大跨度钢结构拱桥的加工制作
【摘要】大跨度钢结构拱桥的制作关键是主拱架的加工,由于建筑美观的需要,外形不规则,加工难度较大。本文结合具体的工程,着重介绍了拱架的组装方法和变形矫正工艺措施,通过相关措施的应用,有效地减少了焊接变形,减小了拱架外形尺寸误差,满足了建筑美观的要求。
【关键词】 大跨度 钢结构拱桥 焊接 矫形
随着城市建设的发展,钢结构的应用越来越广泛,许多城市都出现了大量造型新颖、美观的钢结构景观桥。这些项目在满足建筑美观的同时,也给钢结构的制作增加了不少难度。
本文根据我公司加工制作的大跨度钢结构拱桥项目的加工制作经验,对制作过程中主要操作工艺要点进行了总结。该项目为烟台市逛荡河人行景观桥工程,桥梁为下承式钢管拱桥,拱架跨度72m,拱高7.5米,拱架总重量105吨。拱肋上、下弦为悬链线,采用四根Ф140x14无缝钢管与厚度为16mm 和14mm 的缀板组成的500*500箱形截面,上、下弦拱肋间斜腹杆为焊接H 型钢。
图1:拱架实例模型及拱肋断面图
1. 工艺原理
根据结构设计给出的拱架轴线放样坐标(或根据轴线方程计算出放样坐标),利用钢结构加工行业的火焰矫形技术及相关的工艺装备,按大样制作加工。在制作过程中采取合理的组装次序和焊接顺序,减少焊接变形。
2. 工艺流程及操作要点
2.1 工艺流程
2.2 工艺操作要点
2.2.1 下料
(1)拱肋横向劲板根据零件详图,采用数控编程火焰切割下料,劲板尺寸误差控制在2mm 以内,以减小组装间隙,减小焊接变形量。纵向劲板宽度较小,可直接直条下料,组装时根据拱架弧度分段拼接。
(2)拱肋上、下缀板弧度弯曲方向垂直于板面方向,弹性较大,弯曲度容易调整。下料时,根据零件尺寸直条下料,同时加工两侧焊缝的坡口,坡口45°,留钝边2mm。侧面缀板为近似扇环形,采用数控编程火焰切割下料。
(3)拱肋钢管下料时,根据拱架分段点所确定的钢管长度(L0)加上火焰矫形收缩量(S1)和焊缝收缩量(S2),根据实际加工统计,火焰矫形收缩和焊缝收缩均取经验值每米收缩量1mm,钢管下料长度L= L0+ S1+ S2。
(4)斜腹杆端部为变截面,且与拱肋带角度连接。腹板端部采用数控编程火焰切割下料,再与直线段拼接。腹板、翼板组立采用人工组立,端部弯曲圆弧采取加热煨弯的方法。
2.2.2 拱肋胎模放样
(1)首先铺设钢平台,使用25mm 厚的钢板直接铺设在车间地面上,大小为4m×24m左右(具体可根据拱架宽度、跨度大小作相应调整),用粉线将拱架放样坐标轴网的大概位置弹在钢板上,使用水准仪将位于放样坐标轴线上的控制点找平,将钢卷尺固定在标尺上读数,标高误差控制在3mm 以内。
(2)在步骤(1)中找平的钢平台上重新校准放样坐标轴网,同时砸上样冲眼并作好标记,在整个制作过程中要注意保护控制标记。
(3)根据放样坐标,将拱肋钢管的内、外轮廓在钢板上放出大样,并每隔1m 取一个控制
点,砸上样冲眼。
(4)根据构件详图,将拱架斜腹杆腹板中心线的位置在钢板上放出大样,并砸上样冲眼。
(5)为了便于拱架分段的组装,架设高度为400mm 左右的组装支架,可使用HM400*200热轧型钢,长度1m 左右,沿拱架弧长方向每隔2m 左右设置1根,位置应离开钢平台上的放样坐标轴线300mm 左右,以便于拱肋内、外轮廓的复核、矫正。同时,也应该避开拱肋上有连接板及斜腹杆连接点的位置。为了提高标高控制的精确度,在热轧型钢顶放置角钢(角钢两趾脚与型钢翼缘焊接),与拱肋钢管形成点支撑,便于标高控制。H 型钢支架与地面钢板要点焊牢固,防止加工制作过程中发生滑移。
