西宁市通海(路)桥跨青藏铁路钢箱梁施工方案及施工工艺

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西宁市通海(路)桥跨青藏铁路钢箱梁施工方案及施工工艺

5.1对需接料的零件,采用坡口焊接其坡口型式见设计图并且接料必须达到I级焊缝标准。

5.2所有腹板、底板、翼板的接料必须注意其轧制方向,轧制方向应与主桥长度一致,并且接料焊接时应先焊横缝,后焊纵缝。焊缝接料采用埋弧自动焊。单段接料在各自平台上接料。

5.3对于成型零件表面清理干净后进行工序检查并依据施工图编写零件号。

5.4所有零件检查无误后进行部件组装,然后进行双面贴角焊接,成型后进行矫正保证其外部尺寸。

6.1钢箱梁中的腹板与上翼板成一组部件GB/T 21371-2019标准下载,在船形架上用埋弧焊机进行船形位置焊接。

6.2横隔板可将上翼板及其加劲肋和人孔一并组装成一个独立的部件后进行焊接。

四、零件组装及钢箱梁装配

1、首先对其制作单元的底板进行详细阅图,根据施工图坐标尺寸,搭设组装胎具,坐标尺寸已包含起拱高度,需再加上经验变形值防止焊接组装过程中产生的变形。

2、对其表面及沿焊缝每边30~50范围内的铁锈毛刺和油污清理干净。

3、底板整体性对接定位并点固牢靠,进行局部处理、调直达到设计要求。

4、在零部件上画出其坐标等分线、定位线和定位基准线以及关键中心线,并打上样冲。

5、对底板尺寸进行胎上定位。

7、对两侧腹板进行组装并注意对准底板上的坐标等分线。

9、安装底部纵向长筋板:安装形式同腹板形式。

11、钢箱梁组对后,对无用的夹具及时拆除,拆除夹具时不得损坏母材,不得锤击。对残留的焊疤应修磨平整。

12、钢箱梁及H型钢应在生产在线组装,超过设备加工能力的可采用胎具法进行组装。

13、零部件上胎组装、焊接

零部件制作完成之后,在胎具上进行组装、焊接。钢结构的焊接必须满足《钢结构制作》中的相关规定。零部件的组装顺序如下所示:

底板上胎(隔板上胎组装(T形梁上胎组装(加劲肋组装(盖板组装。

每条主纵梁在制作的过程中留出一段钢箱梁作为调整段,待对称安装到最后一段的时候,根据实际长度进行调整,以保证钢箱梁尺寸精度。

1.1钢箱梁结构件的所有焊缝必须严格按照焊接工艺评定报告所制定的焊接工艺执行。

1.2焊工应经过考试并取得合格证后方能从事焊接工作。焊工停焊时间超过六个月,应重新考核。

1.3焊缝金属表面焊波均匀,无裂纹。不允许有沿边缘或角顶的未熔合溢流、烧穿、未填满的火口和超出允许限度的气孔、夹渣咬肉等缺陷。埋弧自动焊必须在距杆件端部80mm以外的引弧板上起熄弧。埋弧自动焊焊接中不应断弧,如有断弧则必须将停弧外刨出1:5斜坡后再继续搭接50mm施焊。埋弧半自动焊不应小于10mm,焊接后应等焊缝稍冷却再敲去熔渣。埋弧自动焊回收焊剂距离不应小于1m,埋弧半自动焊回收焊剂距离不应小于0.5m。

1.4全桥纵向加劲肋连成一体,接头要求为I级对接焊缝,所有对接焊缝为I级焊缝,要求熔透,咬合部分不小于2mm。腹板与底板双侧贴角焊必须达到Ⅱ级焊缝标准,采用CO2气体保护焊打底手把盖面,腹板与上翼板的焊接埋弧自动焊不开坡口,达到Ⅱ级焊缝要求。其余小筋板焊接达Ⅱ级焊缝标准。

1.5所有焊缝都应进行外观检查,内部检验以超声波为主。

2、焊缝质量要求(见下表):

受拉和疲劳控制的杆件的横向对接焊缝

每十条对接缝抽探一条,每条探两端250~300mm(由设计人员指定具体杆件)

锚箱熔透和坡口角焊缝(包括熔透,未熔透)

