[摘要]: 武汉火车站钢结构包括中央站房结构、楼面结构、雨棚结构和附属结构。中央站房和雨棚结构屋面结构形式为空间双曲双拱结构，其中屋面桁架采用了多管相贯节点形式，相贯节点数最多达10个，在国内尚属于首例，本文详细分析了该类节点的制作工艺,为此类构件的制造提供了参考和依据。

1  概述

钢管相贯空间桁架结构相比球节点桁架造型美观，大方。相贯桁架的大规模使用是从1995年日本大阪关西国际机场建造开始，近年来国内外的一些公共建筑如机场航站楼、航空港、候机楼大厅、展览馆、体育馆中均有大量的应用。
      武汉火车站多管相贯节点与其它结构的相贯节点又有较大差别：常见桁架结构相贯杆件数量一般不超过8个，同时相贯杆件有明显的主次杆之分，而以武汉站钢结构相贯杆件数量在6-10之间，超过8管相贯数量较多，同时相贯相件规格较为接近，无明显主次之分，制作难度增大许多。

2  加工工艺

      2.1 多管相贯节点构造
      多管相贯节点构件分别由桁架上弦纵杆、横桁架牛腿、直腹杆牛腿、斜腹杆牛腿、拉接板、加劲板等组成，如图1所示：
 

2.2加工工艺
      工艺流程：地基夯实、抄平、防沉降措施、轴线施测、焊接回路布设→布设组装胎架→垂直运输设备调校、吊索具分类检验、临时支承作业架布设、点位移植标识，上弦杆吊上胎架进行定位→吊装定位次桁架牛腿→焊接→探伤→装配定位直腹杆牛腿垂测核验→焊接防变形焊序→无损检验，确认满足质量等级→装配定位斜腹杆牛腿→焊接→探伤→测量、校正→装配定位拉接板→安装各加强劲→定位正确后进行自检互检→合格后提交专职质检员进行验收→验收合格后进行焊接→焊后进行探伤→系统实施测量、冷调热矫校正→端部余量裁切，见图2所示：

3  加载试验

3.1试验内容
      A、单管拉伸试验，单管拉伸试验包括两个试件：一个为未焊接支管的钢管拉伸试验，另一个为焊接支管后钢管的拉伸试验，测试并比较两者的屈服强度、极限强度、伸长率等性能。
      B、单平面多管相贯节点试验：多管相贯节点在设计荷载下的受力性能，包括应力分布、构件变形等方面，通过逐步加载的方式，确定节点的极限承载能力。

3.2试验对象的选择
      试验选择了F轴主拱跨中的相贯节点，该相贯节点支管数目为8根，属武汉站中较常见的相贯节点形式,见图3所示。

3.3 加载方法及测试
      A、单管拉伸试验
      单管拉伸试验在卧式拉力试验机中进行，加载示意图如图4，该装置加载能力为1200t，预计加载极限拉力为650t左右，见图4所示。
 

B、单平面相贯节点试验
      单平面相贯节点试验在刚性反力架中进行，本次试验采用两个千斤顶加载，最大加载量为2倍设计荷载值：主管（竖向）千斤顶极限加载压力为150t左右，腹杆（横向）千斤顶极限加载压力为120t左右，如图5所示：
 

3.4  加载方式
      本次试验拟采用单调加载方式，结合有限元的分析结果，合理确定每一阶段的加载步长。加载顺序为：
      （1）预加载——取设计荷载的5％左右，用于检查、测试各相关设备的连接、工作状态；
      （2）弹性加载阶段——在模型进入塑性前，加载步长可稍取大一些，比如可取最大弹性荷载的15％左右；
      （3）塑性工作阶段——模型进入塑性后，荷载步长要缩短，并根据现场情形随时进行调整，直至模型破坏、加载结束。

3.5  测试内容及方式
      根据设计单位的要求并结合有限元分析结果，测试关键部位的应力、应变、位移、指定标距范围内的伸长率；观察模型的变形态势。
      所有的加载、应变、位移数据由计算机自动采集并进行实时分析。

3.6  试验结果
      试验结果与计算值比较稳合，相贯节点在1倍的设计荷载下，节点变形较小，材料基本处于弹性状态；随着荷载的增加，塑性区逐渐发展；在2倍设计荷载下，节点的水平位移较大，但仍未丧失承载能力。试验证明该相贯节点在特定加载方式下是安全的，并具有一定的安全储备，相贯节点的制作满足设计质量要求。

4  结论

武汉站钢结构多管相贯节点的制造工艺，填补国内外多管相贯节点无成熟制造工艺的空白，见图6所示
 

       参考文献
      【1】《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205-2001
      【2】《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002
      【3】《低合金高强度结构钢》GB/T1591

      作者简介：王朝阳，中建钢构有限公司武汉分公司经理。