2.2.3 拱肋钢管矫形
拱肋钢管矫形是制作的关键工序,如果有专业设备弯管机,可根据所需尺寸直接压弯成型。本文主要介绍当工艺设备条件受限条件下,使用火焰矫形的工艺操作方法。
首先,在钢平台上放出拱肋钢管的外轮廓线,沿外轮廓线每隔500mm 设置一个固定点,作为拱肋钢管矫形的胎模,固定点使用长度100mm 角钢L50*4垂直焊接在钢平台上。
然后,从拱肋钢管的中点向两端每隔500mm 设置一个加热点。当拱肋弧形矢高较大时,可适当缩小加热点之间的距离;当拱肋弧形矢高较小时,可适当增大加热点之间的距离。加热点呈三角形,边长约为钢管半径,三角形顶点朝向拱肋钢管圆弧“外凸”的方向,如下图2所示。加热温度控制在800℃左右,当钢材表面颜色为鲜红色时即可。对于材质为Q345B 的钢材应自
然冷却,严禁浇水冷却。
图2:拱肋钢管火焰矫形示意图
加热时,以钢管中点为对称中心,两端对称加热,加热完成后,将钢管与胎模靠齐,如果达不到弯曲弧度要求,可在加热点之间再增设新的加热点(不要重复加热同一位置),直到钢管与各固定点均靠紧无间隙时停止加热。
2.2.4 拱肋U 形组装
(1)拱肋U 型的侧面组装
将弯制成型的拱肋侧面上、下两钢管放置于组装支架上,使用水平尺分别将两钢管与拱肋在地面钢板上的内、外轮廓线靠齐,固定好后,将侧面弧形缀板组装在两钢管之间。由于缀板与钢管的连接焊缝为一级焊缝,为了保证焊缝的焊接质量,缀板与钢管应留间隙3mm,缀板坡口45°,钝边2mm。内侧设置-6*30的垫板,沿焊缝长度通长设置。用同样的方法组装拱肋U 型的另一个侧面。
(2)拱肋U 型底面组装
将拱肋劲板按图纸位置安装在拱肋U 型的一个侧面上,安装时必须严格控制组装精度。然后安装拱肋U 型底面缀板,利用拱肋劲板与缀板的接触边来定位缀板位置,组装时直接将底面缀板与劲板贴紧即可。拱肋劲板与拱肋U 型侧面、底面缀板要点焊牢固。如下图3所示。
A A-A
图3:拱肋钢管与缀板组装示意图
(3)拱肋U 型组装
将拱肋U 型的另一个侧面放置在拱肋劲板上,根据拱肋截面尺寸,调整拱肋U 型侧面的位置以及与底面缀板的垂直度,每隔2m 左右设置一个十字支撑,固定拱肋4根钢管的相对位置。如下图4所示。
A
A-A
图4:拱肋U 型组装示意图
2.2.5 拱肋劲板焊接
由于结构设计在拱肋箱体内部设有纵向和横向劲板。纵向劲板沿拱肋下层缀板通长布置,横向劲板设置于拱架斜腹杆腹板相对的位置。在拱肋U 型盖板组装之前,应该先将拱肋内部焊缝焊接完成。先焊接内部纵向劲板的焊缝,再焊接横向劲板的焊缝。
2.2.6 拱肋U 形盖板组装
拱肋盖板组装需待拱肋内部纵、横劲板焊接完成后再进行。组装盖板之前,应先将焊缝垫板定位固定,同时应将拱肋U 型内的焊渣及其他杂物清理干净,防止盖板组装后无法清理。
2.2.7 拱肋焊接
拱肋焊接质量的是整个拱肋制作是否成功的关键点之一,为保证一级焊缝一次探伤合格及尽量减小焊接变形。应严格按照制定的焊接方案及焊接顺序进行焊接作业。
(1)焊前准备
焊接之前应先将焊缝附近的氧化铁、杂物清理干净,特别是点固焊缝附近,对有缺陷的点固焊缝应使用砂轮将缺陷打磨处理掉,防止后续焊接过程中形成新的缺陷,探伤通不过。使用高压空气沿焊缝位置吹扫一遍,可快速的清除杂物及灰尘。
(2)焊接方案