主要杆件横向对接焊缝、纵向对接焊缝

3.1钢结构制作的切割、焊接设备其使用性能必须满足要求。3.2焊接时,不得使用药皮脱落或焊芯生锈的焊条和受潮结块的焊剂及已熔烧过的渣壳。

3.4为防止气孔和裂纹的产生,焊条使用前应按产品说明书规定的烘焙时间和温度进行烘焙,低氢型焊条经烘焙后应放入保温桶内,随用随取。

3.5焊丝上的油、锈必须清除干净后方可使用。焊剂中不允许混入熔渣和脏物使用。重复使用的焊剂小于60目的细粉粒的量不得超过总量的5%。焊条、焊剂必须按产品说明书的规定烘干使用。烘干后的焊接材料应随用随取,从保温箱取出的焊接材料超过4小时,应重新烘干后再使用。气保焊所用CO2气体的纯度须≥99.5%,使用前须经倒置放水处理。

3.5施焊前,焊工应复查焊件接头质量和焊区处理情况,当不符合要求时应经修整合格后方可施焊。

3.7对接接头、T型接头、角接接头、十字接头等对接焊缝及对接和角接配合焊缝,应在焊缝两端设置引弧板和引出板,其材质和坡口形式应与焊件相同,引弧和引出的焊缝长度:埋弧焊应为80mm,手工焊和气保焊为50mm,焊接完毕应采用气割切除引弧和引出板,并应磨平整,不得用锤击落。

3.8为防止起弧、落弧弧坑缺陷出现在应力集中的端部,角焊缝转角处宜连续绕角施焊,起落弧点距焊缝端全部宜大于10mm。

3.9每层焊接宜连续施焊,每一层焊道焊完后应及时清理检查清除缺陷后再焊。施焊时母材的非焊接部位严禁引弧。

3.10定位焊缝长视钢板厚度可为60~100mm,间距400~600mm,焊脚尺寸不得大于设计焊脚尺寸的一半,定位焊缝应距工件端部30mm以上。定位焊缝应布置在焊道内,并应由持合格证的焊工施焊,根据目前的气候环境,定位焊施焊前必须对母材进行预热。

3.11如遇定位焊缝开裂,必须查明原因,清除开裂的定位焊,并在保证杆件尺寸正确的情况下补充定位焊。

3.12焊接完毕,焊工应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物,检查焊缝外观质量,检查合格后应在两端明显部位打上焊工钢印。其内部质量的检查应在24小时后进行。

3.13埋弧自动焊焊接中不应断弧,如有断弧则必须将停弧处刨成1:5斜坡后再继续搭接50mm施焊。

3.14埋弧自动焊焊剂覆盖厚度不应小于20mm,埋半自动焊不应小于10mm,焊接后应等稍冷却,再敲去熔渣。

4.1定位焊、手工焊、埋弧焊的预热温度应符合下焊接预热温度表的规定。

4.2焊条、焊剂烘干温度应符合下表的规定。

从箱中取出4小时以上时应重新烘干

4.3杆件焊接应按工艺规定的焊接位置、焊接顺序及焊接方向施焊。对于锚箱等重要杆件的焊缝必须严格按工艺檔规定的要求施焊,以减小焊接变形。没有特殊要求的可按下列规定办理:

a、纵梁、横联角焊缝应先焊下盖板焊缝,后焊上盖板焊缝。

b、无拱度要求的工形杆件,应按顺序施焊。

4.4对接焊缝正面焊完后背面用碳弧气刨清根,并将熔渣清除干净。

4.5对接焊和熔透角焊缝多道焊接时应将前道熔渣清除干净,经确认无裂纹等缺陷后再继续施焊。

4.6为了防止熔透角焊缝埋弧焊时第一道焊缝的高温裂纹,必须严格按工艺卡规定的焊接条件施焊。

4.7为了防止坡口焊缝的焊偏并保证熔深,焊前应认真检查轨道与焊缝的位置和焊丝对准位置,施焊中及时核对调整。

4.8对坡口内的变截面焊缝,埋弧焊施焊时,将起弧处清理成1:8的斜坡,并确认己彻底清除弧坑后再施焊,并使每道的起熄弧位置错开2Omm以上。

4.9为了保证熔透角焊缝的焊透,正面焊缝焊后背面必须清根,并将熔渣清除干净后再施焊背面焊缝。对于较厚板的熔速角焊缝和坡口焊缝应按工艺文件规定对称施焊。

4.10当采用熔透角焊缝多层多道焊焊接时,应将前道熔渣彻底清除干净后,再施焊下一道焊缝。

4.11各种焊缝在施焊前应将定位焊的熔渣清除干净后再施焊。

4.12为了防止气体保持焊的焊缝缺陷,应随时清除喷嘴上的飞溅物并使干燥器始终保持良好的工作状态。

5.1焊缝尺寸超出允差的正偏差的焊缝及小于1mm且超差的咬边必须修磨匀顺,焊缝咬边超过1mm或外观检查超出负偏差的缺陷,应用手弧焊进行返修焊。

5.2气孔、裂纹、夹渣未熔透等超出无损检验规定时,应查明原因,用碳弧气刨清除缺陷,用原焊接方法进行返修焊。返修后的焊缝应随时铲磨匀顺并按原质量要求进行复检,返修次数不得超过2次。

