多管相贯节点的制作方法 【技术领域】
本发明涉及建筑施工领域， 特别是涉及一种多管相贯节点的制作方法。背景技术 钢结构工程中， 经常用到相贯节点， 相贯节点是由多根杆件汇交形成的三维空间 结构。相交的多个杆件中， 壁厚较厚、 刚度较大的主杆件贯通， 其余次杆件通过相贯线加工 后， 直接焊于主杆件外表面上。由于其外观简洁明快、 无需增加节点构件 ( 如焊接球、 螺栓 球等 )， 具有成本低、 节点构造合理的特点， 成为目前钢结构工程中较为理想的节点形式。 已 在国内的多项钢结构工程中得到成功运用， 如， 广州体育馆、 首都机场新航站楼、 深圳机场 航站楼、 成都双流机场新航站楼、 上海科技城、 广州新白云机场航站楼等。
现有的相贯节点中有一种多分支的多管相贯节点， 这种相贯节点分支较多， 且均 为空间定位， 其应力分布较为复杂， 现有的制作工艺无法保证这种多管相贯节点各分支的 精确定位组装， 进而也无法保证制成的多管相贯节点的承载力， 因此现有针对多管相贯节
点的应用工程多采用铸钢节点替代 ； 而铸钢节点不但增加了成本投入， 不能体现原设计节 点形式 ( 多管相贯节点 ) 的经济性 ； 且大型复杂铸钢节点的铸造质量难以保证。复杂铸钢 节点材质难以保证均匀， 易产生微观缺陷 ； 铸钢节点的材质往往与待连接杆件的材质不同， 在现场施工条件较差的情况下， 增加了焊接质量风险。因此， 如何制备精度高、 承载力达标 的多管相贯节点是钢结构工程中急需解决的问题。 发明内容 基于上述现有技术所存在的问题， 本发明实施例提供一种多管相贯节点的制作方 法， 在保证制作的多管相贯节点的承载力的情况下， 提高多管相贯节点的制作效率和制作 精度。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的 ：
本发明实施例提供一种多管相贯节点的制作方法， 包括 ：
采用组装胎架作为制作平台， 所述组装胎架的底面上设有与所制作的多管相贯节 点外形投影相一致的轮廓线 ；
将构成多管相贯节点的主管设置在组装胎架上， 使所述主管的外边线与所述轮廓 线中主管的外形轮廓线相吻合来对所述主管进行定位， 定位后将所述主管临时固定在组装 胎架上 ；
将各次管依次定位至所述主管上的各次管安装位置， 将定位后的各次管临时固定 在所述主管上 ；
对临时固定后的所述各次管的位置进行检测， 若符合所制作多管相贯节点的各次 管的设计位置， 则将所述各次管固定焊接在所述主管上 ；
将所述主管与各次管之间的连接部件焊接固定在所述主管与各次管之间的安装 位置， 即制得多管相贯节点。
所述组装胎架的底面上设有与所制作的多管相贯节点外形投影相一致的轮廓线包括 ： 根据所制作多管相贯节点的设计尺寸在组装胎架的底面上绘制与所制作的多管 相贯节点外形投影相一致的轮廓线。
所述与所制作的多管相贯节点外形投影相一致的轮廓线包括 ：
主管的外形轮廓线、 各水平设置的次管的外形轮廓线和各水平设置的次管与主管 之间连接部件的定位基准线。
所述将各次管依次定位至所述主管上的各次管安装位置， 将定位后的各次管临时 固定在所述主管上包括 ：
先将水平设置的次管定位至所述主管的水平设置的次管安装位置上， 将定位后的 所述水平设置的次管临时固定在所述主管上 ；
所述水平设置的次管临时固定后， 再将垂直设置的次管定位至所述主管的垂直设 置的次管安装位置上， 将定位后的所述垂直设置的次管临时固定在所述主管上 ；
所述垂直设置的次管临时固定后， 再将斜向设置的次管定位至所述主管的斜向设 置的次管安装位置上， 将定位后的所述斜向设置的次管临时固定在所述主管上。
所述先将水平设置的次管定位至所述主管的水平设置的次管安装位置上， 将定位 后的所述水平设置的次管临时固定在所述主管上具体包括 ：
将水平设置的次管的安装端对应至所述主管的水平设置的次管安装位置， 并使所 述水平设置的次管与组装胎架的底面上的轮廓线中的次管的外形轮廓线相吻合来对水平 设置的次管进行定位， 通过点焊将定位后的水平设置的次管临时固定在所述主管上。