焊缝焊接分3道完成:打底焊(CO2气体保护焊)→填充焊(CO2气体保护焊)→盖面焊(半自动埋弧焊)。半自动埋弧焊接时,应根据拱肋焊缝位置及时调整半自动埋弧焊机的轨道,防止焊道偏移。
(3)焊接顺序
总体焊接顺序为:先焊接两侧面缀板(即平行于拱肋弯曲平面的两个侧面)的4条焊缝,即下图5中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ焊缝;后焊接拱肋上、下缀板的4条焊缝,即下图5中的Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ焊缝。
(a)、两侧面缀板焊缝的焊接:打底焊和填充焊采取对称焊接,分段退焊的顺序焊接,如下图所示:由4名焊工在拱肋两侧面同时焊接,Ⅰ、Ⅱ焊缝先焊接,且同时焊接,Ⅲ、Ⅳ焊缝后焊接,亦要求同时焊接。在焊接过程中按照①→②→③→…的顺序分段退焊,按照2m 为一个分段。埋弧焊接盖面焊接从拱肋一端开始向另一端连续焊接。
ⅠⅤⅥⅡ
焊工A 、B 工作侧面
ⅣⅧ
焊工C 、D 工作侧面Ⅲ
1-1
图5:拱肋焊接顺序示意图
(b)、拱肋上、下缀板焊缝的焊接:打底焊和填充焊与(a)中类似,采取对称焊接,分段退焊的顺序焊接。Ⅴ、Ⅵ焊缝先焊接,且同时焊接;Ⅶ、Ⅷ焊缝后焊接,且同时焊接。埋弧焊接盖面焊接从拱肋一端开始向另一端连续焊接。
2.2.8 拱肋焊接变形矫正
由于拱肋为箱型,内部多处设有横向劲板,刚性很大,焊接完成后拱肋变形一般很小。如果出现拱肋弯曲挠度过大或过小的情况,可分别按照下图6所示,加热三角形阴影区域,在拱肋的3个面同时加热,加热温度控制在800℃左右。 弯曲挠度过大弯曲挠度过小
图6:拱肋焊接变形矫正示意图
2.2.9 拱肋部件除锈
拱架整体组装后,截面尺寸超出除锈设备抛丸机的进、出口大小,因此整体组装之前,必须先将各组装零部件先进行抛丸除锈。构件抛丸除锈等级为Sa2.5级,构件表面抛丸除锈后,应露出银灰色金属光泽,且无灰尘、油污、浮前钢丸等杂质。为防止抛丸除锈后零部件的二次锈蚀,先涂装一层底漆。在需要焊接的部位进行遮盖保护。
2.2.10 拱架分段组装
根据构件运输及现场吊装条件,拱架应分段制作,现场拼接。为了尽量减小运输难度,节约运输费用。一般大型构件以长度不超过20m,宽度不超过4m,重量不超过30吨。现场分段节点的形式及位置严格按照设计施工,当设计没有涉及时,应该和设计单位沟通联系,将分段
点设置在受力较小的部位,并征得设计单位的同意方可施工。
拱架分段组装,先将上、下拱肋的位置按照放样轮廓对齐固定,然后安装斜腹杆等中间连接杆件及吊杆连接板。
2.2.11 拱架分段焊接
各拱架分段组装完毕后,从拱架中间部位向两端焊接,对要求一级焊缝熔透焊接的部分,应随时焊接随时进行超声波探伤,确保焊缝质量。
2.2.12 拱架预拼装
预拼装是提前检验构件加工质量,发现问题并提出解决方案的重要步骤。按照拱架大样,将各拱架分段进行整体拼装。将相连的两段拱架接头部位的控制点打样冲眼作好标记,便于现场安装控制。
2.2.13 拱架涂装
(1)施工前,必须对油漆名称、型号、颜色进行检查,均应符合设计要求。
(2)油漆配制应按油漆说明书进行,不得随意增加稀释剂。
(3)涂层应均匀,不允许有针孔、气泡、裂纹、脱皮、流挂、返锈、误漏除等缺隙,漆膜无明显起皱,附着应良好。
(4)禁止涂漆需要遮盖保护的部位:拱肋脚底板与砼紧贴或埋入部位、高强螺栓磨擦接触面,工地拼接现场焊接部位两侧100mm 范围之内。
(5)涂装完毕后,应及时在构件上标注编号,便于工地安装。
