桥梁钢箱梁生产加工、吊装焊接、支架拆卸施工技术

发表时间:2021/6/9   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:游伟
[导读] 摘要:随着我国建筑行业经过多年的发展,以及当今世界科技的进步,国家大力提倡建筑构件装配式,为此建筑工程装配式构件比重也在逐渐增加。
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        摘要:随着我国建筑行业经过多年的发展,以及当今世界科技的进步,国家大力提倡建筑构件装配式,为此建筑工程装配式构件比重也在逐渐增加。可以预见,装配式构件在未来的建筑工程和建筑行业将更加的普及。装配式构件体现出来的诸多优势,以及对工程成本、进度、质量、安全、环保等方面的贡献,深入了解和掌握装配式构件的规划设计、生产加工、运输安装、质量控制等是我们从事建筑行业的人员应该拓展和加强的新领域。而钢箱梁作为路桥领域较常见的装配式构件,在加工生产、吊装、焊接等过程中仍然需要我们不断的优化传统工艺和探索新技术。
        关键词:钢箱梁;生产加工;吊装焊接;支架拆卸;施工技术
        一、钢箱梁制造
        1、箱梁制造首先进行板件加工,钢箱梁制造分为顶板单元、底板单元、腹板单元、横隔板单元,由板件单元在胎架上组成梁段。钢箱梁的制造梁段划分本着尽量减少工地焊缝数量,并综合考虑运输、吊装能力等因素最终确定。将桥梁全部在胎架上应匹配制造,全部制造完成后进行试拼装。由于钢梁位圆曲线上,梁段划分、板件下料形状、板件之间对接、充分考虑平曲线及横坡变化的影响,采取有利于焊接质量的施工工艺。
        2、所有类型的焊缝,在施焊前均需做焊接工艺评定试验,以确定焊接方法,焊接材料,焊接步骤、工艺参数等。
        3、由于钢箱梁为全焊结构,结构焊缝较多,所发生的焊接变形和残余应力较大,制造过程中,尽量采用焊接变形和焊缝收缩小的焊接工艺。
        4、所有坡口焊接的坡口形式及尺寸均应依照GB985.1-2008的要求处理。
        5、部分熔透焊的焊缝有效厚度不小于1.1倍的开坡口的板厚。
        6、所有工厂拼接缝都应避开箱梁构造所规定的焊缝;所有两条平行的焊缝间距不小于100mm。
        7、钢箱梁的加工制造单位应制定本桥钢结构制作和检验的厂内标准,以确保钢结构制造加工的质量。
        8、主梁支座垫板由工厂机加工,要求顶面与梁底密贴,底面水平,并与箱梁底板焊接。
        9、焊接前应彻底清除待焊区域的铁锈、氧化皮、油污和水份等有害物,使其表面露出金属光泽。
        二、吊装前准备工作
        1、吊装场地地基处理
        汽车吊每个支腿下都需垫设2.5m*2.5m的钢垫箱,且下方不能存在井道等空洞的基础,必要时需采用片石对下方软弱地基进行换填,保证其地基承载力
        2、临时钢支撑地基处理
        安装过程中,钢支架由于承受上部钢结构构件的重量,荷载通过立柱传递至下部基础,故在每个钢支架的正下方,以外侧钢柱的中心线为基准,向四周扩展600mm作为钢支架的基础范围,基础要求:采用C20混凝土,宽度2米,长度5.0米,厚度500mm;基础的顶部需与地面平行;同时,对同一钢支架的基础要在同一标高上。
        三、钢箱梁的安装
        钢箱梁的安装应避开雨季。各跨临时支墩搭设前应对地基进行处理,支架必须有足够的强度和刚度。为消除支架非线性沉降,支架基础要预压(预压荷载按110%的钢梁重考虑)。
        钢箱梁在现场通过吊装设备将梁段吊至临时支撑上固定,然后待全部桥段安装完成后,统一进行桥梁最终成型的校正,桥梁校正至设计线性、起拱后,焊接临时连接板,与前一梁段临时连接,精确调整焊缝间隙,调整板件错边,间断焊接定位码板。工地连接时,先焊周边板横向环缝,进行无损探伤,合格后焊接纵向嵌补段。检验合格后,对焊缝进行必要的打磨处理,完成梁段工地连接。
        四、吊装焊接质量保证措施
        1、对主要焊缝进行焊接工艺评定,各项焊评均合格。
        2、在焊接主要构件时,增设焊接试板。试板采取同材质、同厚度、同坡口、同焊接方法、同一施工者进行焊接,并从焊接试板上取样进行破坏性试验。
        3、所有焊接接头破坏性试验报告均报送监理工程师认证试验结果并备查。
        4、建立健全工地现场焊接岗位责任制度、安全制度、供电制度、通风排尘制度等规章制度。


