钢箱系杆拱桥钢箱梁制安作业指导书汇总5519.pdf
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1、1 钢箱系杆拱桥钢箱梁制安作业指导书1 适用范围 本作业指导书适应 XX高速铁路四线钢箱系杆拱桥的钢箱梁及拱箱制作与拼装施工。2 施工流程 见工艺流程框图 3 验收标准 3.1钢梁加工及安装验收标准 钢箱梁架设施工,必须符合相关标准的规定和施工工艺设计的要求,吊装过程中钢梁不得扭转翘曲、倾倒、应注意梁体同步、支垫平稳、正确就位。检查方法:观察、尺量。钢箱梁段工地焊接拼装前应有工地焊接工艺试验资料,焊缝质量必须符合设计要求和焊接工艺要求。检验方法:施工单位超声波探伤、观察和尺量,并对 25%工地焊接横向受拉对接焊缝做射线检查复验,监理单位见证检测,观察和尺量,设计单位参与质量验收。2 钢箱梁施工
2、工艺流程图 监理验收 监理验收 监理验收 监理验收 施工 场内单元 桥位作顶板板块制底板板块制作 斜底板板块制腹板单元制作 纵隔板制作 横隔板制作 单元制作 附属设施制作 单元件 除锈去油污 包装 运输 下料矫正 预处理 运输吊装 梁单元组装 单元件组装梁单元 线性调整 对接面调拼装高栓施拧 缝口除锈贴衬垫 大环缝焊接探伤 嵌补段焊接、探伤 吊 装 安装附设 涂装 监理验收 监理审核 技术准备 施工图 工艺流程 焊接工艺 工装准备 设计 制作安装 设备准备 材料准备 配置调试 复验入库 3 焊缝检验质量标准 焊缝质量等级 一级 二级 三级 内部缺陷超声波探伤 评定等级 检验等级 B级 B级 探
3、伤比例 100%20%外 观 缺 陷 未焊满(指不足设计要求)不允许 0.20.02t且1.0 0.20.04t且2.0 每 100.0焊缝内缺陷总长25.0 根部收缩 不允许 0.20.02t且1.0 0.20.04t且2.0 长度不限 咬边 不允许 0.05t且0.5;连续长度100.0,且焊缝两侧咬边总长10%焊缝全长 0.1t且1.0,长度不限 裂纹 不允许 弧坑裂纹 不允许 允许存在个别长5.0的弧坑裂纹 电弧擦伤 不允许 允许存在个别电弧擦伤 飞溅 清除干净 接头不良 不允许 缺口深度 0.05t且0.5 缺口深度0.1t且1.0 每米焊缝不得超过 1处 焊瘤 不允许 表面夹渣 不
4、允许 深0.2t,长0.5t且20 表面气孔 不允许 每 50.0长度焊缝内允许直径0.4t且3.0气孔 2个;孔距6 倍孔径 4 注:探伤比例的计数方法按以下原则确定:(1)对工厂制作焊缝,应按每条焊缝计算百分比,且探伤长度应不小于 200mm,当焊缝长度不足 200mm时,对整条焊缝进行探伤;(2)对现场安装焊缝,按同一类型、同一施焊条件的焊缝条数计算百分比,探伤长度不小于 200mm,并不少于 1条焊缝。钢箱梁尺寸允许偏差和检验方法应符合下表的规定。钢箱梁尺寸允许偏差和检验方法 序号 项目 允许偏差(mm)检验方法 1 梁高(H)H 2m 2 尺量两端腹板处 H 2m 4 2 主梁中心距
5、 3 尺量两端腹板中心线 3 相邻梁段上下翼缘错边量 焊接1,栓接2 尺量 4 相邻梁段腹板错边量 焊接1,栓接2 5 拼接梁段两端边孔中心距 1.0(采 用 工 地 扩 孔2.0)尺量中间段是两端连接孔的中心距 6 连续梁长度 15 拼接后量全长 7 主梁上拱度+10,-3 尺量或测量跨中 8 横断面对角线差 4 尺量两端断面 9 腹板平面度 板梁 h/350 尺量 箱梁 h/250且均不大于 8 10 旁弯 板梁 L/5且均小大于 8 箱梁 3+0.1L 11 支点高差 5 测量 12 主梁、纵横梁盖板,对腹板的垂直度 0.5(有孔部位)1.5(其他部位)直角尺测量 3.2支座安装验收标准
