赤壁人行天橋施工技術(shù)報(bào)告【說明書+CAD圖紙】
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赤壁人行天橋鋼箱梁制作技術(shù)
一、工程概況
赤壁站旅客人行天橋位于京廣線DK1329+000處,跨越京廣正線及客站站線,連通基本站臺(tái)和中間站臺(tái),鋼梁采用焊接雙室箱形截面,全長33米,寬4.5米,梁高1.25米,設(shè)計(jì)起拱85mm,梁全重76t,為京廣線上跨度最大的人行天橋之一。箱梁采用現(xiàn)場制作,縱向拖拉架設(shè)到位的方法。由于天橋體積與重量均較大,且需吊上8米高的拖拉平臺(tái),故有較大的施工難度。
二、主要施工方案
2.1鋼箱梁在現(xiàn)場制作拼裝,通過一輛20t的吊車來提升鋼板及裝卸運(yùn)送物資。
2.2鋼箱梁分24m段和9m段分別制作,其中每段又沿中心線分為兩片獨(dú)立制作。其中底板以上部分在地面制作,底板及各段的拼接在拖拉平臺(tái)上完成。
2.3沿天橋橫向在天橋中心線兩側(cè)用枕木及鋼軌鋪設(shè)制作平臺(tái)。
2.4在天橋中心線基本站臺(tái)側(cè)用萬能桿件搭設(shè)長24m、高8m、寬6m的拖拉平臺(tái),鋼梁上部與底板的拼接、兩半梁的合攏及24m梁與9m梁的拼接以及梁的拖拉將在平臺(tái)上完成。
三、鋼箱梁制作工藝流程圖
平整場地
拼焊鋼梁①#頂板 隔板下料 拼焊鋼梁②#頂板
在頂板上固定隔板 腹板下料 在頂板上固定隔板
頂板起拱、焊接腹板 頂板起拱、焊接腹板
24米鋼梁①片焊接 24米鋼梁②片焊接
在拖拉平臺(tái)上墊出拱度
在平臺(tái)上拼焊24m梁底板
鋼梁①片、②片吊上平臺(tái)
鋼 梁①片、②片焊 接
鋼 梁 矯 正 調(diào) 整
24m梁拖拉至Ⅱ號(hào)平臺(tái)
9m鋼 梁 ③片制 作 9m鋼梁④片制作
在平臺(tái)上墊起9m鋼梁拱度
在平臺(tái)上拼接底板至設(shè)計(jì)高度
9m鋼梁吊上平臺(tái)與24m梁對(duì)接成型
鋼梁焊接
不合格
鋼梁校正調(diào)整
合格
隱蔽工程驗(yàn)收 焊縫探傷
鋼梁封口 鋼梁刷漆 準(zhǔn)備拖拉
四、施工工藝
4.1、制作場地選擇及作業(yè)平臺(tái)施工
根據(jù)施工場地的地形、場地土承載力等情況,結(jié)合鋼梁的制作和拖拉要求,在不影響行車安全的情況下,沿天橋軸線搭設(shè)天橋拖拉平臺(tái),考慮到鋼梁的自重較大而場地土為新填土,承載力不足,故在平臺(tái)支腳制作了8m×6m的C20砼基礎(chǔ)(見附圖四)。鋼梁地面制作平臺(tái)采用平鋪枕木(間距1m)的方法來增加平臺(tái)的穩(wěn)定性,并在其上鋪設(shè)兩排鋼軌以鋪放鋼板(鋼軌頂面需精確抄平)。
4.2、鋼梁的制作(以24m段梁為例)
4.2.1、鋼材的下料
頂板和底板:鋼板放樣參照設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范,應(yīng)以盡量節(jié)約材料為原則,由于要求確保相鄰頂板、底板、腹板間的對(duì)接焊縫必須錯(cuò)開1m以上,經(jīng)過周密細(xì)致的排布,保證了在滿足設(shè)計(jì)與制作要求的同時(shí),對(duì)材料的損耗也做到最小,(具體排布詳見圖二)。按排布情況將相應(yīng)規(guī)格的鋼板按尺寸放樣后,就可進(jìn)行焊接。