①、无损检验必须请公路(铁路)桥梁专业检测单位检测。

②、焊缝的无损检验应在焊接24小时后进行。

③、对接焊缝超声波探伤质量要求应按《对接焊缝超声波探伤》(TBI558-84)的规定执行。缺陷等级的评定应以附表2进行。探伤人员判定缺陷为裂纹时,可判定焊缝质量为不合格。

⑤、对接接头内部质量射线探伤质量要求应符合附表3、附表4的规定。其它技术要求应按《钢熔化焊接接头射线照像和质量分级》(GB3323-87)执行。

⑥、进行局部探伤的焊缝,探伤过程中如发现裂纹或较多其它缺陷时,应继续延长探伤,必要时直至焊缝全长。

⑦、经射线和超声波两种方法检查的焊缝,当评定结果不一致时,两种方法必须达到各自的质量标准,方可认为合格。

⑧、焊接过程中焊接工艺的“评定”试验。

A、焊接材料未按要求选用。

B、坡口形状改变,钝边(或坡口深度)增大2mm以上,坡口角度减少10°以上。根部间隙变化2mm以上。

C、焊接位置改变、衬垫改变。

D、焊接电流、焊接电压、焊接速度较已“评定”过的工艺改变10%以上。“评定”的试验项同和检验内容应与本桥焊接工艺试验时的评定内容一致

焊缝外观检查质量标准(mm):

(3)焊接位置:横隔板上翼缘、浇筑混凝土处。具体位置见施工图纸。

(1)采用专用螺柱(焊钉)焊机进行施工,其焊接设备设置专用配电箱及专用线路(从变压器引入)。

(4)为防止直流电弧磁偏吹,地线尽量对称布置在焊件两侧。

(1)在施焊面放线,画出焊钉的准确位置。

(2)对该点进行除锈、除漆、除油污处理,以露出金属光泽为准,并使施焊点局部平整。

(3)电弧保护瓷环摆放就位且瓷环要保持干燥,为提高效益在瓷环旁边摆放好焊钉。

(4)调整好焊接电流(1800A)和燃弧时间(1.2S)。

(8)焊钉处于提升位置时,电弧扩展到整个焊钉端面,并使端面少量熔化,电弧热同时使焊钉下方的工件表面熔化并形成熔池。

(9)电弧按预定时间熄灭时,电磁线圈去磁,靠弹簧压力快速地将焊钉熔化端压入熔池,焊接回路断开。

6.4焊接电流和焊接时间的选定

(1)输入焊接能量足够大,是保证获得优质电弧焊钉焊接接头的基本条件;输入焊接区域的总能量与焊接电流、焊接时间和焊接电弧电压有关。

(2)电弧电压取决于电弧长度或焊钉距离工件的距离,调好距离电弧电压就基本不变,所以输入能量只由焊接电流和焊接时间决定。

(3)使用不同的焊接电流和焊接时间的组合,均可能得到相同的输入能量。

(1)施焊点不得在有水分、直接雨淋下施工。

(3)风天施工,焊工应站在风头,以防火花伤害。

(4)注意焊工保护和安全,并系好安全带。

(1)每日每台班开始生产焊接前,或更换一种焊接条件时,都必须按规定的焊接工艺试焊2个栓钉,进行外观检查和35°角弯曲试验,合格后方可进行正式焊接。若有一个栓钉破坏,应重新焊接两个栓钉进行检验,若不合要求,应调整焊接工艺参数重新试焊,直到合格为止。试焊用的试板必须与工件材质相同,厚度允许变动±25%,焊接位置为平焊。