6、 钢梁支座安装的检验除应符合下表的规定。5 钢梁支座安装允许偏差和检验方法 序号 项 目 允许偏差(mm)检验方法 1 下座板中心十字线扭转 下座板尺寸0.3mm的用腻子封填,腻子的使用寿命不应低于油漆寿命,并应具有耐水、耐候、防渗、防锈性能。检验方法:观察、尺量。钢梁涂装体系干膜最小总厚度必须符合设计要求,每一涂层干膜平均厚度不得小于设计要求厚度,最小厚度不应小于设计厚度的 90%。6 检验方法:观察和仪器检测。桥梁涂装涂层表面应平整光滑,颜色均匀,无漏底、漏涂、起泡、气孔、裂缝、剥落、划伤及咬底等缺陷,手工涂刷应无明显添痕,在任何1m2范围内,桔皮、起皱、针孔、流挂小于 3 3cm面积的缺
7、陷不得超过2处,小面积刷痕不得超过 4处,涂料颗粒和尘微粒所占涂装面积不得超过 10%。检验方法:观察和尺量。3.4 钢筋混凝土桥面板 模板及支架 模板尺寸允许偏差和检验方法应符合下表的规定。模板安装尺寸允许偏差 序号 项目 允许偏差(mm)检验方法 1 侧、底模板全长 10 尺量检查各不少于 3处 2 底模板宽+5 0 尺量检查不少于 5 处 3 底模板中心线与设计位置偏差 2 拉线测量 4 桥面板中心线与设计位置偏差 5 5 模板垂直度 每米高度 3 吊线尺量不少于 5 处 6 侧、底模板平整度 每米长度 2 1米靠尺和塞尺检查 7 桥面板宽度+10 0 尺量检查不少于 5 处 8 底板厚
8、度+10 0 钢筋 钢筋加安装允许偏差和检验方法应符合下表规定 钢筋安装允许偏差和检验方法 序号 项目 允许偏差(mm)检验方法 1 桥面主筋间距及位置偏差 15 尺量检查不少于 5 处 2 底板钢筋间距及位置偏差 8 7 3 箍筋间距及位置偏差 15 4 钢筋保护层厚度与设计值偏差+5 0 5 其它钢筋偏移量 20 混凝土 钢筋混凝土桥面板验收应符合下表的规定。桥面板浇注成型后允许偏差 4 作业准备 4.1技术准备 4.1.1熟悉施工图技术交底,同时对作业人员交底 4.1.2熟悉技术方案交底,同时对作业人员进行交底 4.1.3熟悉施工流程以及自检验收标准 4.1.4根据技术交底中的要求,掌握
9、施工中要采用的焊接工艺的标准 4.2工装准备 4.2.1根据施工技术方案交底,布置现场施工场地 4.2.2搭设单元组件拼装钢梁单元的作业平台,和预拼装平台 4.2.3根据钢梁单元重量在 14#墩位置安装钢梁单元提升机 4.3设备准备 4.3.1根据施工技术方案交底准备现场拼装的各种机械设备 序号 项 目 允许偏差(mm)检验方法 1 梁段长 5 尺量 2 梁高+5 0 3 梁体宽+15 0 4 梁段纵向中线相对旁弯最大偏离值 10 5 垂直度 每米不大于 3 吊线尺量不少于 5 处 6 平整度 每米不大于 3 1米靠尺测量不少于 5处 8 4.3.2根据设备用电量安装变压器,保证设备正常运转用
10、电 4.4材料准备 4.4.1根据施工图技术交底核对进场材料的种类、规格和数量 4.4.2根据现场平面布置,建设材料存放区,将材料按规格分类堆码整齐 5 工艺操作 钢箱梁的制安的难点是制作减少焊接变形、或者是将焊接变形控制在规范允许的范围内,控制运输变形以及安装保证栓孔准确就位。整体施工方案:工厂制作单元件,运至施工现场;在桥位上采用军便梁搭设支架,吊车上桥拼装钢梁及拱,最后浇注混凝土桥面板及桥面系。该桥钢箱梁为单箱多室全焊结构,结构焊缝多,焊接变形大;为控制箱体结构焊接变形,保证产品整体质量,特别是腹板与顶(底)板主要焊缝的焊接质量,计划采用工厂制造与工地制造相结合的制作模式,即在工厂加工成