腹板:腹板除了要滿足頂板的要求外,由于梁要求有一定的上拱度,只有控制腹板的拱度來保證,故在將鋼板找方后還需將與拱度相對(duì)應(yīng)的弧線給放出來,我們在這里有兩種方法可以取得圓弧的數(shù)據(jù),第一種是精確計(jì)算,即在AutoCAD中將弧線畫出,并將此弧的弦按一定間距分成數(shù)段,并做出垂線,利用AutoCAD的計(jì)算功能即可將各線段長度即各點(diǎn)弧弦距精確求出(如下圖所示)。
第二種方法是利用勾股定理進(jìn)行近似計(jì)算(如上圖),由于此弧半徑極大(有700余米),故可將其近似看做一等腰三角形,誤差可忽略不計(jì),如此可求出各點(diǎn)弧弦距,由于AB≈A D ,故可求出EF,故FG≈EF+1/2BD,如此組合可求出近似各分點(diǎn)的弧弦距(亦可據(jù)此原理用AutoCAD求出近似值)。
由以上兩種鋼板放樣方法可以看出,近似計(jì)算放樣法誤差極小卻可以最大限度的節(jié)約鋼材,故在實(shí)際施工中采用的是第二種方法,而第一種方法則用來對(duì)拼接好的腹板進(jìn)行校驗(yàn)。
鋼板在切割時(shí),大型板件如頂板、腹板、隔板、底板等采用半自動(dòng)氣割機(jī)切割以保證切割精度及切口平整,對(duì)于零星板件及不規(guī)則切口采用人工切割以提高加工速度。
4.2.2、梁各板件的拼接
首先將頂板及腹板各段鋼板拼接成整體,將拼好的頂板底面朝上鋪放在地面平臺(tái)上,因腹板的長高比較大(>20/1),柔性很大,故先拼裝尺寸較小的隔板。首先在頂板上將隔板上一側(cè)邊線彈出,再借助吊車將其精確地定位到所彈線上,之后將其點(diǎn)焊固定,按此方法安裝完所有隔板后,就開始安裝腹板。將腹板吊至頂板上并與隔板靠緊,由于腹板有一定的弧度,故此時(shí)腹板與頂板間只有一點(diǎn)相接,這時(shí)需要用起道機(jī)將頂板頂起,直至頂板弧度與腹板弧度重合,再將頂板與腹板點(diǎn)焊固定,再將隔板按設(shè)計(jì)間距固定至腹板上,之后再將加強(qiáng)筋等拼裝固定到位,便開始正式焊接。
24m梁頂腹板制作完成自檢合格后,將其吊上拖拉平臺(tái),首先將經(jīng)過焊接收縮變形后的梁的實(shí)際拱度測出,然后在拖拉平臺(tái)上按此拱度搭出拱面,將底板鋪成使之與梁一致的拱度,再將梁的上半部分吊上支撐平臺(tái)與之拼合,校正位置之后開始焊接,焊接完成后矯正半邊鋼箱梁的變形。
對(duì)鋼箱梁焊接變形矯正合格后,進(jìn)行24m梁的拼接。拼接前,先將鋼梁中心線在平臺(tái)上放點(diǎn),校對(duì)無誤后即開始合攏。合攏時(shí),用兩個(gè)50t斤頂?shù)肿′摿旱膬深^外側(cè),緩緩地向中心線頂,待兩半梁在中心線處合攏后,開始焊接兩片梁之間的焊縫。
24m段制作完成自檢合格后開始第一次鋼梁拖拉,第一次拖拉的目地是給后面9m段梁留出制作空間,9m段梁的制作基本上同24m段一樣,在與24m梁拼接時(shí)做到圓弧過渡均勻,不留折角。
4.2.3、梁的焊接
焊接工藝嚴(yán)格按照《鋼結(jié)構(gòu)施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50205-95)中的相關(guān)規(guī)定,本工程所用材料為Q235B,采用E4303型焊條,應(yīng)用于全部位置。主要焊縫φ4.2焊條大電流焊接三遍,每焊接一遍,需徹底清除焊渣、飛濺物等,再進(jìn)行下道工序。
