论文部分内容阅读
摘要:本文主要针对同济大桥所具备的结构特征,并对单悬索桥钢箱梁板单元的制作,总拼组装等关键技术进行简单的介绍,同时做好钢梁箱的制作质量的控制。
关键词:大型悬索桥;钢箱梁;钢结构
1工程概况
同济大桥位于广西贵港市,横跨郁江航道。大桥为自锚式悬索桥,跨度布置为50m+140m+280m+140m+50m,总长660米,上部梁体除锚固梁段采用混凝土箱梁外,其余梁段均为钢箱梁,锚固梁段两岸共长142米,钢箱梁梁段长518米;梁体位于半径5000米(路冠)的圆曲线和2.35%的纵坡上。
2钢箱梁制造关键技术
2.1板单元制造技术
板单元制作按照“预处理→下料加工→U形肋组装→反变形焊接→组焊接板→修整”的顺序进行制造。其关键工艺如下:
1)钢板预处理。下料前用滚板机滚平消除残余内应力,然后在预处理线上进行抛丸除锈、喷涂车间底漆。除锈等级为GB8923,88标准规定的Sa2.5级,喷涂无机硅酸锌车间底漆一道(厚度不小于25 μm)。
2)零件的下料加工。根据零件的具体形状和大小确定下料方法,对较长矩形板件采用多嘴头门式切割机精切下料,对隔板等形状复杂的板件采用CAM系统的数控切割机精切下料;对较薄的主要零件,采用等离子切割;钢板对接坡口采用火焰精密切割、刨边机或铣边机加工;过渡斜坡采用斜面铣床加工。
3)U形肋的加工工艺。本桥有两种断面尺寸的U形肋,板厚为8 mm/6 mm。U形肋采用等离子切割机精切下料,用双面铣床机加工两长边及坡口,在电液联动数控折弯设备上折弯成型。
4)U形肋组装技术。采用轨道移动压头设计,通过液压压紧将U形肋安装定位在顶板或底板上,组装动作快捷,压力可调,适应不同板厚,而且具有精度高、效率高、无损伤等优点,能够较好的控制U形肋组装精度以及与面板组装间隙。
5)反变形焊接技术。板单元U形肋焊缝,设计要求焊缝熔深有效厚度不小于8 mm,同时保证不焊漏。采用CO2气体保护船位自动焊工艺。制作专用的反变形胎架,根据不同的板单元宽度、厚度,横向设置不同的反变形量,两边用丝杠压紧实现船位无马施焊。焊接时先向一侧倾斜一定的角度,将U形肋同侧的焊缝焊接完成后,再将板单元向相反的方向倾斜相同的角度,焊接另外一侧的焊缝,所有焊缝焊接时都保持焊接方向一致,根据U形肋数量以及焊缝焊接时产生侧向弯曲的倾向安排合理的焊接顺序,减小产生扭曲变形和侧向弯曲变形。
2.2钢箱梁总拼制造技术
2.2.1钢箱梁总拼组装工艺
钢箱梁在总拼胎架上采取“正装法”依次组焊6个-8个节段,即以胎架为外胎,横隔板、内腹板为内胎分步组焊。通过测量塔和横向基准点即“三纵一横法”控制单元件就位,在尽可能少的马板约束下施焊,钢箱梁整体组焊工艺如下:
1)以中间测量塔和对线墩为基准定位各节段的基准块体;
2)以基准块体纵、横基线为基准对称组装两边底板单元,并用弹性马板与胎架固结。检查合格后,对称施焊,依次组装至斜底板单元处。
3)分别以两端测量塔和底板纵、横基线为基准组装纵横隔板单元,同时组装支座加劲及横向挡块。
4)分别以两端测量塔和纵横隔板基线为基准组装顶板单元,检查合格后,对称施焊。
5)顶板单元组焊完毕后,以中间测量塔为基准修正纵横基准线,并以其为基准划顶板单元向塔向配切线。采用小车配切顶板单元。
6)全面检测钢箱梁几何尺寸,合格后解除与胎架连接马板,并修磨点焊马板部位。然后复查相邻两箱段接口匹配情况,超差时进行修整,合格后组焊预拼装匹配件等。