11、可运输的块单元,工地进行预拼装和组装,并焊接相关的对接焊缝。制造时,将钢箱梁沿桥轴方向可划分为 16m长的节段,横桥轴方向划分为多块,横向分块见图.钢箱梁横向分块图 工厂生产出 16 米长的块单元,运到工地,在预拼装胎架上将接长的 9个块单元预拼装成箱梁。钢梁预拼装过程中,在保证直线度、拱度的同时完成相邻块单元的对接接口的匹配调整。各项指标调整到技术要求后,焊接所有的接口临时连接件。梁段架设时在桥上进行接口顶板、底板和隔板的焊接,并在桥上完成钢箱梁最后一道涂装。9 5.1工厂制造工艺 在工厂完成顶板、底板、腹板分块的下料、加工、纵肋的组装、焊接,块单元(顶板+底板+腹板+横隔板)的组装和焊接、
12、涂装。加工流程如下。工艺试验 材料预处理 号料 下料 加工 检查 部件组拼 检查 划线定位 检查 焊接(专用工装)矫正 检查 划系统线 组拼单元件 检查 每孔梁预组装 上定位板 拆解 防腐 入库(所有工序均报监理审核确认后进行下一步工序)5.1.1零件的下料加工 钢板经滚板机滚平并经处理后,对于顶板、底板、腹板等较长矩形板件采用多嘴头门式切割机,形状复杂的横隔板等板件采用数控切割机精密切割;钢板的对接坡口采用火焰精密切割后用刨边机或铣边机加工。裁 板 下 料 5.1.2典型零部件的加工工艺 顶、底板板块单元(钢板+纵肋)的加工工艺 1)钢板经予处理后门切下料,预留焊接收缩量。10 2)利用划线
13、平台划出板块纵横基线及纵向加劲肋的组装线。3)利用可控制纵向加劲肋组装精度的专用门式组装胎型组装板块单元。胎具上组装板块单元 4)刚性约束在焊接胎架上对称施焊加劲肋,以尽量减小焊接变形。胎架上组焊 5)采用火焰热矫正相结合的办法矫正板块的各种焊接变形。11 横隔板的加工工艺 横隔板是箱形梁组装的内胎,它的精度直接控制箱梁的断面精度,另外,该桥采用的纵肋嵌入隔板并与隔板贴角焊的连接方式,要求隔板上纵肋缺口与板块上的纵肋相匹配,因此,隔板的周边加工精度和纵肋缺口的间距精度的控制,是保证箱形组装质量的前提。针对其结构特点,拟采用如下工艺:1)数控切割机下料,切割时,针对其板件平面尺寸较大的特点,设计
14、合理的切割胎具,控制因缺口多,范围大产生的切割热变形。2)修整切割产生的波浪变形,保证平面度满足要求。3)组装隔板上的加强圈,并焊接、修整。4)以顶板处、底板处的纵肋缺口为基准,并平差加工偏差,划出周边加工线。5)机加工周边,并刨出对接坡口,重点控制周边几何尺寸和加工面粗糙度。加工合格的横隔板移交半成品参与块单元组装。腹板的加工工艺 由于腹板的上下端均为双面坡口焊缝(边腹板下端为棱角焊缝),而且坡口较深,横向焊接收缩量必然较大,腹板的高度又直接控制箱形高度。因此,宜采用如下的加工工艺;1)钢板经处理后门切下料,预留焊接收缩量。2)根据精确估算的焊接收缩量,用刨边机加工与顶(底)板的角接12 坡
15、口和对接坡口。加工合格的横隔板移交半成品参与块单元组装。中间块单元的加工工艺 块单元由顶、底板、腹板和横隔板等单元件组成工型或箱型。采用如下加工工艺:1)工型块单元:采用正装法将底板板块单元平铺在组装平台上,划出腹板位置线,按线组装腹板单元,而后按同样的办法组装顶板成工型。鉴于板件较大,在组装中,采用适当的临时定位连接件,以控制组装精度并保证组装过程的安全。2)箱型块单元:采用正装法将底板板块单元平铺在组装平台上,划出隔板、腹板位置线,按线组装隔板、腹板、顶板单元成箱型。3)用自动焊机焊接腹板与顶、底板的坡口角焊缝或箱外主角焊缝。4)利用火焰热矫正的办法修整焊接变形。5)组装所有工型或箱型外部
