钢结构无站台柱雨棚中铸钢件施工技术控制

分类：机械论文发表 时间：2021-04-30 11:26 关注：(1)

　　摘 要：随着我国铁路建设的跨越式发展，越来越多造型新颖、结构复杂的火车站无站台柱雨棚不断涌现。为解决无站台柱雨棚空间结构不断发展、结构跨度越来越大、造型越来越复杂等难题，铸钢件被越来越被广泛地运用。

　　关键词：钢结构;铸钢件;无柱雨棚;施工技术

　　1、概况

　　上海南站雨棚与宜昌东站铸钢节点均为空间九向节点，即铸钢件作为空间九根杆件受力交汇点，对力进行汇集、传承，达到整体结构受力安全稳定。不同的是上海南站雨棚铸钢节点与空间杆件连接为铰接加焊接，宜昌东站为九管相贯节点。(见图1、图2所示)

　　为了满足铸钢件与柱斜撑的焊接性能要求，铸钢件的材质牌号选定为GS-20Mn5(参照德国标准DIN17182-1992)，其化学成分与力学性能见表1、表2。

　　由于理论分析中无法考虑铸钢件制作过程中的各种缺陷，为了确保钢结构的整体安全，准确了解铸钢节点的承载性能和在设计载荷下的应力分布及大小，在铸钢件批量生产之前，委托同济大学土木工程国家重点实验室进行了该铸钢节点的足尺试验。试验表明，在设计载荷下，节点没有出现永久变形或破坏，即节点是安全的。

　　2、铸钢节点运用工艺流程图

　　3、铸钢件制作控制要点

　　3.1模型制作

　　模型的设计与制造是节点制作的关键步骤。上述工程模型制作采用木模型，木模型用传统方法制作、检测。模型制作中注意相贯曲面处应圆滑过渡，避免锐角。

　　3.2冶炼及浇筑

　　冶炼方法可采用电弧炉或中频炉。

　　铸造厂家根据设计院提供的数据和图纸要求可以自定铸造工艺，但该工艺要通过计算机凝固模拟计算。构件浇筑前必须对钢水成份进行炉前快速分析。如成份合格即可浇注，否则须调整钢水成份，待成份合格后方可浇注。同时要保证适当的浇注温度，用快速测温仪保障浇注温度。浇注时要保证快速充型，在钢水升入冒口以后放缓浇注速度，并注意点浇冒口。浇注后冒口表面放足够的覆盖剂。

　　浇注时必须浇注同炉试棒两组。

　　3.3热处理

　　热处理是通过加热、保温和冷却的方法，来改变钢的内部组织结构，从而改善钢性能的一种工艺。所以温度和时间是影响热处理过程的主要因素。铸钢件的加热速度取决于钢的化学成分、铸件的断面大小以及铸件的形状。一般合金钢铸件的加热速度比碳钢铸件要低些。铸件断面越大，形状复杂、断面厚薄相差较大时，加热速度要缓慢些。保温时间取决于铸件的壁厚或炉子的堆料情况。

　　上述无站台柱雨棚铸钢节点试验件执行德国标准DIN17182-1992。铸钢件正火后铸件内残余应力较大，所以采用正火加回火的热处理工艺以使铸钢件达到细化组织、软化铸态组织、消除铸钢件内应力，最终使铸件各项性能指标满足项目要求。

　　4、铸钢件的检测

　　铸钢件的检测流程：○1铸钢件的尺寸检测→○2铸钢件重量公差检测→○3铸钢件表面粗糙度检测→○4铸钢件内在质量检测→○5理化检测→○6静载试验

　　4.1铸钢件尺寸检测：上述无站台柱雨棚铸钢节点试验件生产采用自硬砂，由于其为小批量生产，铸钢件尺寸公差应取CT13。铸钢尺寸偏差符合GB6414-1986标准中相应等级要求。

　　4.2铸钢件重量公差检测：重量验收执行GB/T11351-89。

　　4.3铸钢件表面粗糙度检测：铸钢件表面粗糙度检测用比较样块，比较样块按GB6060.1-1997执行。非加工表面粗糙度应达到GB6060.1-1997标准规定，允许打磨、喷砂或抛丸处理。

　　4.4铸钢件内在质量检测:铸钢件内部不允许有影响使用性能的裂纹、冷隔、缩松等缺陷存在，必要时探伤检查。铸钢件节点根部按GB7233-87标准进行超声波检测，质量等级为Ⅱ级。

　　4.5理化检测：○1铸钢件按熔炼炉次进行化学成份分析，化学成份应符合规定要求。化学分析用式样应在随炉单独铸出的

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