2.2.2钢箱梁总拼焊接技术
钢箱梁节段断面大,焊接接头形式种类多,焊接位置具有全位置的特点,它不仅要保证焊缝质量,而且要保证箱梁产生的变形最小。因此钢箱梁总拼焊接采取以下焊接工艺和保证措施:
1)纵向对接焊缝全部采用单面焊双面成型工艺进行焊接,背面贴陶质衬垫,焊接时用CO2气体保护焊打底,埋弧自动焊盖面。焊缝间隙控制在(6士2)mm,打底焊缝厚度控制在8 mm左右。埋弧自动焊填充时控制线能量和层间温度确保焊缝性能,盖面焊道采用1道焊接完成,控制余高和焊缝外观成型。
2)横隔板接板与下部横隔板采用双面K型坡口熔透焊,单侧焊后背面清根熔透焊。焊前用马板定位,焊缝间隙控制在(6士2)mm。
3)纵隔板与底板、横隔板与顶底板焊缝设计为普通T型角焊缝,施工时采用CO2气体保护焊,配ER50-6(φ1.2mm)实芯焊丝进行焊接。
4)顶、底板U形肋和横隔板的焊接。采用实芯焊丝C02气体保护焊焊接,采取连续焊过倒角的方式,在U形肋拐角处不允许断弧,一次将切角焊封,对U形肋与横隔板角焊缝的端部进行包角处理,并对成型不匀顺的地方进行修磨。
3钢箱梁制造质量控制
3.1原材料质量控制
所有原材料均通过公开招标确定供货单位。原材料进厂后依据《材料采购计划》和《原材料检验试验工作流程》规定进行了外观质量检查和化学成分、力学性能的取样复检,杜绝有未经检验或检验不合格的原材料投入生产使用,并按照材料管理制度,做到分类堆放、标识明确、专料专用、随用随取,具备可追溯性。
3.2工装控制
为全面控制钢箱梁制造质量,保证几何精度,生产制造过程设计运用了一批专用工装设备,如U形肋组装机、反变形焊接胎架等,用工装设备的精度来保证产品批量制造质量,避免了人工技能差别对质量的影响。各工序设备和工装的首件产品均经验证合格后投入批量生产。总拼胎架每生产一轮,要进行一次检测。重点检查线形、预拱度及胎架刚度,检测结果均有详细记录并报监理工程师备案。
3.3工艺控制
为保證钢箱梁生产制造,技术人员与设计人员深入沟通,领会设计意图,进行深入的工艺研究和开发,针对钢箱梁结构特点和质量要求,编制了《钢箱梁制造工艺方案》《制造验收规则》等,用于指导生产的全过程,控制施工质量。针对板厚种类,焊接接头形式制作了17组代表了全桥各种连接的焊缝接头焊接工艺试验,并通过了专家评审,作为编制焊接工艺的依据。
3.4人员控制
明确各级施工人员的职责和权限。针对特殊工种和关键工序进行专项技术培训和交底,并组织焊工等关键工种进行理论及实作考试,择优持证上岗;生产过程中,技术、质检部门分批、分级对管理人员和工序操作人员进行质量技术交底,做到质量技术交底到班组、到人,技术服务到现场。重点加强了工序过程控制,以工序质量来保证成品质量。
4结语
同济大桥钢箱梁的制造过程中,采用了先进的技术设备及优化工法,高精度自动定位板单元组装技术、反变形焊接技术、梁段组焊与预拼装并行技术等,钢箱梁制造质量及进度均得到了保证。
参考文献:
[1]毕旭东,杨敏,欧阳祖亮,冯玉祥.马鞍山大桥三塔悬索桥塔梁固结体系钢箱梁施工关键技术[J].公路交通科技,2014,07:211-214.
[2]文坡,张强,杨光武.马鞍山长江公路大桥三塔悬索桥钢箱梁设计特色[J].桥梁建设,2012,02:7-13.
[3]李春燕,王朝伦,孟祥勇.清江西路55 m大跨径异形钢箱梁结构设计[J].成都市两快两射快速路系统工程论文专辑,2014,05:51-55.