16、横隔板,横隔板组装时先倾斜一定的角度,其缺口与纵肋对准后找正。6)焊接横隔板与纵肋、顶(底)板及腹板的所有角焊缝。7)火焰热矫正各种焊接变形 8)按涂装要求除锈并喷涂,外表面除锈须达到 Sa2.5级,其中工地焊缝两侧各 150mm不涂装。边块单元的加工工艺 边块单元较中间块单元复杂一些,而且偏心较大,除顶板、弯曲底板板块单元、横隔板。除了增加几项作业内容外,焊接变形的控制是其制作的关键。以下仅谈几项焊接变形的控制措施:1)设计专用的焊接胎架,在焊接中适当利用刚性固定法控制焊接变形。2)选用合理的焊接方法和焊接顺序。5.1.3箱形梁的预拼装工艺 工厂生产的块单元件运输到工地的箱梁组装及予拼现场后
17、,制作胎13 架进行块单元预拼装。在箱梁拼装胎架设计时根据已有的经验,横向斜底板预设一定的预拱量,来抵消整体组焊解马后箱梁断面的变形。胎 架 底板和横隔板组焊 14 顶 板 组 焊 加工横断面图 5.2钢拱箱制造安装工艺 5.2.1钢拱箱段制造 15 两片钢拱分节段制造,节段长 10m左右接口错开横撑、吊杆位置。(1)单元制造 钢拱箱段的制造分为顶板单元、底板单元、腹板单元、隔板单元。下料时除隔板单元外均预留二次切头量,其中含钢拱箱段安装弹性压缩量及焊接收缩量(含环缝焊接收缩),以保证钢拱整体成型后的尺寸精度。(2)钢拱箱段组焊 单元件在胎架上以外侧腹板单元水平放置进行组装钢拱箱体,设置工艺隔
18、板控制两端箱口,中间用隔板控制箱体几何尺寸,按顺序匹配制造钢拱箱段。1)钢拱箱段制造工艺程序见图。钢拱箱段组装、焊接工艺程序图 利用吊具进行钢拱箱段翻身,钢拱箱段四条主焊缝在船位或平位施焊,然后进行预拼装,根据吊索锚箱位置划线、切割钢拱箱段一端,保证焊接间隙;接口匹配后进行临时连接件安装,预拼装完成后进行涂装、运输,运至桥位吊装,满堂支架上精确复位后焊接成整体。钢拱箱合合拢段制造 制造时钢拱箱顶部设置合龙段,该段两端留二次切头量,桥位架设合龙前,精确测量合龙间距,并记录温度变化,在设计规定温度条件下的合龙间距,进行合龙段划线、切割、吊装、合龙。工艺程序见图。钢板预处理 单件下料 调直 划线 单
19、元组装 焊 接 钢拱箱段顶板、底板、腹板、隔板单 调直 在胎架上按下列顺序侧向组装钢拱箱段:外侧 腹板+隔板及工艺隔板+上、下盖板+内侧腹板 钢拱箱段 组 装 16 钢拱箱合龙段制造工艺程序图 5.2.2 钢拱箱段预拼装 钢拱箱节段预拼装划分 钢拱肋节段制造长度 10m左右,包括合拢段共 15 段;钢拱箱段共分 4次预拼装。钢拱箱段中间段为合拢段,根据钢拱实际架设情况,合拢段两端留量,进行二次划线切割,保证钢拱精确合拢。预拼装工艺流程及简图 预拼装工艺流程图见下图。钢拱箱段预拼装工艺流程图 钢拱箱段预拼装程序 1)在预拼装胎架上,两片钢拱分别进行。2)调整拱段接口间焊缝间隙,按设计曲线调整节段
20、轴线,并设马板固定。3)检查确认预拼装达到要求后,量测钢拱箱段接口部位纵肋嵌补段尺寸,编号加工。单元制造 箱体组装、焊接 涂装 桥位拱段架设 合龙前测量 合龙间距确定 合龙段划线、切割 吊装 合龙 钢拱箱段吊装 箱段按轴线就位 调节焊接间隙及安装匹配件 加劲肋嵌补段测配 预拼装检测 箱段编号及划相关零部件桥位安装线、拆梁 除锈、涂装 17 4)进行钢拱箱段及全部零部件编号,打上编号钢印号。5)拆前检查修订纵横基准线(架设用线),并以此为基准划桥位安装部件的位置线,确认无误后,拆除钢拱箱段,移交除锈、涂装。5.3焊接工艺方案 焊接方案的基本原则包括以下几方面:5.3.1以自动焊接为主(原设计以手
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