异型钢结构铸钢节点设计与浇铸
异型钢结构铸钢节点设计与浇铸
摘要:本文以上海市普陀区金沙江路真北路人行天桥新建工程钢结构铸钢节点为实例,介绍了铸钢节点的深化设计和制作工艺,确保铸钢节点的精度、铸造质量满足设计和规范要求,值得类似工程推广应用
关键字:钢结构;桁架体系;铸钢节点;热处理
一、工程概况
上海市普陀区金沙江路真北路人人行天桥主桥为钢结构空间管格构桁架体系,内外侧面为不规则双向倾斜,空间桁架多节点交汇,杆件有相贯连接,焊接连接,高强螺栓连接多种形式。构件数量多,空间结构复杂。
本工程的上弦节点为钢管多支交汇节点,为避免多支钢管相贯焊接节点应力太大和焊接的不便,设计上采用了铸钢节点,设计要求铸钢件的材质性能应等于或优于Q420Qd,铸钢节点壁厚不小于40mm,铸钢杆件最小长度不小于1米。
在建筑钢结构铸钢节点的深化设计、模型制造、铸造及质检等过程中,将严格控制每一生产过程,确保提供高品质的铸钢节点。
铸钢节点的生产是集计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测量(CAM)及先进的铸造工艺和技术为一体的高科技产品。本公司将选择具有综合科技优势的专业生产单位,确保铸钢节点高品质。
二、深化设计
充分发挥在铸造领域中的技术优势,结合近年来铸钢节点深化设计的实际经验,运用计算机辅助设计(CAD),在钢结构铸钢节点的深化设计中,在体现建筑师的设计思想、符合结构设计的要求的前提下,满足铸造生产,确保铸钢节点高品质。
三、铸造生产
3.1 模型制作
模型的设计与制造是铸钢节点制作的关键步骤。铸造中常用的模型制作方法有:木模型、蜡模型、金属模、消失模、3D塑料模等。其中,蜡模型只适用于小件生产,金属型适用于大批量生产。根据项目的特点,选择适用于本项目铸钢节点的模型制作。
3.2 铸造工艺
铸造工艺是获得良好铸钢节点制作的重要环节之一,根据铸钢节点结构的特殊性,借助模拟凝固软件,制定合理的铸造工艺是铸件能否成功的关键因素。
1、涂料:涂料是为了增加型砂抵抗金属液的冲刷和侵蚀作用,防止铸件表面产生机械或化学粘砂获得表面光洁的铸件。本铸件采用醇基涂料,这种涂料具有良好的透气性、强度高、干燥速度快等特点。涂料层需>2毫米。
2、浇冒口系统:在铸造生产中,浇冒口系统是影响铸件质量的重要因素之一。根据铸钢节点铸件的特点,我们制定浇冒口系统的基本原则如下并用模拟凝固软件模拟加以验证:确保进入型腔的钢液平稳、没有涡流现象;选择合理浇冒口位置,以利于铸件顺序凝固;浇冒口系统不应在铸件上引起热应力;保证在浇注过程中,金属液在铸型内有合适的上升速度;浇冒口系统的结构应具排气、挡渣能力。