所述将定位后的垂直设置的次管临时固定在所述主管上是采用点焊将垂直设置 的次管临时固定在所述主管上 ； 所述将定位后的斜向设置的次管临时固定在所述主管上是 采用点焊将斜向设置的次管临时固定在所述主管上。
所述定位后将所述主管临时固定在组装胎架上为 ： 通过点焊将所述主管固定在所 述组装胎架的支撑架上。
所述对临时固定后的所述各次管的位置进行检测， 若符合所制作多管相贯节点的 各次管的设计位置， 则将所述各次管固定焊接在所述主管上的步骤进一步包括 ：
若不符合所制作多管相贯节点的次管的设计位置， 则对临时固定的各次管的位置 进行调整， 使所述各次管的位置符合所制作多管相贯节点的次管的设计位置， 之后再将所 述各次管固定焊接在所述主管上。
所述对临时固定后的所述各次管的位置进行检测包括 ：
通过全站仪对临时固定后的所述各次管的各控制点进行检测， 来确定所述各次管 的位置是否符合所制作多管相贯节点的各次管的设计位置。
通过上述本发明实施例提供的技术方案中可以看出， 本发明实施例中通过采用组 装胎架作为制作平台， 并在组装胎架的底面上设有与所制作的多管相贯节点外形投影相一 致的轮廓线， 使得后续组装所制作的多管相贯节点的主管与各次管时， 可
以以组装胎架底面上的轮廓线为参考线对主管与各次管进行定位， 保证了主管与 次管定位的准确性， 并且， 在各次管定位后临时固定在主管上后通过检测进一步保证了各 次管的安装位置符合设计位置， 保证了通过该方法制作的多管相贯节点各分支的次管的安
装精度， 进而也保证了制得的多管相贯节点的承载力。 附图说明
图 1 为本发明实施例提供的制作方法的流程图 ； 图 2 为本发明实施例提供的多管相贯节点的结构示意图 ； 图 3 为本发明实施例提供的制作图 2 所示的多管相贯节点的具体流程图 ； 图 4 ～图 10 为本发明实施例提供的制作多管相贯节点的方法流程示意图。具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例
本实施例提供一种多管相贯节点的制作方法， 该制作方法可制作精度、 承载力均 达到要求的多管相贯节点， 解决现有技术无法保证制作的多管相贯节点的精度和承载力， 而在钢结构工程中用铸钢节点替代多管相贯节点， 导致成本高、 工程质量低的问题 ； 如图 1 所示， 该多管相贯节点的制作方法包括下述步骤 ： 步骤 1， 采用组装胎架作为制作平台， 所述组装胎架的底面上设有与所制作的多管 相贯节点外形投影相一致的轮廓线 ；
上述步骤 1 中， 在组装胎架的底面上设有与所制作的多管相贯节点外形投影相一 致的轮廓线是根据所制作多管相贯节点的设计尺寸在组装胎架的底面上绘制与所制作的 多管相贯节点外形投影相一致的轮廓线， 所述的轮廓线包括 ： 主管的外形轮廓线、 各水平设 置的次管的外形轮廓线和各水平设置的次管与主管之间连接部件的定位基准线。
步骤 2， 将构成多管相贯节点的主管设置在组装胎架上， 使所述主管的外边线与所 述轮廓线中主管的外形轮廓线相吻合来对所述主管进行定位， 定位后将所述主管通过点焊 临时固定在组装胎架上 ；
步骤 3， 将各次管依次定位至所述主管上的各次管安装位置， 将定位后的各次管临 时固定在所述主管上 ；
上述步骤 3 具体包括 ：
先将水平设置的次管定位至所述主管的水平设置的次管安装位置上， 将定位后的 所述水平设置的次管通过点焊临时固定在所述主管上 ；
在水平设置的次管临时固定后， 再将垂直设置的次管定位至所述主管的垂直设置 的次管安装位置上， 将定位后的所述垂直设置的次管通过点焊临时固定在所述主管上 ；
在垂直设置的次管临时固定后， 再将斜向设置的次管定位至所述主管的斜向设置 的次管安装位置上， 将定位后的所述斜向设置的次管通过点焊临时固定在所述主管上。
上述先将水平设置的次管定位至所述主管的水平设置的次管安装位置上， 将定位 后的所述水平设置的次管通过点焊临时固定在所述主管上的步骤， 具体是将水平设置的次 管的安装端对应至所述主管的水平设置的次管安装位置， 并使所述水平设置的次管与组装 胎架的底面上的轮廓线中的次管的外形轮廓线相吻合来对水平设置的次管进行定位， 通过 点焊将定位后的水平设置的次管临时固定在所述主管上。