3. 质量控制
桥拱设计是按照公路桥涵相关规范设计的,质量检验及验收应按照《公路桥涵施工技术规范_JTJ041-2000》及《钢结构工程施工质量验收规范GB50205_2001》进行加工质量控制,主要从管理和技术两方面进行控制。
3.1 管理措施
加工制作之前,由技术部门召集参加制作加工的所有技术人员、质量管理控制人员及主要操作人员,对工程的性质、特点及关键工序进行综合交底说明。所有施工图纸、工艺要求及所要求的质量标准都提前交接给各相关人员。
严格控制各工序质量,通过班组自检、互检、质检员专检来保证每道工序都处于受控状态,不合格工序不得转入下一道工序施工。
所有施焊人员必须持有焊工合格证上岗施焊,焊工施焊应严格按焊接工艺进行,不得随意更改焊接工艺,焊接完毕后应在规定部位打上钢印号;并对焊接质量的好坏实行相应的奖罚制度。
3.2 技术措施
通过对整个工程特点及加工工艺过程的综合分析,主要从以下几个方面进行有针对性的加工质量控制。
(1)零部件加工过程:拱肋钢管的长度(只允许正偏差)、缀板的宽度(只允许正偏差)。
(2)拱架胎膜放样尺寸控制:重点检查放样坐标、拱肋内、外轮廓控制点、吊杆连接板定位轴线位置。
(3)拱架组装过程:重点组装总尺寸及各零部件的定位轴线尺寸,误差控制在3mm 以内。
(4)焊接过程:焊接前,重点检查焊接部位的工艺执行情况,坡口加工及间隙预留是否符合要求。焊接后,及时使用超声波探伤检查,发现问题及时纠正。所有一级焊缝均100%探伤。
(5)拱架预拼装过程:重点检查预拼装后,拱架总体尺寸误差(控制在5mm 以内)、彼此相连分段构件工地连接定位标记。
(6)涂装过程:重点控制每道漆膜的厚度、相邻涂层的涂装间隔时间、干漆膜总厚度。
大跨度钢结构拱桥的加工制作
【摘要】大跨度钢结构拱桥的制作关键是主拱架的加工,由于建筑美观的需要,外形不规则,加工难度较大。本文结合具体的工程,着重介绍了拱架的组装方法和变形矫正工艺措施,通过相关措施的应用,有效地减少了焊接变形,减小了拱架外形尺寸误差,满足了建筑美观的要求。
【关键词】 大跨度 钢结构拱桥 焊接 矫形
随着城市建设的发展,钢结构的应用越来越广泛,许多城市都出现了大量造型新颖、美观的钢结构景观桥。这些项目在满足建筑美观的同时,也给钢结构的制作增加了不少难度。
本文根据我公司加工制作的大跨度钢结构拱桥项目的加工制作经验,对制作过程中主要操作工艺要点进行了总结。该项目为烟台市逛荡河人行景观桥工程,桥梁为下承式钢管拱桥,拱架跨度72m,拱高7.5米,拱架总重量105吨。拱肋上、下弦为悬链线,采用四根Ф140x14无缝钢管与厚度为16mm 和14mm 的缀板组成的500*500箱形截面,上、下弦拱肋间斜腹杆为焊接H 型钢。
图1:拱架实例模型及拱肋断面图
1. 工艺原理
根据结构设计给出的拱架轴线放样坐标(或根据轴线方程计算出放样坐标),利用钢结构加工行业的火焰矫形技术及相关的工艺装备,按大样制作加工。在制作过程中采取合理的组装次序和焊接顺序,减少焊接变形。
2. 工艺流程及操作要点
2.1 工艺流程
2.2 工艺操作要点
2.2.1 下料
(1)拱肋横向劲板根据零件详图,采用数控编程火焰切割下料,劲板尺寸误差控制在2mm 以内,以减小组装间隙,减小焊接变形量。纵向劲板宽度较小,可直接直条下料,组装时根据拱架弧度分段拼接。
(2)拱肋上、下缀板弧度弯曲方向垂直于板面方向,弹性较大,弯曲度容易调整。下料时,根据零件尺寸直条下料,同时加工两侧焊缝的坡口,坡口45°,留钝边2mm。侧面缀板为近似扇环形,采用数控编程火焰切割下料。
