中承式拱桥施工组织设计

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中承式拱桥施工组织设计

●钢管拱肋制造保证措施:

●由专业、持证、有相关工程施工经验的优秀焊工施焊

●在施工中设置关键工序、关键点

●制定严格的施工工艺和绘制施工图纸

GB55001-2021工程结构通用规范(高清带书签).pdf巫山大桥施工、检验流程图见图4。

巫峡长江大桥钢管拱制造施工图纸目录

巫峡长江大桥钢管拱制造施工工艺文件目录

4.1生产技术准备工艺方案

4.1.1.2所有材料复验工作在工厂计量试验所进行,工厂计量试验所为国家二级计量单位。复验合格的材料方可按程序文件办理入库。按牌号、规格、炉批号等分类存放和领用。

4.1.1.3材料入库登记入册工作采用微机管理,施工过程实行材质跟踪管理,及时掌握材料使用动向,实现该工程所用材料使用的可追溯性。

4.1.2工艺评定试验

钢管桁架拱肋制造前,工厂按《钢管桁架拱肋制造及验收技术规定》的要求进行焊接工艺评定和切割工艺评定试验。以此确定适合工厂设备、人员、管理等方面的最佳工艺参数,钢管桁架拱肋在实际制造中严格按工艺评定确定的参数作业。工艺评定试验内容:切割工艺评定试验、焊接工艺评定试验。

为了提高放样精度,应用计算机放样和数控编程技术。在放样过程中,充分利用工厂在钢管拱桥制造方面的成熟经验,对所有零件均预置精度补偿量,并采用无余量下料工艺。

下料采用德国梅塞尔650型门式数控等离子切割机、澳大利亚

(1)用计算机辅助设计,建立本工程钢结构的三维模型。

(2)根据制作工艺原则,通过模型采样拆解成单元,再将单元进一步拆解成零件。

(3)经计算机数学放样处理,获得零件下料的精确理论尺寸,再根据接头加工要求和焊接收缩量确定下料加工的工艺尺寸:

下料工艺尺寸=理论尺寸+焊接收缩量+加工余量

放样模拟后,将精度制作技术运用于整个施工过程,从而确保本工程结构杆件等构件的制作满足施工图样、标书及规范的技术要求。

(1)用等离子数控切割机和数控氧乙炔切割机切割。

(2)零件下料尺寸均考虑了焊接收缩量及切割、刨边等机加工的诸多因素,下料尺寸精度误差达到lmm。

(3)焊缝坡口在此阶段采用刨边加工和切割加工,达到工艺文件确定的技术要求。

(4)对零件自由边经半自动打磨机进行倒角、打磨处理,确保外观质量达到美观要求和满足涂装工艺要求。

4.3.1且本工程直径为φ350至φ920mm外径的钢管采用外购焊管。直径φ350以下的钢管采用外购无缝钢管,φ1000mm以上的钢管采用自制钢管。

4.3.2钢管相贯线切割

管桁架相贯线全部采用微机控制管子三维自动切管机精确切割,即支管上的相贯钱及焊接坡口一次切割完成。

4.4主拱肋节段匹配及预拼制造

4.4.1拱节段匹配制造在工厂阳逻80米跨厂房及其延长的水泥路面区域进行。

4.4.2弦杆零件制造

4.4.2.1φ1220mm外径的弦杆钢管根据施工图要求下料,其下料长度大约7500mm,并标明弦杆的编号。

4.4.2.2采用大管径虾弯切割机进行弦杆零件筒节端口及焊接坡口的切割。

4.4.2.3零件存放场地应在部件存放之前清理干净,存放场地应有宽敞的通道。

4.4.3主拱肋节段匹配制适

4.4.3.1节段的组焊与预拼装,工厂将采用“l+4”匹配卧装制造方案,设置卧装预拼胎架,即拱肋由3组“l+4”匹配卧装胎架完成。每组胎架设置5个节段进行匹配组装焊接位置。既能保证节段的几何尺寸的一致性和正确性,又能保证节段间端口及节段间工地连接的匹配性。