步骤 4， 对临时固定后的所述各次管的位置进行检测， 是否符合各次管的设计位
置？若是， 则进行步骤 41， 若否则进行步骤 42 ；
步骤 41， 若符合所制作多管相贯节点的各次管的设计位置， 则将所述各次管固定 焊接在所述主管上 ；
步骤 42， 若不符合所制作多管相贯节点的次管的设计位置， 则对临时固定的各次 管的位置进行调整， 使所述各次管的位置符合所制作多管相贯节点的次管的设计位置， 之 后再将所述各次管固定焊接在所述主管上。
上述步骤 4 中， 对临时固定后的所述各次管的位置进行检测可通过全站仪对临时 固定后的所述各次管的各控制点进行检测， 来确定所述各次管的位置是否符合所制作多管 相贯节点的各次管的设计位置。
步骤 5， 将所述主管与各次管之间的连接部件焊接固定在所述主管与各次管之间 的安装位置， 即制得多管相贯节点。
步骤 5 还可以进一步包括 ：
对所安装的连接部件的安装位置进行检测的步骤， 通过全站仪对连接部件的安装 位置进行检测， 若连接部件的安装位置符合设计位置， 则进行焊接固定 ； 若不符合则将连接 部件调整至与设计位置相符合后， 进行焊接固定。 本实施例的制作方法， 通过采用组装胎架作为制作平台， 并在组装胎架的底面上 设有与所制作的多管相贯节点外形投影相一致的轮廓线， 使得后续组装所制作的多管相贯 节点的主管与各次管时， 可以以组装胎架底面上的轮廓线为参考线对主管与各次管进行定 位， 保证了主管与次管定位的准确性， 并且， 在各次管定位后临时固定在主管上后通过检测 进一步保证了各次管的安装位置符合设计位置， 保证了通过该方法制作的多管相贯节点各 分支的次管的安装精度， 进而也保证了制得的多管相贯节点的承载力。
下面以制作图 2 所示的多管相贯节点为例， 对上述制作方法作进一步说明 ：
图 2 所示的多管相贯节点为工程中使用的上弦杆节点， 该上弦杆节点分别由桁架 上弦杆 21( 多管相贯节点的主管 )、 横桁架牛腿 22、 直腹杆牛腿 23、 斜腹杆牛腿 24、 拉接板 25、 加劲板 26 等组成。上弦杆分段制作时， 其曲形弦杆预先采用冷弯或中频弯管工艺方法 进行加工， 检查合格后在整体组装胎架上进行中精调校合拢装焊， 从而完成多节点的上弦 杆独立分段制作。
制备该上弦杆节点 ( 多管相贯节点 ) 的流程如图 3 所示， 具体为 ：
根据大型多管复杂相贯节点的设计坐标， 在绘图软件平台上进行三维坐标转换， 得出构件各零部件和临时支撑体系在拼装平台的实际坐标， 作为后续构件组装定位的控制 依据 ；
首先在胎架平面上划出主桁架分段的外形轮廓线及各零部件的定位基准线， 然后 根据地面线型的位置进行整体组装胎架的制作， 必须保证制作后的组装胎架的上口水平度 为 ±1mm， 将加工合格后的上弦杆吊上整体组装胎架进行定位， 分别将管切合格后的横桁架 牛腿、 直腹杆牛腿、 分别吊上整体组装胎架进行定位， 定位时对地面安装位置线， 焊接合格 后进行斜腹杆牛腿的装焊， 最终使制作的构件符合设计要求 ；
如图 4 ～图 10 所示， 制备的过程具体包括下述步骤 ：
(1) 在组装胎架的底面上划出主桁架分段的外形轮廓线及各零部件的定位基准线 32， 然后根据底面线型的位置进行整体组装胎架 31 的制作， 要保证组装胎架制作后其上口
的水平度为 ±1mm， 且不得有明显晃动状， 胎架必须经验收合格后方可使用， 组装胎架的结 构可参见如图 4 所示的组装胎架示意图 ；
(2) 将加工合格后的上弦杆 21( 多管相贯节点的主管 ) 吊上整体组装胎架 31 进行 定位， 定位时将上弦杆 21 外边线对齐组装胎架 31 的底面的上弦杆的外形轮廓线 32， 同时控 制上弦杆 21 端部与底面轮廓线位置的吻合度以及水平高度， 定位正确后将上弦杆 21 与胎 架 31 点焊牢固， 具体可参见图 5 的上弦杆的安装与定位示意图 ；
