[发明专利]一种用环口套管加固钢管桁架相贯节点的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用环口套管加固钢管桁架相贯节点的方法，特别涉及一种适用于服役期内焊接管桁架结构的节点加固和修复补强，以及计划建设管桁架结构的加强型节点的加工，属于建筑工程技术领域。

背景技术

目前，焊接相贯管节点由于其优美的造型及优越的性能已经广泛应用于海洋平台结构、桥梁结构及体育馆等大型结构工程中。对于典型的桁架相贯节点，其支管一般承受轴向力、弯矩及组合力作用，因此桁架节点相贯处的主管则承受支管传来的径向荷载、弯矩荷载及其组合荷载，由于节点主管的径向刚度远远小于支管的轴向刚度，再加上焊趾部位存在较大的应力集中及复杂的残余应力，因此在桁架节点相贯部位的主管是破坏最易出现的位置。为了遵循“强节点弱杆件”的基本原则，一般需要对桁架节点的主支管相贯部位进行加固，来改善管节点的抗震性能和提高其静力性能。目前，对于管节点常用的加固方法有：内置加劲环加固、内置插板加固、局部加厚加固、垫板加固、环口板加固及外加劲肋板加固等。

上述方法大致可分为内置加固法和外置加固法，内置加固法施工比较困难，并且对主管有切口或者焊缝损伤；外置加固法尽管施工比较简单，但是影响结构的美观甚至影响结构的使用空间；对于垫板加固法只能在节点制作初期进行焊接，不适用于结构节点后期的加固及维护；对于环口板加固尽管施工较简单、也不影响结构美观，但是对于由于节点主管径向刚度较弱发生破坏的加强效果不是很明显，同时由于环口板的加固面积较小，不能兼顾对主管侧壁的加强。

发明内容

本发明的目的是提供一种用环口套管加固钢管桁架相贯节点的方法，该加固方法可有效提高管节点静力性能及改善节点的抗震和抗疲劳性能，进而保证管桁架结构具有更高的承载能力、更好的抗震性能和更长久的使用寿命。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案为：一种用于加固钢管桁架相贯节点的环口套管，其包括两个半圆形的环口套管，且每个环口套管的一条直线边中部开设有与被加固节点主管和被加固节点支管相贯处相吻合的孔口，且两个孔口对接成一个圆孔；所述被加固节点支管焊接在被加固节点主管上，并形成T型管节点；所述两个环口套管分别对卡在被加固节点主管上，且两个环口套管的孔口分别对卡在被加固节点支管上；所述两个环口套管对接在一起形成一条上表面对接焊缝和一条下表面对接焊缝，两个孔口与被加固节点支管表面焊接形成一个环绕焊缝，且两个环口套管套接在被加固节点主管上形成两条侧焊缝。

一种用环口套管加固钢管桁架相贯节点的方法，包括以下步骤：

A、首先加工环口套管：将一段圆钢管从中间沿轴线方向等分切开，形成两个半圆形套管，然后在每个半圆形套管的一条直线边中部开设一个与被加固节点主管和被加固节点支管相贯处相吻合的孔口，所述孔口的半径比被加固节点支管的外圆半径大1～2倍；所述被加工的圆钢管其内径与被加固节点主管的外径相同，且环口套管的长度是支管直径的2～3倍；

B、用砂纸或者电动铁刷打磨被加固节点主管表面的加固区域，确保其表面没有明显的浮锈；

C、将两个加工好的环口套管分别对卡在被加固节点主管上，且两个环口套管的孔口分别对卡在被加固节点支管的周围；

D、然后用点焊将环口套管的圆弧边与被加固节点主管表面进行初步焊接；

E、通过侧焊缝连接形式将环口套管的半圆弧边与被加固节点主管表面焊接在一起,并形成两条侧焊缝；

F、通过环绕焊缝连接形式将被加固节点主管和被加固节点支管表面与环口套管的孔口部位焊接在一起，并形成环绕焊缝；

G、通过对接焊缝形式将两环口套管上部相邻直线边和下部相邻直线边分别焊接在一起，并分别形成一条上表面对接焊缝和下表面对接焊缝；

H、以上步骤均完成后，采用超声波金属探测仪对所有焊缝进行探测；

I、最后，将环口套管、环绕焊缝、侧焊缝、上、下表面对接焊缝及被加固节点主、支管的表面均喷涂油漆。

所述环口套管管材的屈服强度大于或等于被加固节点主管管材的屈服强度。

所述环绕焊缝采用熔透焊，所述环口套管与被加固节点主管之间的连接仅需焊接被加固节点主管表面的上、下表面对接焊缝及侧焊缝。

所述环口套管的管材厚度大于等于被加固节点主管的管材厚度。

所述环口套管的孔口与被加固节点支管表面之间的间距为被加固节点支管壁厚的1～2倍；且两个环口套管彼此相邻的上下直线边之间的间距为被加固节点主管壁厚的1～2倍。