(2)正确调整设备参数,如焊接电流及焊接时间、提升高度、瓷环位置及焊钉伸出量。

(3)注意采用正确的电源性,保证地线与工件连接牢固。

(4)要保证焊钉焊接处的工件表面清洁。

(5)焊钉轴线须与工件表面始终正确的角度。

(6)栓钉焊接位置偏差:沿杆件的纵向,栓钉根部和顶部都应严格控制在±3mm;沿杆件的横向,栓钉根部为±3mm,顶部为±5mm。

(7)每个栓钉挤出焊脚(挤出焊脚,指焊缝四周挤出并留在焊缝四周的金属)。外观均应检查。外观检查应观察栓钉的熔化长度、挤出焊脚的饱满度、挤出焊脚宽度、高度以及栓钉与底面金属结合程度。一般情况栓钉底角应保证360°周边挤出焊脚,并满足下列要求:挤出焊脚沿栓钉轴线方向的平均高度和最小高度分别不小于4.4mm和3.3mm,焊缝的平均直径不小于27.5mm。焊钉高度为栓钉公称长度L1士1.5mm。

(8)试焊的2个栓钉应进行弯曲检验。检验方法可采用锤击或用弯曲套筒把栓钉从原来轴线弯曲30°。若栓钉焊缝完好没有任何损伤,方为合格。

(9)生产焊接中,对没有获得完整360°周边焊脚的栓钉,当其缺陷长度不超过90°时,可采用φ4mm或φ3.2nm的E5015焊条进行补焊,补焊长度应向缺陷两端外延10mm。补焊焊脚尺寸6mm。

(10)对不合格的焊钉应从工件上拆除,将移去栓钉的地方整平磨光,如遇到底面金属有损伤的,应用焊条补焊磨平,然后焊上替代栓钉,并应严格检查替代栓钉的焊接质量。

六、钢梁预防变形和矫正措施

1、底板上胎后,由于底板较厚刚性大,有可能出现底板下表面与胎上表面不密贴,可采用依胎的位置线在底板上表面划线,进行线性加热,并使加热两侧整体同时均匀施力压弯出弧。

2、防止由于焊后整体收缩量太大,可在主桥单段加收缩余量后在两端各留出200mm荒头,待出厂前定尺切头。

3、为确保主桥整体弧线,在胎上组装时,接口部位必须整体粘牢,待主桥整体焊完后制孔完毕,经质检部门及生产科认可再切口拆分。

4、为确保腹板与底板角焊缝的熔深及质量,施焊时采用第一、二遍用CO2气保焊施焊,第三、四、五遍用手把盖面,确保焊接的内在和外观质量。

5、焊后的加劲板弯曲变形可采用手工并配合热加工手段配合机具进行矫正。

1、主桥钢箱梁制作完成后应在工厂进行预拼装,预拼装必须在自由状态下完成,不得强行固定。

2、预拼装前必须根据施工图坐标尺寸,搭设柱间组装胎进行试装。

3、试装要留详细检查记录,由工厂技术主管组织鉴定合格后方可出厂。

4、预拼装检查合格后,应标注中心线、控制线,并打上钢号,标注清楚,做排版记录。

5、试装时应尽量包括各类杆件和各变化节点。

6、试装时要使各构件处在不受力的状态下,并应在试装场地不发生支点下沉的测平台架上进行。

7、凡试装用的杆件均应经检验合格后方可参与试装,且试装前应将杆件的边缘、孔边飞刺、电焊熔渣及飞溅清除干净。

8、试装应循序进行。每拼完一个单元(或节间)应先行检查和调整合格后再继续试拼下一单元。

9、试装过程中,应重点检查工地焊接接头部位、整体几何尺寸质量,同时应检查拼接处有无相互抵触情况,焊缝等是否影响安装。

1、防锈和涂装应在制作质量检验合格后进行。

2、基于国家环保规定,为了保证施工质量和进度,在施工过程中努力降低噪声、减少扬尘污染、保护环境,本次工程中钢构件喷砂采用零部件机器喷砂、底板厂房内人工喷砂后涂装底漆一遍,运输至露天场地进行整体拼装,以保护环境,符合环保要求。

3、构件表面除锈方法与除锈等级应与设计采用的涂料相适应。

4、钢梁杆件表面应采用喷丸或抛丸的方法进行除锈,除绣等级梁体可根据涂料选择Sa3.0或Sa2.5级,钢梁桥面板顶面为Sa3.0级,且必须将表面油污、氧化皮和铁锈以及其它杂物清除干净。

5、涂料涂装遍数、涂层厚度均应符合设计的要求。

6、涂装时的环境温度和相对湿度应符合涂料产品说明书的要求,当产品说明无要求时,环境温度宜在5~38℃之间,相对湿度不应大于85%,构件表面有结露时不得涂装,涂装后4小时内不得淋雨。