(3) 桁架上弦杆 21 定位合格后， 将管切合格后的横桁架牛腿 22( 多管相贯节点的 水平设置的次管 ) 分别吊上整体组装胎架 31 进行定位， 定位时将横桁架牛腿 22 与底面的 安装位置线 32 相吻合， 另外， 严格控制横桁架牛腿 22 端部的水平高度以及与地面控制点的 吻合度， 定位合格后将横桁架牛腿 22 与桁架上弦杆 21 间点焊牢固， 具体可参见图 6 的横桁 架牛腿的安装与定位示意图 ；
(4) 各横桁架牛腿 22 定位合格后进行自检互检， 确认正确后进行验收， 合格后即 可进行焊接， 焊后进行探伤 ；
(5) 然后进行直腹杆牛腿 23( 多管相贯节点的垂直设置的次管 ) 的定位， 由于此位 置直腹杆牛腿 23 正好垂直于水平设置的底面， 定位时需严格控制直腹杆牛腿 23 与水平设 置的底面的垂直度， 同时控制直腹杆牛腿 23 顶部的高度 A， 另外， 还需注意与主弦杆 21 及横 桁架牛腿 22 间的焊缝间隙， 定位正确后与主弦杆 21 及直腹杆牛腿 23 点焊牢固， 具体可参 见图 7 的直腹杆牛腿的安装与定位示意图 ； (6) 进行验收合格后进行焊接， 焊后进行探伤 ；
(7) 直腹杆牛腿装 23 焊合格后进行斜腹杆牛腿 24( 多管相贯节点的斜向设置的次 管 ) 的装焊， 斜腹杆牛腿定位与横桁架牛腿 22 的定位要求相似， 同时注意根部与主弦杆 21 及各牛腿间的焊缝间隙， 定位后进行验收， 合格后进行焊接， 焊后进行探伤， 具体可参见图 8 的斜腹杆牛腿的安装与定位示意图 ；
(8) 复核组装胎架 31 的水平度， 在整体组装胎架 31 上进行测量上弦杆及各牛腿的 各控制点尺寸， 检测时采用地样法与全站仪相结合的方法进行， 以确保各牛腿的安装精度 满足现场的吊装要求 ；
(9) 检测合格后进行各拉接板 25 及加劲板 26( 即多管相贯节点的主管与各次管 之间的连接部件 ) 的定位， 拉接板 25 定位时， 控制拉接板 25 上的拉接孔的圆心点定对地面 的基准线 32 的定位点， 同时采用全站仪进行检测， 另外还需注意与主弦杆 21 及各牛腿间的 焊缝间隙 ； 加劲板 26 安装时注意与主弦杆 21 及拉接板 25 间的垂直度及密贴即可， 定位正 确后分别将其与主弦杆 21 点焊牢固， 具体可参见图 9 的拉接板及加劲板的安装与定位示意 图；
(10) 各拉接板 25 及加劲板 26 定位后进行自检、 互检， 确认正确后进行验收， 验收 时也采用地样法及全站仪相结合的方法进行， 确保拉接板的安装精度 ；
(11) 经验收合格后即可进行焊接， 焊后进行探伤 ；
(12) 将多个节点的上弦杆 21 分段重新吊上整体组装胎架 31 进行定位， 要重新校 核胎架 31 的水平度， 而后在整体组装胎架 31 上进行完整性验收， 即对各牛腿及拉接板控制 点的尺寸进行全面检测 ； 最后划出端部余量线并切割， 制得分段的上弦杆节点即为多管相 贯节点， 制作后的上弦杆分段轴测图如图 10 所示。
综上所述， 通过本发明实施例可制作各次管定位精度准确， 保证承载力的多管相 贯节点， 可屏弃采用铸钢节点替代多管相贯节点的做法， 直接采用多管相贯节点， 降低成本 且保证了节点的质量 ； 填补了国内多管相贯节点制作的空白， 使得复杂多管相贯节点的制 作具有了良好的可操作性， 实现制作的高效性 ； 采用计算机三维坐标转换获取相贯节点任 意点的空间坐标， 以此作为后续各支管组装的控制指标， 通过绘制地样线辅以经纬仪测控， 高精度地实现了复杂多分支相贯节点的制作 ； 对于大型复杂多管相贯节点， 宜以保证节点 的承载力为上。 为此对于存在搭接的次管， 先定位并焊接被搭接次管， 而后组装并焊接其余 次管， 以此保证节点的整体承载力要求 ； 本多管相贯节点的加工方法可有力保证加工制作 质量， 稳定性好。
以上所述， 仅为本发明较佳的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此， 本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范 围为准。