4.4.3.2匹配胎架是节段匹配制造的基础,要求具有足够的刚度,胎架模板是节段匹配制造的外形依托,必须牢固可靠。“l+4”胎架线型值由计算机提供,采用激光经纬仪配合钢卷尺在厂房地上分别做出单元件的纵、横向定位线,节段纵向中心线等定位标记,为便于节段组装时各零件的定位。节段匹配制造每完成一轮,要复验胎架线型及所有标记位置。施工时按胎架图册进行制造。

4.4.3.3节段匹配制造阶段主要完成节段弦杆、横联、腹杆、吊杆管、横隔结构、拱段端口接头结构的组装和相邻节段的匹配工作。

主拱中φ1220mm外径弦杆线型以折代曲,弦杆在制造胎架上进行拼接。弦杆零件在预拼胎架上组装成弦杆。并将节段弦杆上胎架与模板贴合,吊垂线使其纵、横向定位线与地上的相应定位标记相吻合并与胎架固定定位。装配节段上部弦杆时,使其上的纵、横向定位线与地面相应定位标记调整至相吻合。并进行装配报检。弦杆部件位置调整好后进行弦杆节段装焊。

腹杆在制造胎架上按线装配

横联的吊装从胎架的中间分别向两端依次顺序吊装。横联定位时,其管中心线对准预先在弦管横肋上绘出的横联定位线,横联吊垂线垂直度满足要求后,再与弦管密贴点固。

以吊杆定位线为基础,用激光配合打水平,装配吊杆管。

按施工图尺寸要求横隔、水平支撑和斜支撑。

铰头制造:零件下料后在胎架上装配园柱铰头筒内加强结构。装焊并退火消除应力,进行园柱弧铰面机加,待拱脚节段焊接完后,再按施工图要求,装焊拱脚铰头结构。

铰座制造:铰座弧形板辊圆装焊成钢管,重新校园对接,沿纵缝两侧对称划结构装配线装配铰座支撑钢板、铰座加劲肋条,检验后焊接。底座钢板与预埋钢板配钻并用工装螺栓紧固后安装底座钢板并焊接。铰座采用整体退火法消除应力,对钢管内侧按图机加,切割钢管纵向余量,形成两个单独的铰座。按施工图要求进行现场装焊、验收。

⑦转点、扣点、弦管接头装配

按施工图要求的尺寸,装焊转点、扣点,并根据弦管接头的要求,装焊节段一端的弦管接头构件。

装配时,弦管端口经校正满足技术要求后,节段弦管端口增加临时支撑,以控制焊接变形。

节段装配检验合格后,进行结构间焊接的焊接,具体要求见4.8焊接工艺。

4.4.4.1预拼采用二组“1+4”节段匹配预拼方案。第一组节段预拼完成后,其尾节段吊装到第二组节段预拼的首段,参加第二组节段预拼装 第二组节段预拼完成后,其尾节段吊装到第三组节段预拼的首段,参加第三组节段预拼装。

4.4.4.2预拼根据节段的中心线水平标高差值,节段拼接的定位线等调整相邻节段的坐标位置并进行预拼报检。

4.4.4.3节段预拼位置调整好后进行节段弦杆连接件装焊,即先打入不少于孔数50%的铣钉和50%的工装螺栓后焊接肋板。相邻节段的匹配工作,安装弦杆端口连接件并做好标记。

4.5拱上立柱结构制造:

拱上立柱结构的钢管端口相贯线采用相贯线钢管切割机进行切割。拱上立柱结构在工厂整体制造。拱上立柱结构制造参照拱肋节段制造进行。

4.6肋间横撑、肋间横梁结构制造

4.6.1肋间横撑、肋间横梁结构连接套管与主弦杆相接的相贯线由数控相贯线钢管切割机进行切割,在肋间横撑、肋间横粱结构连接套管上划出其端部风撑装配检查线、定位线,并打样冲做好标记。

