杭州湾跨海大桥钢箱梁钢锚箱制造施工技术方案Word文档格式.docx
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●制定准确的机加工工艺,确保栓接孔群间的精度;
根据杭州湾跨海大桥南、北航道桥钢箱梁设计特点,结合其它大型钢箱梁桥制作经验,该桥钢箱梁制作分为以下三个工艺阶段
●单元件制作
●梁段组装预拼
●钢箱梁工地吊装栓接、焊接
1)钢材预处理
所有钢材经复验合格后才能投入预处理工序。
(1)钢板校平
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校平保证钢板平面度,消除钢板轧制内应力。
(2)钢材预处理
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30μm。
2)放样、下料
(1)放样
①采用计算机三维放样技术,对钢箱梁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。
③放样流程见图3-1:
(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,U型肋、扁钢加劲板等采用专用吊具起吊,保证钢板及下料后零件的平整度。
③钢板采用等离子或火焰切割下料,主要设备有澳大利亚FABRICATOR3500型门式数控钻割机图-2、德国梅塞尔6500数控等离子—氧乙炔多头切割机图-3、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、半自动切割机等。
④U型肋采用仿形轨道自动切割机进行切割(图)。
⑤切割零部件偏差均符合规范要求。
1)零件加工
⑴制孔分别用四海数控钻床及摇臂钻床进行加工;
⑵顶板U肋连接板的制孔采取制作钻孔模具来加工,以保证孔群间的精度及连接板间的互换性;
⑶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℃。
⑷锚固耳板的索孔采用镗床加工,平面及斜面采用刨床加工;
⑸锚固耳板和边纵腹板上连接孔群采用数控钻床钻孔;
⑹过渡坡口和板边加工采用刨边机加工;
⑺零件加工允许偏差符合规范要求。
2)矫正
⑴下料后的钢板采用九辊和十一辊校平机进行矫平,下料后的零件长度是宽度的8倍需要调直,下料后的部分零件也要采用二次九辊和十一辊校平机进行矫平。
⑵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℃;
⑶当采取热矫时,其加热温度应控制在600~800℃;
温度降至室温前,不允许锤击钢材;
⑷零件矫正允许偏差符合规范要求。
单元件划分
根据二座桥钢箱梁结构形式,以标准梁段A为例对梁段进行单元件划分。
标准梁段A结构形式如图3-5;
代号前均加字母“S”,单元件划分见图3-5a,北航道桥的单元件代号前均加字母“N”,单元件划分见图3-5b。
顶板划分为14个单元件用字母“M”表示,底板划分为10个单元件用字母“D”表示,横隔板(以横隔板1为例)划分为3个单元件用字母“HG1”,斜腹板划分为4个单元件用字母“X”表示;
边纵腹板划分为2个单元件用字母“BZ”表示;
中纵腹板划分为10个单元件用字母“ZZ”表示;
风嘴单元件划分为2个单元件用字母“F”表示。
3.1.5单元件制造工艺
1)
(1)顶
2)横隔板单元件制作
(1)横隔板单元件(以横隔板1为例)结构及单元件划分示意见图-8。
(2)横隔板单元件制作工艺流程(以横隔板单元件中的1号单元制作为例)
3)边纵腹板单元(含锚固吊耳板)制作
