復雜空間鋼網格體系焊接工藝評定試驗

羅斯，張凌城，韋鵬，何俊霆，文宇豪，汪鵬，高翔

（中冶城市投資控股有限公司，廣州 510000）

1 工程概況

金灣航空城市民藝術中心含大劇院、多功能廳、藝術館、科普館4 個單體，鋼結構工程主要包含3 部分：各單體勁性鋼骨、大劇院主舞臺頂/觀眾廳頂鋼平臺梁和造型屋蓋及其支撐結構體系。鋼結構屋蓋造型獨特，結構復雜平面呈蝴蝶形狀，外殼結構采用單層鋼網格結構體系，支承于主體塔樓屋頂和裙樓混凝土托梁上，最大懸挑約15 m，最大跨度約65 m，總長度約260 m。屋蓋按單體劃分A、B、C、D 共4 個大區，28 個片區，由21 根樹形柱、12 根幕墻柱、31 根屋面支撐組成支撐體系，上部布置空間環形主梁，鋼網格為矩形管次梁，如圖1 所示。本工程屋蓋體系結構復雜，焊接位置、節點形式多，尤其是現場安裝施焊難度非常大。本文主要討論安裝階段的焊接工藝評定試驗。

圖1 屋蓋鋼網格體系示意圖

2 試件材料和設備

2.1 試件選取

由表1 屋蓋鋼網格體系概況可知，鋼材材質有Q355B、Q420C 兩種，構件板厚類型多，范圍20～60 mm，截面形式主要為圓形、矩形，其中，鋼網格次梁主要采用了成品矩形管，壁厚范圍8～22 mm，是本工程的主要特點之一。根據GB 50661—2011《鋼結構焊接規范》，結合表1 項目概況，選取試件的材質、板厚/壁厚、管徑以及焊接位置需滿足以下要求[1-2]：

表1 屋蓋鋼網格結構體系概況

1）材質：按照實際使用構件類別，選取試件覆蓋Q355B、Q420C 兩種。

2）板厚：試件板厚需適用工程實際應用構件板厚范圍。根據焊接方法類別，試件板厚選定20 mm、25 mm、35 mm、40 mm 4 種，適用3～80 mm 的厚度范圍。

3）管材外徑：管徑越小，施焊難度越大。……