7、涂装完毕后,检查一切良好时,标注构件的原编号。

1、为顺利将各钢箱梁各零部件运输至工地,保证工地架梁顺利进行,要按工地架梁顺序发运。

3、为了保证公路运输安全及杆件涂装不受损坏,所有运输车辆严格执行装载、加固、捆绑方案外,并派专人随车押运。运输过程中,运输构件车必须有明确的标志。严格按总包方要求的时间、地点、顺序发运,保证工地架梁需要。所有钢结构发运前向有关部门取得货物运输许可及办理货物运输保险。

公路排障组:负责沿线道路排障工作,按照排障方案,完成各段各种障碍的排除,保证运输车辆顺利通行。

公路运输护送组:负责与交警路政部门配合,护送运输车辆通行,到达卸货地点。

对外联络协调组:负责整个运输过程中与交警路政部门及有关部门的协调工作,保证运输顺利进行。

后勤服务保障组:负责安排运输人员的后勤保障、生活服务工作。

质量保障组:负责整个运输过程中的质量保障工作,监督检查运输工作质量,预防质量事故。

封刹加固组:负责桥梁结构件装车后封刹加固,保证运输安全。

设备保证组:负责运输车辆的保养与维修。

各组分工协作,指挥部统一调度,确保各项工作有序、高效、优质地完成各项任务。

施工区域设置电焊机10台,靠近施工区域布置。设置气焊工具6套,氧气、乙炔瓶装供应,钢瓶分类存放在2个气瓶房内,靠近施工区域布置。

3、起重机及运输车辆选择

依据场地条件、构件重量和起重机性能选择起重机。本工程使用吊装速度快、负荷大的履带式起重机配合作业。

主要车辆设备有: 500吨德马格CC2500~1500吨的履带起重机进行吊装。

CC2500~1500履带式起重机技术参数表

CC2500~1500履带式起重机

起重机配重【超起配重】

全桥共有两条线,分左右各一幅,长38米,宽13米,高1.7米。钢箱梁采取现场整体拼装制作,钢箱梁在桩K0+680.000西侧拼装,须跨铁路吊装,所以在吊装跟铁路有关的梁段之前需要建设单位与铁路部门沟通,申请列车临时停运,在规定的时间内将梁段吊装就位。

2.1施工现场钢箱梁总平面图

本桥是两幅桥,全桥钢箱梁1跨共计38米,横跨青藏铁路,全桥采用性能较好的型号为;CC2500~1500履带式起重机整桥吊装,共分2次站位吊装完成,钢箱梁现场吊装平面示意图如下:

2.2钢箱梁分步吊装顺序

第一步:500T履带吊站位于K0+680.000墩南侧,将钢箱梁吊起,当距离较远时,履带吊可向东侧移动,直至能够安全的将钢箱梁就位。吊装立面示意图如下:

第二步:500T吊车站位于K0+680.000墩北侧,将钢箱梁吊起,当距离较远时,履带吊可向东侧移动,直至能够安全的将钢箱梁就位。吊装立面示意图如下:

3)、点计划及具体施工安排

根据施工进度计划及具体施工工期安排,整个钢箱梁吊装过程中共计要点2次,具体见附表。

点前进行施工准备工作某大桥桩基施工方案,主要有吊车就为并调试检查,进行挂钩、试吊,点前半小时起钩等待给点开始施工。

点内施工内容为:起吊、移梁、细部调整、就位、钢箱梁临时拴接。每条线的首段钢箱梁就位后马上与永久桥墩固定,每条线的次段钢箱梁就位后应与首段钢梁通过连接板、销钉和安装螺栓临时固定,所有施工工序均在点内进行,确保铁路运营的安全。每跨钢箱梁安装完成后立即组织进行相关附属工程的施工,包括桥梁高程、桥梁线型调整、高强螺栓的安装与紧固,联梁和混凝土钢制模板的安装与焊接。

1、吊点采用工厂制作时设置的专用钢板制吊耳,每段钢箱梁对称置4个吊耳,可靠焊接在钢箱梁上。吊索采用尼龙吊带,共四根,单根起重能力80t,卸卡选用80t卸卡,共计320吨,安全系数为1.333

5)、安装钢箱梁安装后的允许偏差

规定值或允许偏差(mm)

两孔相临横梁中线相对偏差

活动支座按设计气温定位前偏差

安装时吊车臂起落要平稳、低速,禁止忽快忽慢或突然制动,避免碰撞而引起钢结构变形。构件支点应设在自身重力作用下构件不致产生变形处。构件间应留有适当空隙xxx工程施工组织设计,以便起吊操作及检查。

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