福元路桥施工组织设计第四章Word格式.docx
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GB/T5293
《低合金钢埋弧焊用焊剂》
GB/T12470
4.1.4剪力钉的采购
剪力钉的形状、尺寸及力学性能应符合《电弧螺柱焊用柱头焊钉》GB/T10433-2002的规定。
为保证钢结构制造用材料符合设计图纸的要求和现行标准的规定,对用于本桥的所有钢材、焊材和预处理涂料进厂后都将对其质量、规格、性能和数量等进行准确而全面的验证。
4.1.5钢材的复验
钢材到货下料前应按以下内容复查或验收,并做好检查记录备查。
钢材的复验程序如图4.1-1。
图4.1-1
1)钢材到厂后,应按钢材复验标准进行抽检复验,按同一厂家、同一材质、同一板厚、同一出厂状态每10个炉(批)号抽检一组试件,做好复验检查记录。
2)到厂的钢材,必须有钢厂的出厂质量证明书和检查报告,其化学成分、力学性能等必须符合相关国家规定标准和图纸要求。
3)该工程中要求有Z向性能的钢板,Z向性能级别为Z25,并且应满足GB/T5313-85《厚度方向性能钢板》中的要求。
4)钢结构主体结构用钢板Q345qD、Q370qD,其技术条件应满足《桥梁用结构钢》GB/T714-2008。
5)钢板采用除人行道挡板(8mm)采用卷板,其余板材不得使用卷板。
6)Z向板应按《中厚钢板超声波检验方法》GB/T2970-2004对钢板逐张进行检测,钢板质量应符合Ⅱ级要求。
7)钢板尺寸的偏差应符合《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》(GB/T709-2006)的规定。
8)钢材表面锈蚀等级应符合《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB8923)的规定。
9)当钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时,其深度不得大于该钢材厚度允许负偏差值的1/2。
10)钢板进厂需按要求做好印记和标记。
每块板贴好印好尺寸标签;
永久结构不允许钢印记,标志所示的内容还应包括序号/制造号、目的港、理论重量与规格。
4.1.6焊接材料的复验
焊接材料应有生产厂家提供的出厂质量证明外,公司对所有不同批号的焊接材料进行首批抽样复验,其机械性能及化学成份应达到表4.1-3中相关标准的规定,并做好复验检查记录。
国产新型焊接材料或进口焊接材料应按厂家材质证明书的要求并参考标准《碳钢药芯焊丝》GB/T10045-2001进行复验,并另行研究相适应的焊接工艺经监理工程师批准后投入使用。
实际生产中根据一定的批量,由质量检验部门随机进行抽查复验,以保证焊接材料质量可靠。
使用的焊丝、焊剂其熔敷金属的屈服强度、极限强度、延伸率及冲击韧性与母材匹配相当,且不低于母材的各项机械性能,保证焊接接头的各项性能与母材匹配相当且不低于母材。
埋弧焊丝化学成分必须满足标准的规定,同时结合埋弧焊剂进行焊接试验,考察焊接工艺性能以及熔敷金属的力学性能,满足标准的规定;
其中对低温冲击试验的结果仍然要求有足够的富裕量,以保证产品焊缝有良好的韧性。
焊接材料复验标准表4.1-3
焊材名称
用途
焊条
碳素钢
低合金钢
焊丝
碳素钢、合金钢
低碳钢、低合金钢、合金钢
碳素钢、低合金钢
《气体保护焊用碳钢、低合金钢焊丝》
GB/T8110
GB/T10045-2001
碳素钢
4.1.7剪力钉的复验
1)剪力钉材料、力学性能以及成品剪力钉的机械性能等应符合《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》GB10433-2002的要求。
2)剪力钉的形状、规格、尺寸应符合《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》GB10433-2002的要求。
