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一.鑄鋼節點深化設計

充分發揮在鑄造領域中的技術優勢，結合近年來鑄鋼節點深化設計的實際經驗，運用計算機輔助設計（CAD），在鋼結構鑄鋼節點的深化設計中，在體現建筑師的設計思想、符合結構設計的要求的前提下，滿足鑄造生產，確保鑄鋼節點高品質。

二、鑄造生產

2.1 模型制作

模型的設計與制造是鑄鋼節點制作的關鍵步驟。鑄造中常用的模型制作方法有：木模型、蠟模型、金屬模、消失模、3D塑料模等。其中，蠟模型只適用于小件生產，金屬型適用于大批量生產。根據項目的特點，選擇適用于本項目鑄鋼節點的模型制作。

2.2 鑄造工藝

鑄造工藝是獲得良好鑄鋼節點制作的重要環節之一，根據鑄鋼節點結構的特殊性，借助模擬凝固軟件，制定合理的鑄造工藝是鑄件能否成功的關鍵因素。

1、涂料：涂料是為了增加型砂抵抗金屬液的沖刷和侵蝕作用，防止鑄件表面產生機械或化學粘砂獲得表面光潔的鑄件。本鑄件采用醇基涂料，這種涂料具有良好的透氣性、強度高、干燥速度快等特點。涂料層需>2毫米。

2、澆冒口系統：在鑄造生產中，澆冒口系統是影響鑄件質量的重要因素之一。根據鑄鋼節點鑄件的特點，我們制定澆冒口系統的基本原則如下并用模擬凝固軟件模擬加以驗證：確保進入型腔的鋼液平穩、沒有渦流現象；選擇合理澆冒口位置，以利于鑄件順序凝固；澆冒口系統不應在鑄件上引起熱應力；保證在澆注過程中，金屬液在鑄型內有合適的上升速度；澆冒口系統的結構應具排氣、擋渣能力。

2.3 熱處理

熱處理是通過加熱、保溫和冷卻的方法，來改變鋼的內部組織結構，從而改善鋼性能的一種工藝。所以溫度和時間是影響熱處理過程的主要因素。鑄鋼件的加熱速度取決于鋼的化學成分、鑄件的斷面大小以及鑄件的形狀。一般合金鋼鑄件的加熱速度比碳鋼鑄件要低些。鑄件斷面越大，形狀復雜、斷面厚薄相差較大時，加熱速度要緩慢些。保溫時間取決于鑄件的壁厚或爐子的堆料情況。

鑄鋼節點正火后鑄件內殘余應力比較大。所以，采用正火加回火消除鑄鋼件內應力，最終使鑄件各項性能指標滿足項目要求。

鑄件熱處理時應注意以下幾點：

1、 在加熱過程中，當爐溫升到650－700度時，應緩慢升溫，或在此溫度下保溫一段時間。因為，在這個溫度區間，碳鋼發生相變，伴隨有體積變化，產生相變應力，如果快速升溫，容易使鑄件薄壁部分與厚壁部分以及表面層和中心層之間產生溫度差增大，從而使鑄件的熱應力增大，并容易導致鑄件開裂。

2、 為了使鑄件內外溫度一致，并且有足夠的時間使組織完全轉變，厚壁鑄件的保溫時間要比薄壁鑄件長一些。保溫時間一般指鑄件均熱（即鑄件內外溫度或顏色達到一致）后，開始計算。保溫計算方法如下：

（1）、按同爐鑄件最大壁厚計算，每25毫米保溫1小時，適用于壁厚200毫米以內的鑄件。

（2）、按同爐鑄件最大壁厚計算，每50毫米保溫1小時，但不小于2小時，適用于壁厚200毫米以上的鑄件。對于特厚大鑄件，可采用每100毫米件保溫１小時，采用這種計算方法，保溫時間一般不包括均熱時間在內。

（3）、 按堆料高度計算，一般碳鋼鑄件保溫時間按1米高保溫4小時計算。保溫時間定為5小時。

三、質量保證措施

質量控制是保證生產合格鑄件的基本保證，在鑄鋼節點制作過程中，主要的質控方法如下：

3.1化學成份控制

1、為了確保化學成份控制在標準之內，澆注之前，必須對鋼水成份進行爐前快速分析。如成份合格方可澆注，否則須調整鋼水成份，待成份合格后方可澆注。采用直讀光譜儀進行爐前快速分析。