為了保證鋼梁的焊接質(zhì)量,制定了如下原則:
1)焊接應(yīng)由考試合格的焊工施焊,并根據(jù)設(shè)計(jì)和焊接工藝要求,合理選擇焊接方法和焊接材料。
2)所有的焊條均按使用說明烘干后使用,焊縫區(qū)表面潮濕時(shí),在烘干后才施焊,以確保焊接質(zhì)量。
3)由于鋼梁的強(qiáng)度要求高,設(shè)計(jì)焊縫深度大,焊接變形大,為減少焊接變形,采用了如下措施:
⑴焊接腹板與頂板時(shí),兩人分別在鋼梁內(nèi)、外同時(shí)對(duì)稱焊接,并在兩腹板中間加支撐,減少焊接時(shí)腹板與頂板的變形。
⑵在焊接時(shí)采用斷續(xù)焊,為保證焊接質(zhì)量,分層焊時(shí)采用不間斷連續(xù)焊,每層間隔時(shí)間盡量短,每一層焊道焊完后及時(shí)清理焊渣和飛濺物,清除干凈后再焊。
⑶對(duì)接焊時(shí),使構(gòu)件先有一個(gè)和焊接變形相反預(yù)變形,以抵消焊接后的收縮變形。
⑷合理選擇焊接順序,鋼板分塊拼接時(shí)按先橫后豎的原則施焊。
另有《焊接工藝指導(dǎo)書》對(duì)焊工進(jìn)行作業(yè)指導(dǎo)。
4.2.4、焊接變形的矯正
矯正方法分冷矯和熱矯。
冷矯時(shí)采用機(jī)械工具,(如千斤頂)在焊接變形處施加反方向力,直至變形恢復(fù)到焊前水平。
熱矯即采用焊槍或割槍在變形處進(jìn)行加熱,然后利用其冷卻時(shí)自然收縮的力來恢復(fù)變形。熱矯時(shí)溫度控制在7500C~9000C之間,同一部位的加熱次數(shù)不超過2次,并緩慢冷卻,嚴(yán)禁用水驟冷。
五、工程檢測驗(yàn)收
對(duì)制作竣工的鋼箱梁進(jìn)行外形尺寸檢測和焊縫質(zhì)量檢測:
1、用鋼卷尺檢測外形尺寸:
鋼梁設(shè)計(jì)長度L=33000mm,實(shí)測l=33011mm,寬度b=4500mm,實(shí)測b=4504mm,高度h=1250mm,實(shí)測h=1248mm, 均在允許誤差范圍之內(nèi)。
2、焊縫質(zhì)量檢測:
肉眼觀察焊縫平順光潔,無沙眼、夾渣、咬縫,焊瘤、焊渣等均已清除干凈,焊接牢固;用焊縫測量尺檢測焊縫寬度,焊腳高度,均符合圖紙要求;用超聲波探傷儀對(duì)焊縫進(jìn)行探傷檢測,對(duì)接焊縫100%探傷,角焊及其余次要部位按30%抽檢,所有焊縫均無內(nèi)部缺陷,檢驗(yàn)合格。
六、關(guān)鍵技術(shù)成果
6.1、精確地預(yù)留上拱度。因鋼梁自重和焊接變形的影響,上拱度會(huì)一定程度地減小,為了保證鋼梁制成后的拱度能夠滿足設(shè)計(jì)要求,先對(duì)鋼梁因自重而產(chǎn)生的下?lián)线M(jìn)行了精確的計(jì)算,而焊接變形的影響,則參考以往焊接資料取一個(gè)系數(shù),最終將上拱度放大倍數(shù)定在1.8倍,成功地控制了鋼梁的撓度。
6.2、采用對(duì)稱焊接和斷續(xù)焊有效地控制了焊接變形。
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