[4]汪健,方诗圣,陈建林,张震.自锚式悬索桥大跨度钢箱梁顶推施工技术研究[J].公路,2014,01:56-67.
关键词:大型悬索桥;钢箱梁;钢结构
1工程概况
同济大桥位于广西贵港市,横跨郁江航道。大桥为自锚式悬索桥,跨度布置为50m+140m+280m+140m+50m,总长660米,上部梁体除锚固梁段采用混凝土箱梁外,其余梁段均为钢箱梁,锚固梁段两岸共长142米,钢箱梁梁段长518米;梁体位于半径5000米(路冠)的圆曲线和2.35%的纵坡上。
2钢箱梁制造关键技术
2.1板单元制造技术
板单元制作按照“预处理→下料加工→U形肋组装→反变形焊接→组焊接板→修整”的顺序进行制造。其关键工艺如下:
1)钢板预处理。下料前用滚板机滚平消除残余内应力,然后在预处理线上进行抛丸除锈、喷涂车间底漆。除锈等级为GB8923,88标准规定的Sa2.5级,喷涂无机硅酸锌车间底漆一道(厚度不小于25 μm)。
2)零件的下料加工。根据零件的具体形状和大小确定下料方法,对较长矩形板件采用多嘴头门式切割机精切下料,对隔板等形状复杂的板件采用CAM系统的数控切割机精切下料;对较薄的主要零件,采用等离子切割;钢板对接坡口采用火焰精密切割、刨边机或铣边机加工;过渡斜坡采用斜面铣床加工。
3)U形肋的加工工艺。本桥有两种断面尺寸的U形肋,板厚为8 mm/6 mm。U形肋采用等离子切割机精切下料,用双面铣床机加工两长边及坡口,在电液联动数控折弯设备上折弯成型。
4)U形肋组装技术。采用轨道移动压头设计,通过液压压紧将U形肋安装定位在顶板或底板上,组装动作快捷,压力可调,适应不同板厚,而且具有精度高、效率高、无损伤等优点,能够较好的控制U形肋组装精度以及与面板组装间隙。
5)反变形焊接技术。板单元U形肋焊缝,设计要求焊缝熔深有效厚度不小于8 mm,同时保证不焊漏。采用CO2气体保护船位自动焊工艺。制作专用的反变形胎架,根据不同的板单元宽度、厚度,横向设置不同的反变形量,两边用丝杠压紧实现船位无马施焊。焊接时先向一侧倾斜一定的角度,将U形肋同侧的焊缝焊接完成后,再将板单元向相反的方向倾斜相同的角度,焊接另外一侧的焊缝,所有焊缝焊接时都保持焊接方向一致,根据U形肋数量以及焊缝焊接时产生侧向弯曲的倾向安排合理的焊接顺序,减小产生扭曲变形和侧向弯曲变形。
2.2钢箱梁总拼制造技术
2.2.1钢箱梁总拼组装工艺
钢箱梁在总拼胎架上采取“正装法”依次组焊6个-8个节段,即以胎架为外胎,横隔板、内腹板为内胎分步组焊。通过测量塔和横向基准点即“三纵一横法”控制单元件就位,在尽可能少的马板约束下施焊,钢箱梁整体组焊工艺如下:
1)以中间测量塔和对线墩为基准定位各节段的基准块体;
2)以基准块体纵、横基线为基准对称组装两边底板单元,并用弹性马板与胎架固结。检查合格后,对称施焊,依次组装至斜底板单元处。
3)分别以两端测量塔和底板纵、横基线为基准组装纵横隔板单元,同时组装支座加劲及横向挡块。
4)分别以两端测量塔和纵横隔板基线为基准组装顶板单元,检查合格后,对称施焊。
5)顶板单元组焊完毕后,以中间测量塔为基准修正纵横基准线,并以其为基准划顶板单元向塔向配切线。采用小车配切顶板单元。
6)全面检测钢箱梁几何尺寸,合格后解除与胎架连接马板,并修磨点焊马板部位。然后复查相邻两箱段接口匹配情况,超差时进行修整,合格后组焊预拼装匹配件等。
2.2.2钢箱梁总拼焊接技术