2、為確保具有良好的焊接性能，碳當量應嚴格控制。

3、鑄件冷卻凝固后，在試塊上取樣，再進行一次化學分析，此樣做為最終化學成份結果。

3.2 機械性能控制

鑄件澆注時用同爐鋼水，澆注試樣經隨爐熱處理后、機械加工制成標準試樣，對其進行機械性能試驗。

內在及表面質量控制：鑄件出廠前，需對鑄件進行無損檢測，鑄鋼件不允許有影響使用性能的裂紋、冷隔、縮松等缺陷存在。鑄鋼件按GB7233《鑄鋼件超聲探傷采用磁粉表面探傷及質量評定方法》進行超聲波檢測，質量等級為Ⅱ級；不可超聲波探傷部位采用磁粉表面探傷按GB9444-88標準，3級合格。

尺寸控制：鑄鋼節點在從圖紙向模型和鑄件轉換過程中，每一個步驟都可能產生誤差，造成幾何形狀發生變化。測量是用于檢查模型和鑄件空間位置以及為鋼結構安裝制定基準的必不可少的工序之一。

四、鋼管相貫線節點的加工工藝

天橋主橋的頂面和內外側面采用的是鋼管結構組成的空間桁架結構，鋼管構件之間的連接節點為相貫線焊接節點。主橋內外側面的腹桿采用的都是相貫面切割機直接切割下料成桿件，因此內、外側弦桿的制作特別的重要，精度達不到將導致腹桿安裝困難，整體的精度無法保證，主弦桿鋼管進廠后必須進行矯正，鋼管對接后對直線度進行檢查。

鑄鋼節點

1 鑄鋼節點應滿足結構受力、鑄造工藝、連接構造與施工安裝的要求，適用于幾何形式復雜、桿件匯交密集、受力集中的部位。鑄鋼節點與相鄰構件可采取焊接、螺紋或銷軸等連接方式。

2 鑄鋼節點應滿足承載力極限狀態的要求，節點應力應符合下式要求：

節點應力計算公式

  式中：σ1、σ2、σ3——計算點處在相鄰構件荷載設計值作用下的第一、第二、第三主應力；

            βf——強度增大系數。當各主應力均為壓應力時，βf＝1.2；當各主應力均為拉應力時，βf＝1.0，且最大主應力應滿足σ1≤1.1f；其他情況時，βf＝1.1。 

3 鑄鋼節點可采用有限元法確定其受力狀態，并可根據實際情況對其承載力進行試驗驗證。

4 焊接結構用鑄鋼節點材料的碳當量及硫、磷含量應符合現行國家標準《焊接結構用鑄鋼件》GB／T 7659的規定。

5 鑄鋼節點應根據鑄件輪廓尺寸、夾角大小與鑄造工藝確定最小壁厚、內圓角半徑與外圓角半徑。鑄鋼件壁厚不宜大于150mm，應避免壁厚急劇變化，壁厚變化斜率不宜大于1／5。內部肋板厚度不宜大于外側壁厚。

6 鑄造工藝應保證鑄鋼節點內部組織致密、均勻，鑄鋼件宜進行正火或調質熱處理，設計文件應注明鑄鋼件毛皮尺寸的容許偏差。

 

1 鑄鋼節點主要適用于特殊部位、復雜部位、重點部位，其節點形式多種多樣。

2 根據鑄鋼材料的特點，可以采用第四強度理論進行節點極限承載力計算。

3 鑄鋼節點的有限元分析應采用實體單元，徑厚比不小于10的部位可采用板殼單元。作用于節點的外荷載和約束力的平衡條件應與設計內力保持一致，并應根據節點的具體情況確定與實際相似的邊界條件。

    鑄鋼節點屬于下列情況之一時，宜進行節點試驗：設計或建設方認為對結構安全至關重要的節點；8度、9度抗震設防時，對結構安全有重要影響的節點；鑄鋼件與其他構件采用復雜連接方式的節點。鑄鋼節點試驗可根據需要進行驗證性試驗或破壞性試驗。試件應采用與實際鑄鋼節點相同的加工制作參數。驗證性試驗的荷載值不應小于荷載設計值的1.3倍，根據破壞性試驗確定的荷載設計值不應大于試驗值的1／2。

4 本條為新增條文，非焊接結構用鑄鋼節點的材料應符合現行國家標準《一般工程用鑄造碳鋼件》GB／T 11352的要求，焊接結構用鑄鋼節點的材料應具有良好的可焊性，符合現行國家標準《焊接結構用鑄鋼件》GB／T 7659的要求。鑄鋼節點與構件母材焊接時，在碳當量基本相同的情況下，可按與構件母材相同技術要求選用相應的焊條、焊絲與焊劑，并應進行焊接工藝評定。

5 根據鑄造工藝的特點，提出對鑄鋼節點外形、壁厚等幾何尺寸方面的要求。

6 提出對鑄鋼節點鑄造質量、熱處理工藝與容許誤差等方面的要求