边纵腹板单元件制作质量直接影响成桥的质量和桥梁的安全,边纵腹板单元件制作是钢箱梁制造的重要工序,是质量控制的重点。
边纵腹板单元件详图见图3-8,其制作工序如下:
4)中纵腹板单元制作
中纵腹板单元件(以一侧为例)结构及
单元件划分示意图-10。
5)风嘴单元件制作
(1)风嘴单元件(以NF1为例)结构示意图见图。
(2)风嘴单元件制作工艺流程
风嘴单元件以腹板为基面,在专用胎架上制作,其制作工艺流程如下:
3.1.6钢箱梁梁段组装及预拼装
1)钢箱梁梁段组装与预拼装原则
梁段制作及预拼在总装胎架上完成以北航道桥为例叙述钢箱梁梁段组装与预拼装工艺。
2)总装胎架制作
⑴胎架结构形式(胎架每轮次进行一次复测)
根据梁段的重量、结构形式、外形轮廓、梁段制作预变形、设计线型、成桥预拱值及钢箱梁转运等因素进行胎架的设计和制作,胎架结构有足够的刚度,满足承载钢箱梁及施工荷载的要求,确保不随梁段拼装重量的增加而变形。
胎架区用全钻仪配合,在地面上划出供各单元件定位的(纵、横向)标记线、锚固耳板中心线以及梁段中心线、角定位控制线等(图3-13),这些标记线简称为地标。
在胎架以外的钢柱上设置各单元件的高度定位基准标记线(即标高样杆)。
梁段组装过程中,由各基准线控制各单元件和构件的空间位置,以保证钢箱梁整体尺寸精度。
3)钢箱梁组焊工艺流程
以北航道桥为例叙述。
梁段采用正装法,以胎架为建造平台,以底板外表面为建造基面进行建造。
(1)梁段组装流程
在总结已建钢箱梁制作经验的基础上,结合本桥钢箱梁的结构特点,充分考虑焊接方法和顺序对梁段组装焊接变形的影响,制定梁段组装程序。
①底板单元件和斜腹板单元件装焊
●基准单元件定位
将底板基准单元件ND5、ND6定位,ND1、ND10单元件定位,焊接ND5+ND6焊缝,并与胎架刚性固定。
●单元件NX1、N及底板单元件ND3、ND4、ND7、ND8定位装焊
●ND3、ND4、ND7、ND8底板单元件定位,并装焊ND3+ND4、ND7+ND8、ND4+ND5、ND6+ND7四条焊缝。
预留底板单元件定位装焊
预留底板单元件定位,先装焊两条缝,后装焊两条缝,以此来保证梁段底板的宽度尺寸,减小焊接残余应力。
定位要求:
各单元件定位时,锚板中
心线、单元件横向定位线、检查线等与地
标线吻合对齐。
在单元件定位时安装梁段
端口控制装置下模板。
✧心线,
以消除累计误差。
②横隔板、中纵腹板、边纵腹板单元件装焊
●梁段锚固吊耳处横隔板单元件定位
中间横隔板NHG2-2单元件的定位,中部横隔板中心线对合梁段底板中心线,边NHG2-2横隔板间对接缝暂不焊接,用高度标杆确定高度中心线。
●梁段中纵腹板单元件定位
纵腹板单元件NZZA-3、NZZA-4、NZZA-8、NZZA-9装配定位,其装配线对合梁段底板装配线。
●梁段NHG2两侧的横隔板NHG1单元件定位横隔板单元件NHG1的定位,中间横隔板中心线对合梁段底板装配线。
中纵腹板NZZA-2、NZZA-5、NZZA-7、
NZZA-10装配定位,其装配线对合梁段底板装配线。
●梁段靠塔侧横隔板NHG1的定位
梁段靠塔侧横隔板NHG1定位,横隔板中部中心线对合梁段底板中心线。
梁段纵腹板单元定位
中纵腹板NZZA-1、NZZA-6装配定位,其装配线对合梁段底板装配线。
边腹板单元件NBZ1、NBZ2的定位。
边腹板单元件锚固耳板定位线对合地标定位线。
以确保能精确定位。
3顶板单元件装焊
●顶板单元件装焊
先安装梁段中心线处的两个顶板单
元件NM7、NM8,焊接NM7+NM8纵缝,再定位边侧的NM1、NM14,并焊接NBZ1+NM1、NBZ2+NM14两条焊缝。