4.6.2肋间横撑、肋间横粱结构制造参照拱肋节段制造进行。

工地安装按《钢管析架拱肋制造及验收技术规定》第5节要求进行。

4.7.1节段吊装到位后,实施弦管连接法兰装配,法兰孔打入50%铣钉后,穿入螺栓,拧紧连接法兰高强螺栓,然后去掉统钉换上高强螺栓并进行拧紧。扣段安装定位完成后,进行嵌补板的装配,要求错边量≤1mm,报检合格后进行焊接。

4.7.2拱肋间的横撑、横梁在桥两拱节段吊装调整到位后,按施工图及拱肋间的横撑、横梁端部装配检查线、定位线与拱肋间的横撑、横梁连接套管端部上风撑装配检查线、定位线吻合,测量两侧拱肋端口间的尺寸检验合格后,进行拱肋间的横撑、横粱装配焊接。

4.7.3拱上立柱结构在安装单位定位后进行装焊。

4.7.4现场焊接严格执行经焊接工艺评定确定的焊接规程,施工过程要注意天气条件对焊接的影响,采用工装设施防风避雨,确保焊接质量。

4.7.5节段端口嵌补板装配焊接采用钢衬垫的焊接方法进行。

4.8尺寸测量及精度控制

在节段及部件制造过程中,影响其制造精度的因素很多,如加工误差、焊接变形、装配误差、划线、测量误差等加何尽量降低各类误差将贯穿整个节段制造过程

4.8.1划线、测量误差控制

划线、测量工作贯穿于整个钢管拱肋制造的全过程,它直接影响到整个节段的制造精度,所以为了保证划线、测量的一致性,零件结构定位线在下料时即采用数控等离子切割机划出,数控编程中各线间应加放经下料试验统计分析出的工艺补偿量。节段制作的划线采用Ⅰ级50米钢卷标准校准温度180C,拉力15kgf。对工装或预拼结构进行测量时,应减少由于温度变化对尺寸的影响,预拼装结构的测量数据应扣除(或计入)温度变化的影响。

4.8.2加工误差的控制

采用数控等离子切割机进行主要零件的精密下料。我厂由澳大利亚法力公司生产的数控等离子切割及钻孔中心通过对江汉五桥、江汉三桥、贵州北盘江大桥等桥梁的零件下料偏差统计,其下料精度能满足《钢管衔架拱肋制造及验收技术规定》的技术要求。在下料过程中严格设备管理,指派专人进行该设备的日常维护,确保该设各性能稳定,运行良好。

4.8.3焊接变形的控制

对以往多座桥梁单元件焊接变形数掘进行分析统计确定单元件制造、节段总成的焊接工艺补偿量,大量采用CO2气体保护焊,该焊接方法焊接变形量小,易于控制变形。焊接采用定人定设备定工位制度,即:在同一工位采用同一组焊工,进行同样结构的焊接,保证焊缝的内、外部质量的稳定性。同时可以提高施工人员的熟练程度,减少由于人员操作的不稳定而引起的随机变形,使变形趋向稳定,易于工艺人员统计,进行适当的反馈调整。

4.8.4节段总体尺寸精度的控制

节段采用匹配制造方法,在节段端头增加强力胎模及工装撑杆确保节段端口尺寸精度,同时节段匹配制造是在桥型状态下进行,制造对节段间缝口配合程度、错边量、节段与胎架模板贴合情况可在一定程度上反映成桥时梁段的配合情况。由于焊接收缩变形不一致,影响节段成桥线型。根据我厂在钢管拱桥节段制造中的工艺试验结果及产品制造过程的监测数据分析和总结,要按不同的梁段长度给子相应量值的工艺补偿量,可满足工地焊接质量要求,确保全桥线型。