3)成品剪力钉应具有相同的质量和外观。
不能有损伤的表面、毛刺、缝隙、裂缝、扭曲、弯曲或其它有害的损伤。
4.1.8车间底漆的复验
车间底漆材料进厂时,公司验证生产厂家的出厂质量证明,对每批车间底漆取样进行复验,复验结果不低于生产厂家质量证明书上的性能指标为合格,复验合格后投入使用,并做好复验检查记录备查。
4.1.9材料管理
1)为确保材料进厂后在材料复验、入库、存放等环节中全过程受控,所有参与物资供应的有关人员严格按公司质量体系程序文件要求执行,全面履行各自职责。
2)本桥使用的钢板和型钢,在材质或规格方面,非经设计单位同意,不得自行变更。
3)公司在指令的时间内,一次或分次向监理工程师报检认可,对于监理工程师认为不符合合同规定的任何材料或设备,将立即从现场运走,并用合格适用的材料或设备取代。
4)公司负责钢材验收并提交验收证书(包括材料品名、数量、质量检验证书及验货时间),并将所有“质量检查合格单”报监理工程师核备。
5)公司确保材料回厂后有足够的存放场地且妥善保管,材料按合格区、待验区和不合格区分区存放,各种标识清晰。
材料复验合格后入库,由质检部门在质保书上加盖合格印章,编上序号,作为领料依据;
在实物指定位置作明显检验合格标识。
6)本工程材料专料专用,严格执行材料领退制度,对于检验不合格材料及时反馈给业主和供货单位并立即换料或退料,以免使用过程中混用。
7)所有材料存放时避免积水积尘,防止腐蚀。
8)涂装材料存放于专用仓库中,配备有整套的消防设备。
涂装材料将注明使用期限,确保不使用过期的产品。
9)为确保材质管理的可追溯性,用于本桥上的所有钢材、型材、焊材和涂装材料进厂检验和复验合格后,将在“材料到货报检登记台帐”上进行登记。
4.1.10技术准备
在认真研究并消化技术文件及设计施工图的基础上,对设计施工图进行工艺性复核,编制钢结构施工工艺文件,进行工艺试验,绘制施工图纸,制定作业指导书,设计专用设备及工装,保证钢结构制造工作顺利进行。
4.1.11图纸转化
根据设计院提供的设计施工图和技术要求及相关的标准、规范,进行钢结构的三维放样,以获得各构件的准确数据,并完成施工图纸转化工作。
4.1.12工艺评定
本工程钢结构制造前公司按JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》和本工程技术要求进行工艺评定试验。
以此确定适合公司设备、人员、管理等方面的最佳工艺参数,钢结构工程在实际制造中严格按工艺评定确定的参数作业。
4.1.12.1焊接工艺评定试验
根据图纸确定的结构规格、焊接节点型式,考虑焊接质量的主要影响因素,拟定焊接工艺评定任务书,报业主、监理批准后进行焊接工艺评定试验。
工厂根据焊接工艺评定试验报告编制各种焊接工艺规程,规范焊接施工。
4.2钢结构制作工艺
4.2.1钢结构工程概况
主桥上部结构为提篮式钢拱—结合梁组合体系拱桥,主梁连续,三跨拱肋支承于V墩上,支承跨径组合为188m+22m+188m+22m+188m。
如图4.2-1所示。
拱肋系统采用钢结构,包括拱肋、风撑构件。
主拱跨径188m,内倾12°
,立面矢高43.784m。
两侧拱肋之间设矩形风撑连接,每跨设7道风撑,风撑间距17m~19.5m。
拱桥主梁为结合梁,两侧钢主纵梁间距28.6m,钢横梁间距4.25m,混凝土桥面板厚26cm。
钢主纵梁内部设系杆索。
拱桥吊杆间距8.5m,吊杆上端锚固于拱肋,下端锚固于钢主纵梁。
图4.2-1桥型示意图
4.2.2施工采用的规范及标准
TB10212-2009铁路钢桥制造规范
CJJ2-2008城市桥梁工程施工与质量验收规范
JTJ041-2000公路桥涵施工技术规范
JTGF80/1-2004公路工程质量检验评定标准