(3)拱肋钢管下料时,根据拱架分段点所确定的钢管长度(L0)加上火焰矫形收缩量(S1)和焊缝收缩量(S2),根据实际加工统计,火焰矫形收缩和焊缝收缩均取经验值每米收缩量1mm,钢管下料长度L= L0+ S1+ S2。
(4)斜腹杆端部为变截面,且与拱肋带角度连接。腹板端部采用数控编程火焰切割下料,再与直线段拼接。腹板、翼板组立采用人工组立,端部弯曲圆弧采取加热煨弯的方法。
2.2.2 拱肋胎模放样
(1)首先铺设钢平台,使用25mm 厚的钢板直接铺设在车间地面上,大小为4m×24m左右(具体可根据拱架宽度、跨度大小作相应调整),用粉线将拱架放样坐标轴网的大概位置弹在钢板上,使用水准仪将位于放样坐标轴线上的控制点找平,将钢卷尺固定在标尺上读数,标高误差控制在3mm 以内。
(2)在步骤(1)中找平的钢平台上重新校准放样坐标轴网,同时砸上样冲眼并作好标记,在整个制作过程中要注意保护控制标记。
(3)根据放样坐标,将拱肋钢管的内、外轮廓在钢板上放出大样,并每隔1m 取一个控制
点,砸上样冲眼。
(4)根据构件详图,将拱架斜腹杆腹板中心线的位置在钢板上放出大样,并砸上样冲眼。
(5)为了便于拱架分段的组装,架设高度为400mm 左右的组装支架,可使用HM400*200热轧型钢,长度1m 左右,沿拱架弧长方向每隔2m 左右设置1根,位置应离开钢平台上的放样坐标轴线300mm 左右,以便于拱肋内、外轮廓的复核、矫正。同时,也应该避开拱肋上有连接板及斜腹杆连接点的位置。为了提高标高控制的精确度,在热轧型钢顶放置角钢(角钢两趾脚与型钢翼缘焊接),与拱肋钢管形成点支撑,便于标高控制。H 型钢支架与地面钢板要点焊牢固,防止加工制作过程中发生滑移。
2.2.3 拱肋钢管矫形
拱肋钢管矫形是制作的关键工序,如果有专业设备弯管机,可根据所需尺寸直接压弯成型。本文主要介绍当工艺设备条件受限条件下,使用火焰矫形的工艺操作方法。
首先,在钢平台上放出拱肋钢管的外轮廓线,沿外轮廓线每隔500mm 设置一个固定点,作为拱肋钢管矫形的胎模,固定点使用长度100mm 角钢L50*4垂直焊接在钢平台上。
然后,从拱肋钢管的中点向两端每隔500mm 设置一个加热点。当拱肋弧形矢高较大时,可适当缩小加热点之间的距离;当拱肋弧形矢高较小时,可适当增大加热点之间的距离。加热点呈三角形,边长约为钢管半径,三角形顶点朝向拱肋钢管圆弧“外凸”的方向,如下图2所示。加热温度控制在800℃左右,当钢材表面颜色为鲜红色时即可。对于材质为Q345B 的钢材应自
然冷却,严禁浇水冷却。
图2:拱肋钢管火焰矫形示意图
加热时,以钢管中点为对称中心,两端对称加热,加热完成后,将钢管与胎模靠齐,如果达不到弯曲弧度要求,可在加热点之间再增设新的加热点(不要重复加热同一位置),直到钢管与各固定点均靠紧无间隙时停止加热。
2.2.4 拱肋U 形组装
(1)拱肋U 型的侧面组装
将弯制成型的拱肋侧面上、下两钢管放置于组装支架上,使用水平尺分别将两钢管与拱肋在地面钢板上的内、外轮廓线靠齐,固定好后,将侧面弧形缀板组装在两钢管之间。由于缀板与钢管的连接焊缝为一级焊缝,为了保证焊缝的焊接质量,缀板与钢管应留间隙3mm,缀板坡口45°,钝边2mm。内侧设置-6*30的垫板,沿焊缝长度通长设置。用同样的方法组装拱肋U 型的另一个侧面。
(2)拱肋U 型底面组装