节段匹配制造完工后由涂装单位对节段和部件进行表面防腐涂装

钢管桁架拱肋钢结构工程制造焊接质量控制的关键;

(1)焊缝内、外部焊接质量的控制:

(2)焊缝性能的控制;

(3)焊接变形的控制。

工厂将采用先进的焊接工艺,严格控制焊接变形,确保构件的焊接质量与几何尺寸,保证钢管桁架拱肋钢结构工程的焊接质量。

4.10.1焊接工艺评定

(1)管析架拱肋制造开工前,根据《钢管桁架拱肋制造及验收技术规定》的有关规定,拟定焊接工艺评定清册,进行焊接工艺评定试验。

(2)焊接工艺评定试验前,先拟定焊接工艺评定住务书,焊接工艺评定任务书报业主批准后,再进行焊接工艺评定试验。

(3)焊接工艺评定试验项目:强度试验、弯曲试验、冲击试验、硬度试验及化学成份和金相试验等。

(4)焊接工艺评定报经经业主批准后,才能作为编写钢管桁架拱肋焊接工艺规程的依据。

(1)该工程钢结构的焊接,由持有压力容器焊工证(劳动部锅炉压力容器安全监察局考核颁发)或船舶焊工证(国家船舶检验局考核颁发)的焊工承担。

(2)担任相贯线焊缝焊接的焊工,经专门的技术培训、考试合格后挂牌上岗作业。

(4)焊工经技术交底、并经焊接工程师考核认可后方能上岗作业。

钢管桁架拱肋节段制造、工地焊接的焊接方法的选用见表4.10.3

(1)手工电弧焊:E43型或E50型

(2)CO2气体保护焊:药芯焊丝(3Y级)

气体纯度≥99.5%,含水量≤0.005%

(3)埋弧自动焊:焊丝H08Mn2E或H08MnA

焊剂HJ431或SJ101

(4)焊接材料使用与保管必须符合《钢管桁架拱肋制造及验收技术规定》第3.2条的要求。

(5)焊接材料必须经焊接工艺评定试验确定。

(1)坡口加工按《钢管桁架拱肋制造及验收技术规定》4.2.4条的要求进行。

(3)坡口尺寸由焊接工艺评定确定,并采用自动切割机一次切割到位。

焊缝区域30mm范围不得有水、锈、氧化皮、油污、油漆或其它杂物如图4.10.6所示。

(2)经焊接工艺试验确定的预热温度按工艺的具体要求进行预热。

(2)定位焊采用手工电弧焊或CO2气体保护焊。

(3)定位焊不得存在裂纹、夹渣、气孔、焊瘤等缺陷。定位焊如出现开裂现象,须先查明原因,然后用碳弧气刨清除原定位焊缝,再由装配人员重新定位。

焊缝分布符合《钢管桁架拱肋制造及验收技术规定》第4.4条的要求。

4.10.10焊接要求

(1)严禁在焊缝以外的母材上随意引弧。

(2)角焊缝的转角处包角应良好钢罩棚施工方案,焊缝的起落弧处应回焊10mm以上。

(3)埋弧自动焊如在焊接过程中出现断弧现象,必须将断弧处刨成1:5的坡度,搭接50mm施焊。

(4)埋弧自动焊焊剂覆盖厚度不应小于20mm ,且不大于60mm,焊接后应等焊缝稍冷却再敲去熔渣。

(5)多层多道焊时,各层各道间的熔渣必须彻底清除干净。

(6)严格控制层间温度DB21T 1576-2020标准下载,采用点温计在焊接过程中进行监控。

(7)气体保护焊在风速超过2米/秒、手工电弧焊在风速超过8米/秒时采取良好的防风措施。

(8)施工人员如发现焊缝出现裂纹,应及时通知工艺员,查明原因后才能按工艺人员制订的方案施工,同时将工艺方案上报监理。

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