钢箱梁节段断面大,焊接接头形式种类多,焊接位置具有全位置的特点,它不仅要保证焊缝质量,而且要保证箱梁产生的变形最小。因此钢箱梁总拼焊接采取以下焊接工艺和保证措施:
1)纵向对接焊缝全部采用单面焊双面成型工艺进行焊接,背面贴陶质衬垫,焊接时用CO2气体保护焊打底,埋弧自动焊盖面。焊缝间隙控制在(6士2)mm,打底焊缝厚度控制在8 mm左右。埋弧自动焊填充时控制线能量和层间温度确保焊缝性能,盖面焊道采用1道焊接完成,控制余高和焊缝外观成型。
2)横隔板接板与下部横隔板采用双面K型坡口熔透焊,单侧焊后背面清根熔透焊。焊前用马板定位,焊缝间隙控制在(6士2)mm。
3)纵隔板与底板、横隔板与顶底板焊缝设计为普通T型角焊缝,施工时采用CO2气体保护焊,配ER50-6(φ1.2mm)实芯焊丝进行焊接。
4)顶、底板U形肋和横隔板的焊接。采用实芯焊丝C02气体保护焊焊接,采取连续焊过倒角的方式,在U形肋拐角处不允许断弧,一次将切角焊封,对U形肋与横隔板角焊缝的端部进行包角处理,并对成型不匀顺的地方进行修磨。
3钢箱梁制造质量控制
3.1原材料质量控制
所有原材料均通过公开招标确定供货单位。原材料进厂后依据《材料采购计划》和《原材料检验试验工作流程》规定进行了外观质量检查和化学成分、力学性能的取样复检,杜绝有未经检验或检验不合格的原材料投入生产使用,并按照材料管理制度,做到分类堆放、标识明确、专料专用、随用随取,具备可追溯性。
3.2工装控制
为全面控制钢箱梁制造质量,保证几何精度,生产制造过程设计运用了一批专用工装设备,如U形肋组装机、反变形焊接胎架等,用工装设备的精度来保证产品批量制造质量,避免了人工技能差别对质量的影响。各工序设备和工装的首件产品均经验证合格后投入批量生产。总拼胎架每生产一轮,要进行一次检测。重点检查线形、预拱度及胎架刚度,检测结果均有详细记录并报监理工程师备案。
3.3工艺控制
为保證钢箱梁生产制造,技术人员与设计人员深入沟通,领会设计意图,进行深入的工艺研究和开发,针对钢箱梁结构特点和质量要求,编制了《钢箱梁制造工艺方案》《制造验收规则》等,用于指导生产的全过程,控制施工质量。针对板厚种类,焊接接头形式制作了17组代表了全桥各种连接的焊缝接头焊接工艺试验,并通过了专家评审,作为编制焊接工艺的依据。
3.4人员控制
明确各级施工人员的职责和权限。针对特殊工种和关键工序进行专项技术培训和交底,并组织焊工等关键工种进行理论及实作考试,择优持证上岗;生产过程中,技术、质检部门分批、分级对管理人员和工序操作人员进行质量技术交底,做到质量技术交底到班组、到人,技术服务到现场。重点加强了工序过程控制,以工序质量来保证成品质量。
4结语
同济大桥钢箱梁的制造过程中,采用了先进的技术设备及优化工法,高精度自动定位板单元组装技术、反变形焊接技术、梁段组焊与预拼装并行技术等,钢箱梁制造质量及进度均得到了保证。
参考文献:
[1]毕旭东,杨敏,欧阳祖亮,冯玉祥.马鞍山大桥三塔悬索桥塔梁固结体系钢箱梁施工关键技术[J].公路交通科技,2014,07:211-214.
[2]文坡,张强,杨光武.马鞍山长江公路大桥三塔悬索桥钢箱梁设计特色[J].桥梁建设,2012,02:7-13.
[3]李春燕,王朝伦,孟祥勇.清江西路55 m大跨径异形钢箱梁结构设计[J].成都市两快两射快速路系统工程论文专辑,2014,05:51-55.
[4]汪健,方诗圣,陈建林,张震.自锚式悬索桥大跨度钢箱梁顶推施工技术研究[J].公路,2014,01:56-67.