一种新型管-法兰连接组装方法及工装

【摘要】：通过设计一种新型的组装胎架，并制定好组装顺序，很好的解决了一种新型管-法兰连接制作过程中的主管定位问题、尺寸偏差问题、角度偏差问题和法兰盘上的孔位定位问题。

【关键字】：胎架、法兰、放样、基准线、定位线

中图分类号： U671 文献标识码： A 文章编号：

管-法兰结构是在钢管两端安装法兰，通过法兰面紧贴来连接相邻构件的一种结构形式。在现代的钢结构建筑中该种结构形式越来越多的得到应用，它能大大减少现场安装过程中的焊接量，加快现场的安装进度。现介绍一种新型管-法兰结构形式的工厂组装方法。

一、结构形式

管-法兰结构是在一根异形的圆管类构件两端安装法兰，即需控制好法兰与圆管轴线的垂直度，又要控制好法兰面上螺栓孔的相对位置，以保证现场安装时法兰面与面之间能贴紧且螺栓孔穿孔率达到设计要求。该种结构形式如下图所示：

新型管-法兰结构示意图

二、组装原理

新型管-法兰结构组装时分为两步，第一步：结构主体组装；第二步：法兰组装。

1、结构主体组装原理

结构主体是由两段圆管通过相贯面组装焊接而成，组装时为保证两段圆管之间的角度符合要求，且圆管的轴线在同一水平面上。需先在圆管上进行划线（组装定位线），组装时以定位线为基准进行定位（两段钢管的定位线能在相贯面处相交），同时需在地面按1:1放出大样线，控制好两段钢管相交处的间隙，以保证圆管整体尺寸符合图纸要求。

2、法兰组装原理

法兰组装时应保证法兰面与圆管轴线垂直，且要保证法兰面上螺栓孔的相对位置，所以组装前需在法兰端面上根据图纸定出定位线，与钢管上的定位线相对应，作为法兰组装时的定位基准线（该定位线与圆管上的定位线相对应）。同时还需在钢管端部位置划出一条垂直于钢管轴线的定位线用以控制法兰在钢管端部的进出深度，该定位线距离端部的位置为法兰厚度的一半。

三、组装

1、划线

在两段圆管未组装前需先进行划线，划线在专用的工装胎架上进行，划线时钢管摆放状态如下图所示：

（1）放样及钢管定位

根据构件的结构形式在地面上按1:1放样完成后应进行检查，放样和检查所用的卷尺测量长度时，为保证测量的准确性应用5KG的拉磅进行。然后根据地样线布置胎架（布置滚轮胎架时除保证滚轮胎架中心位于钢管轴线上以外，还需保证滚轮胎架的高度处于同一水平面上。直线胎架间的间距为6m），并在相贯面一侧设置靠山（直线胎架与靠山的倾斜角度为60°）。

然后将切割好的两段钢管吊上胎架定位，定位时利用滚轮胎架旋转钢管，使相贯面一侧和靠山贴紧，保证相贯面与地面垂直。且主管轴线与地面中心线偏差不大于3mm。

（2）划线

在圆管端面处吊线，同时在端面的水平方向上放置一把直尺，当吊线与直尺的交点与左右两端的距离相同时确定O点，其下方相对应的为P点，并打上样冲眼。一侧完成后在另一侧采用相同的方法确定O'点和P'点。然后连接O点和O'点、P点和P'点，这两条线就是钢管主体组装的定位基准线，同时也是法兰组装定位基准线。法兰面定位线的确定采用相同的方法。

在钢管的端部位置划出一条垂直于轴线的法兰定位线，该线与端部的距离为法兰厚度的一半，用以控制法兰进出钢管的深度。

2、组装

（1）结构主体组装

根据构件结构放出主管轴线，然后放出主管端部定位线及法兰定位线，放样线检验合格后布置滚轮胎架。放样和检查所用的卷尺测量长度时，为保证测量的准确性应用5KG的拉磅进行。

将两段钢管吊上组装胎架，以地面上的端部位置线调整钢管前后位置，利用滚轮胎架旋转钢管使其相贯面垂直于地面，两段钢管的定位线相交后进行定位焊接，同时保证主管轴线与地面中心线偏差不大于3mm。检验尺寸合格后进行环缝焊接。

（2）法兰组装

根据图纸提供的法兰螺栓孔位置，预先在法兰定位挡板上钻出法兰定位孔（采用摇臂钻划线钻孔），定位孔个数宜为一侧三个及以上。同时将环缝焊接完成并检验合格后的主管吊上胎架，调整好主管端部位置（根据地面端部位置线定位）及轴线位置（主管上的定位线处于钢管顶部最高位置处时主管轴线处于同一水平面内）。

把法兰装与主管上，初步调整法兰位置，使法兰上的定位线与主管上的定位线对应相交；根据主管端部法兰定位线调整法兰进出主管的深度。将定位挡板布置在主管端部，定位板垂直于地面，且定位板内侧与地面法兰定位线对齐。

法兰组装示意图

第一步：法兰定位挡板钻孔 第二步：主管定位

第三步：套上法兰，初步调整法兰位置 第四步：将定位挡板布置在主管端部

第五步：用螺栓将法兰和挡板上对应的孔连接并拧紧螺栓。 第六步：组装偏差检查及定位焊

法兰定位时，需要保证法兰与管端定位线重合外，还需调整法兰与主管之间的间隙，保证左右对称。如主管的管口椭圆度为5.0mm,则法兰与钢管的间隙则左右两侧应调整至每边2.5mm。

（3）加劲板组装

法兰组装完成后进行环缝的焊接，由于法兰本身有一个反变形，所以在其环缝焊接时可先焊外部的环缝再进行内部角焊缝，使其焊接收缩变形和预先做好的反变形抵消，等焊缝焊接完成后再进行法兰加劲肋的装焊。

【参考文献】：

[1].《钢结构设计规范》(GB50017-2003)

[2].《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)

[3].《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002)

[4].《钢结构焊接规程》（GB50661-2011）

[5].《钢结构工程施工规范》（GB50755-2012）

[6].《塔桅钢结构工程施工质量验收规程》（CECS80:2006）

[7].《钢结构制造技术规程》（中国钢结构协会2012年版）

【作者简介】：

1、陈亚春（1984-10）：2008年毕业于绍兴文理学院，现在浙江东南网架股份有限公司设计院工艺所任工艺员。主要负责大型及重点、难点项目的工艺制作及辅助设计院图纸深化工作。