        5、检查焊接作业设备,对设备电压、电流、气流进行检测,对不符合要求的设备进行检修或更换。
        6、全面检查相邻钢结构端口的吻合程度、间隙尺寸及接头坡口尺寸。
        7、焊缝两侧宽50mm范围内,利用砂轮机进行表面除锈达到St2.5级。
        8、当焊接环境温、湿度不符合规定要求时,按工艺规程进行必要的预热,雨天避免露天施焊。
        9、对接定位焊用半自动CO2气体保护焊,其焊脚尺寸大于4mm。
        10、对接环缝采用CO2气体保护半自动焊,焊接顺序采用从桥中轴线向两侧对称施焊。
        11、钢结构工地焊接环缝焊接24小时后按工程技术要求进行无损检测工作。若出现不合格,应报监理工程师同意后进行修补,修补次数控制不超过两次。
        12、雨天施工时,宜搭设临时防护棚,雨水不得飘落在炽热的焊缝上,如焊接部位比较潮湿,必须用干布擦净并在焊接前用火焰烤干,保持焊缝干燥,没有残留水分。
        五、临时钢支撑的拆卸
        (一)临时钢支撑的卸载
        钢箱梁卸载方案为整体卸载,卸载时,先将千斤顶顶至临时支架高度,与箱梁底部紧密贴实,再将临时调节支撑进行拆除。在临时调节支撑全部拆除完后,让各处千斤顶同时并缓慢下降,最终钢箱梁落在支座垫板上使其全部荷载转化为桥墩自身承受,卸载完成。
        (二)卸载前准备工作
        钢箱梁整体卸载前准备工作如下:
        1、钢箱梁整个施工区域箱梁焊接工作已完成,并报监理及第三方检测部门对焊接质量进行检查验收,把在焊接过程中收集原始资料一并提交检查,作为控制原则。
        2、在对整体成桥的线性进行测量检查时,要附安装和焊接过程中的测量检测点的数据,并把整体成桥的线性测量数据一同上报,在测量检查中要主动按要求进行配合检查,检查合格并有测量工程师签字确认后,将整体成桥的线形测量数据报监理公司审核确认,合格后方能进行下一工序的钢箱梁的卸载工作。
        3、核实、检查安装前的标示点是否清楚,便于卸载过程中对点。
        4、卸载顺序按照先中间梁段,然后两边梁段对称同时进行卸载.
        (三)、卸载实施
        卸载时,在钢箱梁纵腹板位置正下方的每组临时支架的横梁上,设置每组10台千斤顶,派专人指挥,听口令统一操作,保证钢箱梁卸载时操作的同步性,卸载按照先中间后两边的原则进行,在每一支撑体系安排4个人切割临时调节支撑。在每一临时调节支撑一侧500mm设置1个50t千斤顶,千斤顶上方设置一块20×300×300钢垫板,并与千斤顶顶盖焊接成整体,千斤顶底座和支架横梁点焊牢固,确保卸载过程中千斤顶稳定。
        首先在测量台架上架设好全站仪,卸载前再复核整个桥面的的线形监测点,确保满足图纸要求的线形,并做好记录。其次在地面上用水准仪监测临时支架的沉降观测,看是否在均匀变化,记录好测量数据。然后把临时支架上的所有千斤顶同时顶紧,用气焊切割开临时调节支撑,切割点与横梁距离至少要大于5mm,以免割伤横梁。切割过程中用全站仪监测每个监测点,同时监测临时支架的沉降是否均匀,若变化不均匀要立即停止所有操作,对不均匀沉降支架的基础进行加固处理后,再继续施工。若支架沉降满足要求,再复核这一区域的成桥线形,微调千斤顶使其满足设计和规范的要求,然后将临时支架上的所有调节支撑都切割下来。
        以上工作都准备完毕后,开始整体卸载。千斤顶卸力时要统一指挥,步调一致,均匀卸力。按纵横两个方向分级同步卸载,横向卸载由桥梁中心向两侧悬挑部分卸载,遵循结构本身内力传递的特点,卸载点要对称,纵向卸载由中间向两边卸载。卸载过程要缓慢,不可一次到位,应使各组临时支架都处于受荷状态。卸载过程中:一要对桥面临时支架点进行严格的沉降观测,及时汇报各检测点的数据,二要观测上箱梁顶板上设置的监测点,确保成桥的线形。
        参考文献:
        [1]《大型设备吊装工程施工工艺标准》
        [2]《钢丝绳通用技术条件》GB/T 20118-2017
        [3]《铁路钢桥制造规范》(Q/CR 9211-2015)
 
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