GB3323-2005钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级
GB11345-89钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级
GB985-88气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本型式与尺寸
GB986-88埋弧焊焊缝坡口的基本型式与尺寸
GB8923-98涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级
TB1527-99铁路钢桥保护涂装
GB1031-95表面粗糙度参数及其数值
JB/T6061-92焊缝磁粉检验方法和缺陷磁痕的分级
参考规范
ANSI/AASHTO/AWSD1.5-96《桥梁焊接规范》(美国)
ANS/AWS(D1.1-2000)《钢结构焊接规范》(美国)
4.2.3钢材矫正、预处理
4.2.4钢板矫平
钢板在下料前,根据不同的板厚分别采用九辊和十一辊校平机进行矫平保证钢板平面度,消除钢板轧制内应力。
4.2.5钢材预处理
所有钢材经复验合格后才能投入预处理工序。
图4.2-2矫平机
钢板、各种型材在钢材预处理流水线上完成抛丸处理和喷涂车间底漆工作,喷涂车间底漆一度,漆膜厚度25μm。
图4.2-3预处理流水线
4.2.6零件放样及下料
4.2.6.1放样
1)采用CAD对全桥节段进行三维建模,对全桥各构件进行准确放样,绘制各构件零件详图,作为绘制下料套料图及数控编程的依据。
2)放样流程见图4.2-4:
3)放样时按工艺要求预留制作和安装焊接收缩补偿量、加工余量及线形调整量。
各工艺补偿量如下表。
图4.2-4放样流程图
结合梁工艺补偿量表
名称
量值
备注
主纵梁
面、底、腹板长度
+20mm
跨中两端各留50mm
面、底板宽度
+4mm
腹板宽度
+6mm
每边3mm
横隔板高、宽度
+0mm
横梁
端横梁面、底、腹板长度
+40mm
两端各20mm
端横梁面、底板宽度
每边2mm
端横梁腹板高度
中横梁腹板长度
中横梁腹板高度
对接焊缝收缩量
+3mm/条
机加工量
锚垫板孔壁
+12mm
锚垫板孔
锚垫板端面
+5mm
5mm/端面
吊索导管长度
放于一端
拱肋工艺补偿量表
类别
名称
量值
备注
主拱
制造分段长度余量
+30mm
余量留在拱顶端
合龙段两端各留50mm
主拱面底板宽度
主拱腹板
主拱横隔板高宽
0mm
焊接收缩补偿量
对接缝收缩量
机加补偿量
吊耳板加工预留量
12mm
直径、长度方向(50mm板厚)
26mm
直径、长度方向(130mm板厚)
4.2.6.2下料
1)下料前核对钢材的牌号、规格、材质等相关资料,检查钢材表面质量。
2)下料严格按工艺套料图进行,保证主要构件受力方向与钢材轧制方向一致。
钢板及大型零件的起吊转运采用磁力吊具,保证钢板及下料后零件的平整度。
3)钢板采用激光、等离子或火焰切割下料,主要设备有SLCF-X30x180数控激光切割机(图4.2-5)、澳大利亚FABRICATOR3500型门式数控钻割机(图4.2-6)、德国梅塞尔6500数控等离子—氧乙炔多头切割机(图4.2-7)、CNC-4A门式数控切割机、LC-3.0-8门式自动多头切割机、华联DS2-700D数控火焰切割机(图4.2-8)、半自动切割机等。
图4.2-8
4)火焰切割的工艺要求
(1)对于切割前已经过抛丸除锈预处理并喷上车间底漆的钢材,其进行火焰切割工艺评定的试件,亦应涂上同样的底漆。
(2)进行火焰切割工艺评定的试件,当厚度为20mm时,其工艺评定的结果亦适用于小于20mm的各种厚度的钢材;
厚度为40mm时,其工艺评定的结果亦适用于大于20mm而小于40mm的各种厚度的钢材;
当厚度大于40mm时,应按每5mm为一级,分别进行工艺评定。
3)气割切割零部件边缘允许偏差规定值为:
精密气割边缘:
1.0mm
自动或半自动气割边缘:
1.5mm
手工气割边缘:
2.0mm
5)精密切割边缘表面质量应符合表4.2-1之规定。
自动、半自动手工切割边缘表面质量应符合表4.2-2的规定。
精密切割边缘表面质量要求表4.2-1
等级
项目
1
用于主要零部件
2
用于次要零部件
附注
表面粗糙度Ra
25μm
50μm
GB/T1031-1995用样板检测
崩坑
不允许
1m长度内,容许有一处1mm
超限应修补,按焊接有关规定
塌角
圆角半径≤0.5mm
切割面垂直度
≤0.05t,且不大于2.0mm
t为钢板厚度。
熔渣
块状的熔渣虽有散布附着现象,但不残留,易清除
自动、半自动、手工气割边缘表面质量表4.2-2
标准范围
(mm)
允许极限
构件自由边
主要
构件
自动、半自动气割
0.10
0.20
手工气割
0.15
0.30
次要
0.50
1.00
(mm)
焊接接缝边
0.40
0.80
1.50
7)对于工艺要求再行机加工的气割零部件,其尺寸偏差可按工艺技术文件或图纸上注明的尺寸执行。
或者采用铣刨公差0.5mm。
8)单元件制作中如采用反变形工艺、板件下料采用无余量切割,必须先进行相关工艺试验,取得工艺参数,并经监理工程师批准后方可实施。
4.2.7零件加工及矫正
4.2.7.1零件加工
1)横隔板人孔及管线孔加劲圈用三芯辊或油压机加工成型;
冷弯曲加工作业均在车间内进行,环境温度不低于-5℃;
2)吊点耳板的索孔采用镗床加工,平面及斜面采用刨床加工;
3)过渡坡口和板边加工采用刨边机加工;
4)主要受力零件冷作弯曲时,内侧弯曲半径不得小于板厚的15倍,小于者必须热煨。
冷作弯曲后零件边缘不得产生裂纹。
5)零件加工允许偏差符合规范要求。
4.2.7.2矫正
1)钢板采用九辊和十一辊校平机进行矫平;
2)切割后的零件,由于受热不均引起的变形,采取在4000kN或13000kN油压机上矫平,矫平时,环境温度不宜低于-5℃;
3)冷矫正后的钢料表面不应有明显的凹痕和其他损伤,否则仍需进行整形。
采用热矫时,热矫温度应控制在600-800℃,矫正后零件温度应缓慢冷却,降至室温以前,不得锤击零件钢材或用水急冷;
4)由冲压成型的零件,应根据工艺试验结果用冷加工法矫正,矫正后不应出现裂纹和撕裂。
5)零件矫正允许偏差符合表4.2-3要求。
零件矫正允许偏差表4.2-3
零件
简图
说明
允许偏差(mm)
板
材
平面度
每米范围
f1
马刀形弯曲
全长
范围
L8000
f3
L>
8000
f4
型
钢
直线度
f0.5
角钢肢垂直度
联结部位
0.5
其余部位
1.0
角肢平面度
U
肋
U型肋尺寸
B
b
H
四角不平度
3
4.3钢结构制造流程
4.3.1拱肋的制造
4.3.1.1拱肋结构特点
福元路大桥拱肋结构提篮拱其主要结构特点有:
1)全桥拱肋均为矩形等截面箱形构造,主拱肋东西对称布置。
2)拱肋采用矩形截面,宽2.2m,高3.2m;
3)拱肋之间设矩形风撑连接,每跨设7道风撑,风撑间距17m~19.5m;
4)风撑之间设装饰段,将所有风撑连为一体,并设椭圆形挖空。
图4.3-1-1拱肋截面图
4.3.1.2拱肋制作工艺
根据福元路大桥钢箱拱设计特点,该桥拱肋制作分为以下三个工艺阶段:
✧单元件制作
✧节段组装预拼
✧拱肋工地焊接
福元路大桥拱肋工艺保证措施:
✧制定合理的焊接工艺,减少结构变形造成的误差
✧
图4.3-1-2钢箱拱制造流程图
推广应用先进的焊接方法,保证钢箱拱的焊接质量
✧设计合理的胎架和工装,保证结构尺寸的一致性
✧制定合理的装配工艺,保证结构的安装精度
✧梁段组装焊接质量满足景观桥的要求
4.3.1.3拱肋制造工艺流程
钢箱拱制造工艺流程见图4.3-1-2。
4.3.1.4拱肋节段及单元件划分
1)钢箱拱节段划分
福元路大桥为三跨连拱结构,三跨拱肋结构相同。
每跨各含两对主拱,东西对称布置。
