晶体颗粒粗化，产生焊接热影响线。在震动荷载作用下，容易造成焊口位置钢管柱母材开裂，对结构受力不利；
4:在机械震动荷载作用下，钢管柱的钢管接口对接位置很容易发生焊口开裂或焊口位置钢管柱母材开裂事故，返修时高空作业情况下脚手架搭设工作量大，返修施工极为不便，返修施工焊接质量难以达到验收规范要求，易造成多次返工，甚至导致主体支撑柱局部或整体更换，造成极大的工程安全隐患。
[0003]
【发明内容】
:
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种新型震动荷载状况下大型钢管柱对接连接装置及方法，使 大型钢管支撑柱的对接焊接达到安全、经济、使用可靠的要求。
[0004]本发明震动荷载情况下大型钢管柱对接连接装置是在大型钢管柱接口处内部安装波形衬管，其特征在于:在钢管柱接口处内部安装波形衬管，将波形衬管两端波浪形焊接在两个钢管柱内侧，钢管柱接口处与波形衬管外侧焊接在一起。
[0005]波形衬管特征在于，厚度为钢管柱厚度t或t+2mm，管内波形衬管两端波峰宽度尺寸为600——900mm、两端波底宽度尺寸为300——600mm，波峰、波底半径均为50——100mm，形成一道高低差100——200mm波浪线。
[0006]本发明连接方法按以下步骤进行:
A:钢管柱制作时按设计要求分段下料、管口打磨、留好管口对接接口缝隙后，在制作现场或施工现场地面将钢管柱主体对接组装，接口位置临时定位点焊，定位焊缝厚度> 3mm、长度> 40mm、间距300~600mm。
[0007]B:钢管柱对接就位、各项尺寸校核无误后，即可以将管内波形衬管安装就位。管内波形衬管安装就位采用临时定位点焊，定位焊缝厚度> 3mm、长度> 40mm、间距300~600mmo
[0008]C:钢管柱组装完成后，首先进行外部接口位置对接焊接，外部接口位置对接焊缝焊接质量检查合格后再进行管内波形衬管与主管波形焊接施工，焊接施工过程中，临时定位点焊焊缝必须采用砂轮机磨除。
[0009]本发明与现有技术相比，在同等的施工条件下，由于管内波形衬管的安装，使管内波形衬管即成为对接管口的内衬板，又使管道接口位置强度得以加强。同时衬管波形焊缝也避免了焊接对管道母材材质的热影响；避免了焊接热影响线的产生，避免了钢管柱对接焊口打磨修整工作，减少了焊接施工工作量；保证了焊接质量；降低了工人劳动强度；避免了焊口开裂对工程质量的影响，保证了工程质量；避免了工程安装完成后焊口位置钢管母材开裂事故，消除了返修时高空作业情况下脚手架搭设工、返修施工焊接质量难以达到验收规范要求困境；避免了工程安全隐患。同时也降低了工程施工成本。
[0010]【专利附图】
【附图说明】:
图1是原有大型钢管支撑柱的钢管对接接口处理通常采用的对接连接施工过程示意
图；
图2是本发明震动荷载情况下大型钢管柱对接连接装置及方法对接连接施工过程示意图。
[0011]【具体实施方式】:
参照附图1、附图2可见，本发明震动荷载情况下大型钢管柱对接连接装置及方法与原有原有钢管支撑柱的钢管对接接口处理工艺的组成方式不同。
[0012]原有大型钢管对接接口位置在多道焊缝反复施焊情况下，施工质量难以得到保证，同时钢管接口位置两侧50mm范围内钢管母材组织结构发生变化、晶体颗粒粗化，在震动荷载作用下，容易造成焊口位置钢管母材开裂，对结构受力不利。
[0013]本发明由大型钢管柱I接口处内部安装波形衬管2，将波形衬管2两端波浪形3焊接在两个钢管柱I内侧，钢管柱I接口处与波形衬管2外侧焊接在一起，形成了一个新型的大型管口对接方式。在同等的施工条件下，由于管内波形衬管2的安装，使管道接口位置强度得以加强；同时衬管波形焊缝也避免了焊接对管道母材材质的热影响；由于管内波形衬管2的焊接衬底作用，保证了焊接质量，降低了工人劳动强度；避免了焊口开裂对工程质量的影响，保证了工程整体质量；降低了工程施工成本。
[0014]实施例1
钢管柱直径1000mm，管壁厚20mm,波形衬管直径956mm,管壁厚22mm,波峰、波底半径100mm,管内波形衬管两端波峰宽度尺寸为800mm,两端波底宽度尺寸为600mm。焊接质量合格。
[0015]实施例2
钢管柱直径800mm,管壁厚16mm,波形衬管直径764mm,管壁厚16mm,波峰、波底半径75mm,管内波形衬管两端波峰宽度尺寸为700mm,两端波底宽度尺寸为550mm。焊接质量合格。
[0016]实施例3
钢管柱直径600mm,管壁厚12mm,波形衬管直径572mm,管壁厚12mm,波峰、波底半径50mm,管内波形衬管两端波峰宽度尺寸为600mm,两端波底宽度尺寸为500mm。焊接质量合格。
【权利要求】
1.震动荷载情况下大型钢管柱对接连接装置是在大型钢管柱接口处内部安装波形衬管，其特征在于:在钢管柱接口处内部安装波形衬管，将波形衬管两端波浪形焊接在两个钢管柱内侧，钢管柱接口处与波形衬管外侧焊接在一起。
2.根据权利要求1所述的震动荷载情况下大型钢管柱对接连接装置，其特征在于，波形衬管厚度为钢管柱厚度t或t+2mm,管内波形衬管两端波峰宽度尺寸为600-900mm、两端波底宽度尺寸为300——600mm，波峰、波底半径均为50——100mm，形成一道高低差100——200mm波浪线。
3.根据权利要求1所述的震动荷载情况下大型钢管柱对接连接装置，其特征在于，本发明连接方法按以下步骤进行: A:钢管柱制作时按设计要求分段下料、管口打磨、留好管口对接接口缝隙后，在制作现场或施工现场地面将钢管柱主体对接组装，接口位置临时定位点焊，定位焊缝厚度> 3mm、长度> 40mm、间距300?600mm ； B:钢管柱对接就位、各项尺寸校核无误后，即可以将管内波形衬管安装就位，管内波形衬管安装就位采用临时定位点焊，定位焊缝厚度> 3mm、长度> 40mm、间距300?600mm ； C:钢管柱组装完成后，首先进行外部接口位置对接焊接，外部接口位置对接焊缝焊接质量检查合格后再进行管内波形衬管内与主管波形焊接施工，焊接施工过程中，临时定位点焊焊缝必须采用砂轮机磨除。
【文档编号】B23K31/02GK103801846SQ201410082561
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年3月9日 优先权日:2014年3月9日
【发明者】赵永杰, 刘和平 申请人:湖南金海钢结构股份有限公司