然后定位单元件NM2、NM4、NM5、NM6、NM9、NM10、NM11、NM13,并焊接NM7+NM6、NM6+NM5、NM5+NM4、NM8+NM9、NM9+NM10、NM10+NM11、NM1+NM2、NM13+NM14八条焊缝。
●横隔板对接缝焊接
在顶板预留单元件安装前,进行横
隔板焊接,先焊对接缝(NHG1-1+NHG1-2、
NHG1-2+NHG1-3)及横隔板HG1、HG2与腹
板单元件焊缝,再焊横隔板与顶板、斜
腹板等周边构件的焊缝。
●预留顶板单元件定位装焊
预留顶板单元件NM3、NM12定位。
先
装焊与NM4+NM3、NM11+NM12件的焊缝(靠中侧),再装焊与NM2+NM3、NM12+NM13件的焊缝(靠边侧),最后焊接齿形板与横隔板间的角焊缝。
✧定位要求:
复核顶板单元中心线、检查线等与地顶预埋件上的相应标记线的符合性,检查顶板高度与高度标杆相应标记点的符合性。
④风嘴单元件装焊
风嘴单元件吊装定位,先焊接
横隔板与腹板单元件间焊缝。
再焊接风
嘴单元件与腹板单元件间NF1+NBZ1、
NF2+NBZ2的焊缝。
口及整体线型,避免工地装焊时梁段间出现较大间隙和较大错边量,使工地装焊工作顺利进行。
制作梁段与预置梁段的预拼不仅要检查间隙、调整错边量,匹配端口尺寸,还需对梁段张口进行必要的修正和调整。
(1)检查调整钢箱梁长度,修正对接端口
梁段制作时,梁段在长度方向一端留有余量,梁段装焊结束后,解除梁段约束(底板与胎架、端口控制装置、临时加强支撑等),梁段的几何尺寸和空间位置已定,此时按标记点用钢带确定梁段的长度,划线时预放桥上焊接收缩量和焊接间隙以及顶、底板张口差,采用全位置自动切割机进行端口切割。
对端口自由边变形进行矫正,完成端口匹配工作。
(2)修正钢箱梁总长度
每个预拼装单元预拼后,测量其总长度,并将该长度与理论长度比较,其差值在下一个预拼装单元加以修正,避免产生积累误差。
(3)匹配件的安装
梁段预拼时已确定了相邻梁段的相对位置,此时,将相邻两梁段的匹配件按图纸规定的位置成对安装在焊缝两侧,先定位、焊接一侧的构件,再焊接另一侧的构件,在高空吊装时只要将匹配件定位连接,即可恢复到预拼装状态。
(4)梁段标记、标识的制作
梁段预拼装检测合格后,采用激光经纬仪,钢带等仪器工具,按工艺要求绘制梁锚固耳板(5)顶板U型肋的拼接板的预装
顶板U型肋栓接,桥面板焊接是该桥的一大特点,拼接板安装质量关系全桥制造质量,因而拼接板的预装是梁段预拼中重要的工作之一,具体实施步骤如下:
①U型肋两端孔群预先采用自定位可翻转机器模板U形肋孔群加工样箱在车间统一钻制,孔群极边距偏差可控制在0.25mm以内。
②所有拼接板在车间数控钻床上加工其一端的孔群。
③梁段组装时采用U肋定位装置固定顶板单元,两者间用比设计孔径小0.1mm的冲钉连接定位。
定位装置上的孔群采用与拼接板孔群相一致的方法加工成形。
④梁段预拼调整、校正等工作结束后,进行顶板U型肋拼接板的预装,预拼时将拼接板用4个比设计孔径小0.1mm冲钉与U型肋连接⑥将拼接板按环缝需求数量装箱编上环缝编号,注明检测人。
⑦收集拼装质量信息,建立质量信息库,对拼接板、顶板U肋的钻孔质量,梁段组装质量进行适时反馈控制。
3.1.7钢箱梁的检测及测量方法
1)根据杭州湾跨海大桥北航道桥设计图以及现行相关规范标准的要求,编制该桥钢箱梁制作检验项目清册、精度要求、无损检测清册、无损检测工艺规程、检验工艺规程等工艺文件,
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- 杭州 跨海大桥 钢箱梁钢锚箱 制造 施工 技术 方案