将每跨拱肋划分11个节段在厂内制造,运输至工地现场按下表拼装成吊装节段。
编号分别为B、C、D、E1(E2)、F1、F2(制造分段),各节段具体统计见表4.3-1。
拱肋吊装节段统计表表4.3-1
东拱(单片拱肋)
序号
节段编号
单位
B+C
D+E1
F1
F2
单个节段重量
t
36
55
51.3
59.2
25
吊装重量
91
110.5
中拱(单片拱肋)
D+E2
50.8
总重
102.1
西拱(单片拱肋)
划分时应遵循现行国家相关规范及招标文件中规定的拼缝要求,厂内进行分段制造。
在工地现场拼装成吊装分段。
图4.3-2主拱节段划分图
2)单元件划分
主拱肋钢箱拱结构分为面板单元件、底板单元件、腹板单元件、横隔板(横向加劲)单元件、吊耳单元件;
主拱分段结构示意图见图4.3-3。
外腹板单元件
图4.3-3拱肋结构示意图
4.3.1.5拱肋单元件制造
1)面板单元件制作流程
面板单元件结构示意图4.3-4
加劲
面板
图4.3-4面板单元结构示意
节段失高变化表表4.3-2
每米拱高(mm)
节段弦长L(m)
13869
C
21025
D
19508
E1/E2
18337
22143
12000
根据节段失高的变化情况,拟采用以下方法制作面底板单元件。
①零件检查
②将面板零件吊装到胎架上,与胎架刚性固定。
胎架根据板单元线形制造。
面板上胎架
③先划加劲肋定位线及各类横隔板(横向加劲)定位线,后对线装焊加劲肋,因曲率很小,并用火焰弯制加劲肋,符合拱肋线形。
加劲肋需点焊固定后方可对称焊接,焊接采用CO2气体保护自动焊。
④解除单元件与胎架的刚性固定后进行矫正。
检查单元件曲线度,用火焰调整线形使其与胎架贴合,温度控制在600℃~800℃,自然冷却,严禁过烧、锤击和水冷。
解除固定后矫正
单元外观检查及标识
2)底板单元件制作流程
底板单元件结构示意见图4.3-5
底板
图4.3-5底板单元结构示意
底板单元件制作流程与面板单元件相同。
3)腹板单元件制作流程
腹板单元件结构示意图4.3-6
腹板
图4.3-6腹板单元结构示意
底板、腹板单元件制作流程同面板单元件,此处不重复介绍。
面板、底板和腹板单元件制造重点:
✧板单元纵缝组装、焊接应控制板单元的外形尺寸和线形。
✧板单元纵缝采用双面埋弧自动焊,以保证焊接质量和控制焊接变形。
✧纵肋焊接采用CO2气体保护自动焊,以减少焊接变形。
4)横隔板、横向加劲单元件制造
以横隔板为例介绍其制作流程,横隔板单元件示意图,见图4.3-7
人孔加劲
横隔板
加劲板
图4.3-7横隔板单元件示意图
横隔板单元件制造流程
②加劲肋在辊床上辊圆,并用弧度样板检查圆度。
②横隔板人孔加劲加工
横隔板零件上胎架定位,控制外形尺寸。
横隔板上胎架定位
人孔加劲定位装焊。
焊接采用CO2气体保护自动焊。
人孔加劲安装
横隔板加劲装焊
横隔板加劲定位装焊。
单元件矫正。
检查单元件平面度,如超差采用火焰矫正,矫正温度控制在600℃~800℃,自然冷却,严禁过烧、锤击和水冷。
横隔板单元件制造主要考虑点:
✧放样的准确性及下料尺寸保证。
✧加劲肋的圆弧段加工。
✧焊接采用CO2气体保护自动焊,以减少焊接变形。
✧整体横隔板的外形尺寸。
4.3.1.7拱肋节段组装
厂内进行分段制造。
拱肋钢箱拱节段组装制造工艺,结构示意图见图4.3-8。
外腹板
吊耳
内腹板
图4.3-8结构示意图
1)分段制造专用胎架制造
胎架是分段制造的基础,要求具有足够的刚度,胎架必须牢固可靠。
为便于节段组装时各单元件的定位,采用激光经纬仪配合钢卷尺在地面预埋铁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。
胎架线型值由计算机三维放样提供,施工时严格按胎架图册进行制造。
2)节段组装
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