将拱肋劲板按图纸位置安装在拱肋U 型的一个侧面上,安装时必须严格控制组装精度。然后安装拱肋U 型底面缀板,利用拱肋劲板与缀板的接触边来定位缀板位置,组装时直接将底面缀板与劲板贴紧即可。拱肋劲板与拱肋U 型侧面、底面缀板要点焊牢固。如下图3所示。
A A-A
图3:拱肋钢管与缀板组装示意图
(3)拱肋U 型组装
将拱肋U 型的另一个侧面放置在拱肋劲板上,根据拱肋截面尺寸,调整拱肋U 型侧面的位置以及与底面缀板的垂直度,每隔2m 左右设置一个十字支撑,固定拱肋4根钢管的相对位置。如下图4所示。
A
A-A
图4:拱肋U 型组装示意图
2.2.5 拱肋劲板焊接
由于结构设计在拱肋箱体内部设有纵向和横向劲板。纵向劲板沿拱肋下层缀板通长布置,横向劲板设置于拱架斜腹杆腹板相对的位置。在拱肋U 型盖板组装之前,应该先将拱肋内部焊缝焊接完成。先焊接内部纵向劲板的焊缝,再焊接横向劲板的焊缝。
2.2.6 拱肋U 形盖板组装
拱肋盖板组装需待拱肋内部纵、横劲板焊接完成后再进行。组装盖板之前,应先将焊缝垫板定位固定,同时应将拱肋U 型内的焊渣及其他杂物清理干净,防止盖板组装后无法清理。
2.2.7 拱肋焊接
拱肋焊接质量的是整个拱肋制作是否成功的关键点之一,为保证一级焊缝一次探伤合格及尽量减小焊接变形。应严格按照制定的焊接方案及焊接顺序进行焊接作业。
(1)焊前准备
焊接之前应先将焊缝附近的氧化铁、杂物清理干净,特别是点固焊缝附近,对有缺陷的点固焊缝应使用砂轮将缺陷打磨处理掉,防止后续焊接过程中形成新的缺陷,探伤通不过。使用高压空气沿焊缝位置吹扫一遍,可快速的清除杂物及灰尘。
(2)焊接方案
焊缝焊接分3道完成:打底焊(CO2气体保护焊)→填充焊(CO2气体保护焊)→盖面焊(半自动埋弧焊)。半自动埋弧焊接时,应根据拱肋焊缝位置及时调整半自动埋弧焊机的轨道,防止焊道偏移。
(3)焊接顺序
总体焊接顺序为:先焊接两侧面缀板(即平行于拱肋弯曲平面的两个侧面)的4条焊缝,即下图5中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ焊缝;后焊接拱肋上、下缀板的4条焊缝,即下图5中的Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ焊缝。
(a)、两侧面缀板焊缝的焊接:打底焊和填充焊采取对称焊接,分段退焊的顺序焊接,如下图所示:由4名焊工在拱肋两侧面同时焊接,Ⅰ、Ⅱ焊缝先焊接,且同时焊接,Ⅲ、Ⅳ焊缝后焊接,亦要求同时焊接。在焊接过程中按照①→②→③→…的顺序分段退焊,按照2m 为一个分段。埋弧焊接盖面焊接从拱肋一端开始向另一端连续焊接。
ⅠⅤⅥⅡ
焊工A 、B 工作侧面
ⅣⅧ
焊工C 、D 工作侧面Ⅲ
1-1
图5:拱肋焊接顺序示意图
(b)、拱肋上、下缀板焊缝的焊接:打底焊和填充焊与(a)中类似,采取对称焊接,分段退焊的顺序焊接。Ⅴ、Ⅵ焊缝先焊接,且同时焊接;Ⅶ、Ⅷ焊缝后焊接,且同时焊接。埋弧焊接盖面焊接从拱肋一端开始向另一端连续焊接。
2.2.8 拱肋焊接变形矫正
由于拱肋为箱型,内部多处设有横向劲板,刚性很大,焊接完成后拱肋变形一般很小。如果出现拱肋弯曲挠度过大或过小的情况,可分别按照下图6所示,加热三角形阴影区域,在拱肋的3个面同时加热,加热温度控制在800℃左右。 弯曲挠度过大弯曲挠度过小
图6:拱肋焊接变形矫正示意图
2.2.9 拱肋部件除锈
