随着我国体育场馆,会展中心,机场候机楼,铁路车站,高层建筑等大型复杂钢结构工程建设的快速发展,铸钢节点以其优美的外观造型,优良的力学性能及焊接工艺性能,越来越受到工程界的关注。近年来,在大跨度空间结构及高耸结构中,承载力大,构造复杂的铸钢节点日益得到广泛应用并取得良好的技术经济效益。

与焊接节点相比,铸钢节点的设计自由度大,具有良好的结构工艺性,可以按照受力状况采用最合理的截面形状,设计出具有复杂外形和内腔的结点,以满足建筑造型要求,并可根据需要设置加劲肋,提高结点的强度和刚度。铸钢节点可在工厂内进行整体浇铸,消除了相贯线重叠焊缝焊接产生的焊接应力超标现象,改善了结点的应力分布,提高了结点的承载能力。多支管铸钢节点的空间角度一致性好,可保证空间结构对节点制作尺寸精度的要求。铸钢节点的各向力学性能均匀性好,其优良的焊接工艺性能可保证厚壁铸钢节点现场焊接的焊缝质量。本文结合深圳世界大学生运动会(以下简称“大运会”)主体有场钢结构工程铸钢节点的生产实际,介绍大运会铸钢节点制作过程中所采用的新技术,新工艺。

二、大运会主体育场钢结构工程铸钢节点制作新技术

大运会主体育场钢结构工程采用了内设张拉膜的钢结构体系,钢屋盖结构形式为单层折面网格结构,平面形状为椭圆形、平面尺寸为285 mx270m钢屋盖最高点的高度分别为51.9米到68.4米。屋盖结构为双轴对称结构,包括马鞍形的外圈和内圈、外圈的高差为12米,内圈的高差为8.6米

。

大运会主体育场钢结构构件通过球铰支座底板、球铰支座上部铸钢节点,背谷铸钢节点,背峰铸钢节点,肩谷铸钢节点、冠谷铸钢节点、冠峰节点。内环节点等承力节点进行连接，形成稳定的复杂空间结构体系。其中球铰支座底板通过锚杆及看见键与混凝土承台连接，球铰支座上部节点的凹球面通过穿心螺杆与球铰支座底板的凸球面实现铰接，用以承受整个钢屋盖荷载。

大运会主体育场钢结构琮琤铸钢节点计有球铰支座底板、球铰支座上部铸钢节点、背谷铸钢峰铸钢节点、肩谷铸钢节点。肩峰铸钢节点、冠谷铸钢节点7类，每类各20件，总数量为140，量为0.42万吨，密集相贯， 最大单重是目前国内钢结构工程单重最大的铸钢节点。铸钢节点质量要求高，制作难度大，因而对铸钢节点制作厂家的技术工艺水平和生产装备能力提出了极高的要求。铸钢节点制作厂家需要采用各种先进技术，并进行工艺创新，才能生产出符合大运会主体育场钢结构工程设计和使用要求的合格铸钢节点。吴桥盈丰钢结构铸钢件制造有限公司助力大运会项目层层克难完成大运会项目。

 吴桥盈丰钢结构铸钢件制造有限公司（是目前国内专业铸造生产钢结构“铸钢节点”的大型企业，由1993年创建的华北机械工程铸钢有限公司扩产发展而来，目前，厂区面积30万平方米，固定资产3.6亿元，年产“铸钢节点”产品6万吨，生产的“节点”产品单件重量自十几公斤至160吨。多年来，公司坚持“诚信为本，质量第一”的宗旨，励精图治、开拓创新，不断引进国内外本行业知名院校、设计院等单位的先进技术，培育出了一支从“节点”图纸深化设计到铸造生产、检测的精良专业化团队。公司配备了国内外一流的生产、检测设备。如：模拟浇注系统、CAM模型加工系统、模型辅助测量系统、50-100吨冶炼电弧炉、德国OBLF直读光谱、200-300T热处理炉、德国KK超声波探伤仪、磁粉探伤仪、拉伸、冲击试验机、大型抛丸、喷锌、数控机床加工设备等等，公司规模、产能及产品质量已跨入了全国“铸钢节点”生产的最前列。




公司严格执行“中国工程建设协会标准（CECS235.2008）铸钢节点应用技术规程”，并同多年来积累的丰富铸造经验相结合，掌握了一套完整、成熟、独特的“节点”铸造工艺技术，为国内大型钢结构工程项目生产提供了大量的优质铸钢“节点”，其典型工程有：北京奥运中心工程、深圳世界大学生运动会工程、广州亚运新体育馆工程、深圳大学城工程、赤道几内亚马拉博国际会展中心工程、成都新博物馆工程、辽宁盘锦体育中心工程、贵阳机场、杭州萧山机场、南宁机场等等。有十几个项目连同钢结构工程被评为省优、部优及“鲁班奖”工程。 

对结构安全至关重要,使用过程中将发展较大程度塑性,与其它构件采用复杂连接形式的铸钢节点宜进行铸钢节点试验。应建设方要求,华南理工大学对大运会主体育馆肩谷铸钢节点进行了节点试验。铸钢节点试验采用缩尺试件,缩尺比例为12。铸钢节点试件左右8根支管与钢构件采用企口形式焊接连接,中间上方一块连接板与钢构件采用槽

口形式焊接连接,中间下方一块连接板与钢构件采用销轴形式铰接连接。试验表明:大运会主体育馆肩谷铸钢节点试件在试验载荷作用下的应力,应变与有限元分析结果吻合,能够满足钢结构设计和使用要求。

     公司未来的理想是：像铸钢“节点”一样亲密而牢固的连接国内钢结构行业的精英和朋友，强强联合、协作共赢，用我们的智慧和实力，再创明天更加辉煌的业绩。