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钢管连接施工新技术应用案例

在现代工程建设领域，钢管结构以其优异的力学性能和经济指标，在众多重大项目中得到广泛应用。钢管之间的连接质量，直接关系到结构的整体安全性、稳定性与耐久性。传统的焊接、法兰连接等方式，在长期实践中逐渐显露出其固有的局限性，如焊接质量受人为因素影响大、高空焊接作业风险高、法兰连接工序繁琐且耗材等。近年来，随着材料科学与制造工艺的进步，一批高效、可靠、环保的钢管连接施工新技术应运而生，并在实际工程中展现出显著优势。本文将结合具体工程案例，探讨几种钢管连接新技术的应用情况与实践经验。

一、背景：传统钢管连接工艺的瓶颈与挑战

长期以来，钢管连接主要依赖焊接和法兰连接。焊接连接虽然整体性好，但对焊工技能要求高，焊接过程中易产生焊接缺陷，且焊接后的无损检测成本较高。在恶劣环境下（如高空、水下、低温），焊接作业的难度和风险更是显著增加。法兰连接则需要精确加工法兰盘和螺栓孔，装配时对中要求高，且螺栓的紧固力矩控制不当易导致渗漏或连接刚度不足，对于大直径、高压力管道系统，法兰连接的重量和空间占用也成为突出问题。这些传统工艺的瓶颈，促使行业寻求更先进的连接解决方案。

二、钢管连接新技术应用案例分析

（一）某超高层项目钢结构工程中的**高强度螺栓连接与内扩径式机械连接复合应用**

1.工程概况

该项目为一栋高度超过三百米的超高层办公楼，其主体钢结构大量采用圆形钢管柱与H型钢梁节点连接。传统全焊接节点在如此高度的钢结构施工中，面临着焊接变形控制难、高空焊接作业效率低、以及焊接烟尘污染等问题。

2.技术选择与应用

针对这一挑战，项目团队经过多方比选，决定在关键受力节点采用高强度螺栓连接与内扩径式机械连接相结合的复合连接方案。

*高强度螺栓连接：主要应用于梁与柱的翼缘连接。采用摩擦型高强度螺栓，通过精确控制螺栓预紧力，使连接面产生足够的摩擦力来传递剪力和拉力。这种连接方式安装便捷，施工速度快，且可拆卸，便于后期维护或改造。施工中，重点控制了摩擦面的处理质量（采用喷砂后生赤锈处理）和螺栓的终拧扭矩。

*内扩径式机械连接：则应用于部分支管与主管的连接，特别是一些空间位置狭小、焊接操作不便的部位。该技术通过专用液压工具将内衬套筒在钢管内部扩张，使套筒与钢管内壁产生过盈配合，从而实现连接。其核心在于套筒的材料选择与扩张工艺参数的精准控制，以确保连接强度和密封性。

3.应用效果

该复合连接方案的应用，显著提升了施工效率，较传统全焊接节点施工周期缩短约三成。同时，减少了高空焊接作业量，降低了安全风险和环境污染。通过严格的施工过程控制和节点承载力试验，证明该连接节点的强度和刚度完全满足设计要求，结构整体稳定性良好。

（二）某市政桥梁工程中的**新型卡箍式柔性连接技术应用**

1.工程概况

该项目为一座跨越城市主干道的钢结构人行天桥，其上部结构采用钢管桁架体系。考虑到桥梁建成后可能面临的车辆冲击振动以及温度变化产生的变形，对钢管连接节点的柔性和耐久性提出了较高要求。

2.技术选择与应用

经过技术论证，项目采用了一种新型卡箍式柔性连接技术。该连接方式主要由特制的高强度合金卡箍、密封胶圈和紧固螺栓组成。其工作原理是通过卡箍对钢管外壁的环抱抱紧力，以及密封胶圈的弹性变形来实现连接和密封。

*安装过程：首先对钢管连接端部进行精确切割和打磨，确保管口平整。然后将密封胶圈套入一端钢管，再将卡箍壳体扣合在两管接口处，均匀拧紧卡箍螺栓。螺栓的紧固过程采用扭矩扳手控制，确保卡箍的抱紧力均匀且达到设计值。

*柔性特点：该连接节点允许钢管在一定范围内产生轴向位移和角位移，能够有效释放结构因温度变化、振动等产生的内应力，避免了刚性连接可能导致的应力集中问题。

3.应用效果

新型卡箍式柔性连接技术的应用，不仅简化了安装工序，加快了施工进度，更重要的是其良好的柔性特性为桥梁结构提供了可靠的变形适应能力。在后续的运营监测中，未发现连接节点有渗漏或松动现象，结构的动力响应也符合预期，证明了该技术在市政桥梁工程中的适用性和可靠性。

（三）某大型化工园区管道工程中的**全位置自动焊接技术与窄间隙焊接技术应用**

1.工程概况

该化工园区内铺设大量高压工艺管道，介质多为易燃易爆或腐蚀性流体，对管道焊接质量和施工效率要求极高。传统手工电弧焊在保证焊接质量的稳定性和一致性方面面临挑战，尤其是大口径厚壁管道的焊接。

2.技术选择与应用

为确保焊接质量并提高施工效率，项目引进了全位置自动焊接技术和窄间隙焊接技术。

*全位置自动焊接技术：主要用于中口径管道的环缝焊接。该技术通过自动化焊接设备（如管道自动焊机），配合精确的送丝机构和行走机构，实现了管道在水平固定、垂直固定等多种位置下的自动焊接。焊接参数（如电流、电压、焊接速度）可预先编程设