拱架整体组装后,截面尺寸超出除锈设备抛丸机的进、出口大小,因此整体组装之前,必须先将各组装零部件先进行抛丸除锈。构件抛丸除锈等级为Sa2.5级,构件表面抛丸除锈后,应露出银灰色金属光泽,且无灰尘、油污、浮前钢丸等杂质。为防止抛丸除锈后零部件的二次锈蚀,先涂装一层底漆。在需要焊接的部位进行遮盖保护。
2.2.10 拱架分段组装
根据构件运输及现场吊装条件,拱架应分段制作,现场拼接。为了尽量减小运输难度,节约运输费用。一般大型构件以长度不超过20m,宽度不超过4m,重量不超过30吨。现场分段节点的形式及位置严格按照设计施工,当设计没有涉及时,应该和设计单位沟通联系,将分段
点设置在受力较小的部位,并征得设计单位的同意方可施工。
拱架分段组装,先将上、下拱肋的位置按照放样轮廓对齐固定,然后安装斜腹杆等中间连接杆件及吊杆连接板。
2.2.11 拱架分段焊接
各拱架分段组装完毕后,从拱架中间部位向两端焊接,对要求一级焊缝熔透焊接的部分,应随时焊接随时进行超声波探伤,确保焊缝质量。
2.2.12 拱架预拼装
预拼装是提前检验构件加工质量,发现问题并提出解决方案的重要步骤。按照拱架大样,将各拱架分段进行整体拼装。将相连的两段拱架接头部位的控制点打样冲眼作好标记,便于现场安装控制。
2.2.13 拱架涂装
(1)施工前,必须对油漆名称、型号、颜色进行检查,均应符合设计要求。
(2)油漆配制应按油漆说明书进行,不得随意增加稀释剂。
(3)涂层应均匀,不允许有针孔、气泡、裂纹、脱皮、流挂、返锈、误漏除等缺隙,漆膜无明显起皱,附着应良好。
(4)禁止涂漆需要遮盖保护的部位:拱肋脚底板与砼紧贴或埋入部位、高强螺栓磨擦接触面,工地拼接现场焊接部位两侧100mm 范围之内。
(5)涂装完毕后,应及时在构件上标注编号,便于工地安装。
3. 质量控制
桥拱设计是按照公路桥涵相关规范设计的,质量检验及验收应按照《公路桥涵施工技术规范_JTJ041-2000》及《钢结构工程施工质量验收规范GB50205_2001》进行加工质量控制,主要从管理和技术两方面进行控制。
3.1 管理措施
加工制作之前,由技术部门召集参加制作加工的所有技术人员、质量管理控制人员及主要操作人员,对工程的性质、特点及关键工序进行综合交底说明。所有施工图纸、工艺要求及所要求的质量标准都提前交接给各相关人员。
严格控制各工序质量,通过班组自检、互检、质检员专检来保证每道工序都处于受控状态,不合格工序不得转入下一道工序施工。
所有施焊人员必须持有焊工合格证上岗施焊,焊工施焊应严格按焊接工艺进行,不得随意更改焊接工艺,焊接完毕后应在规定部位打上钢印号;并对焊接质量的好坏实行相应的奖罚制度。
3.2 技术措施
通过对整个工程特点及加工工艺过程的综合分析,主要从以下几个方面进行有针对性的加工质量控制。
(1)零部件加工过程:拱肋钢管的长度(只允许正偏差)、缀板的宽度(只允许正偏差)。
(2)拱架胎膜放样尺寸控制:重点检查放样坐标、拱肋内、外轮廓控制点、吊杆连接板定位轴线位置。
(3)拱架组装过程:重点组装总尺寸及各零部件的定位轴线尺寸,误差控制在3mm 以内。
(4)焊接过程:焊接前,重点检查焊接部位的工艺执行情况,坡口加工及间隙预留是否符合要求。焊接后,及时使用超声波探伤检查,发现问题及时纠正。所有一级焊缝均100%探伤。
(5)拱架预拼装过程:重点检查预拼装后,拱架总体尺寸误差(控制在5mm 以内)、彼此相连分段构件工地连接定位标记。
(6)涂装过程:重点控制每道漆膜的厚度、相邻涂层的涂装间隔时间、干漆膜总厚度。