钢柱脚预埋施工方案.docx
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钢柱脚预埋施工方案.docx
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钢柱脚预埋施工方案
汉宜铁路xx站站房工程
站台雨篷刚柱脚预埋方案
编制:
审核:
中国中铁xx集团xx站项目部
2010年月日
一、编制依据
新建汉宜铁路xx站站台雨棚埋柱钢结构施工图纸。
《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002
《埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB/T5293-1999
二、工程概况
xx站站台有G轴、H轴2个雨篷,东西长为428米,共有48个钢柱子,44个单管混凝土钢柱,4个双管混凝土钢柱。
我公司主要承担xx站站房雨棚钢管埋柱的制造和安装工程,埋柱型号为φ800mm*25mm,材质为Q345C和Q345GJC两种,长度约为6m。
共计48根,重量约240吨。
三、钢管柱制造
(一)制造场地:
武汉一冶钢结构有限责任公司空间分公司。
(二)钢材下料
1.条料切割加工
(1)切割加工方法:
条料的切割加工采用直条切割机加工,切割时同一条料两边同时切割。
(2)切割准备:
a.核对钢板编号、材质、规格、尺寸是否与排料图一致;材质采用核对色标方式核对,规格、尺寸测量核对。
b.切割前先对钢板利用矫平机或火焰加热对局部变形进行矫正,合格后方允许切割。
c.将钢板吊上切割平台,放置时应调钢板边缘与轨道平行,不平行度不大于3mm。
并应调整钢板表面水平,切割时割件表面距离焰心尖端以2-5mm为宜。
d.划线:
根据排料图以及零件图划出切割加工线,划线时应按零件图加放切割余量。
宽度方向应根据割嘴型号加放割缝余量。
e.根据切割板厚选择割嘴大小。
(3)切割:
a.调整割嘴与钢板的距离(10~15mm)并确认割嘴中心与切割线对正;
b.点火后根据切割火焰焰心对割嘴位置调整,使焰心与切割线对齐(偏差应控制在0.5mm以内);
c.切割工艺参数按下表选取:
表1-1气割切割工艺参数
割嘴
型号
割嘴
孔径
切割
厚度mm
割缝
余量
氧气
压力Mpa
丙烯
压力Mpa
切割速度
mm/min
2
1.00
12-30
2
0.6-0.7
0.05-0.06
500-600
3
1.25
30-40
2.5-3
0.6-0.7
0.06-0.08
400-500
4
1.50
40-70
3
0.65-0.75
0.08-0.1
300-400
5
1.75
70-100
3.5-4
0.7-1.0
0.15
250-350
6
2.00
>100
4
0.75-1.0
0.15
200~260
d.切割加工开始后应检查零件宽度是否符合要求,并检查切割面有无切割缺陷,当有缺陷产生时应及时调整切割工艺参数。
e.条料端部应用自动火焰切割,严禁用手工火焰切割。
(4)切割清理检查
a.切割完工后清理切割件,并自检检查切割件质量,检查项目及允许偏差应符合表1-2《切割下料检验标准》的要求,并应做好自检记录;
b.检查合格后对零件进行标识,标识内容:
工程名称、零件编号(编号前加NC,代表工程代号)、规格、材质及强度色标、钢板炉批号。
标识位置:
距条料端头300mm处、强度色标标识在切割自由端面上;
c.报专检检查合格后转入下道工序。
2.小件切割加工
(1)切割加工方法:
规则形状(矩形)件的切割加工采用半自动火焰切割,其他形状的零件采用数控切割加工;
(2)半自动火焰切割加工
a.核对钢板编号、材质、规格、尺寸是否与排料图一致;材质采用核对色标方式核对,规格、尺寸测量核对。
b.切割前先对钢板利用校平机对局部变形进行矫正,合格后方允许切割。
c.将钢板吊上切割平台,并应调整平整。
d.排料及划线:
各零件的排料位置必须与排料图一致,根据排料图以及零件图划出切割加工线,划线时应按零件图加放切割余量并根据割嘴型号加放割缝余量。
e.根据切割板厚选择割咀大小。
f.切割机轨道必须放置平稳,且必须与要切割的切割线平行(偏差控制在0.5mm以内)。
g.切割工艺参数按表4-1选取。
(3)数控切割
a.核对钢板材质、规格、尺寸是否与排料图一致;材质采用核对色标方式核对,规格、尺寸测量核对。
b.切割前先对钢板利用校平机对局部变形进行矫正,合格后方允许切割。
。
c.将钢板吊上切割平台,放置时应调钢板边缘与轨道平行,不平行度不大于3mm。
并应调整钢板表面水平,保证切割时割嘴到钢板表面距离偏差控制3mm以内。
d.根据钢板板厚选择割嘴型号及切割工艺参数(表4.1.3)。
e.调整割嘴与钢板的距离(10~15mm)并调整割嘴与钢板表面垂直。
f.首件切割并检查合格后再进行正式切割。
(4)清理检查
a.切割完工后清理切割件,并自检检查切割件质量,检查项目及允许偏差应符合表1-2《切割下料检验标准》的要求,并应做好自检记录;
b.检查合格后对零件进行标识,标识内容:
工程名称、零件编号、规格、材质及强度色标、钢板炉批号。
标识位置:
零件放置位置正面、强度色标标识在切割非后续加工自由端面上;
c.报专检检查合格后转入下道工序(组立、装配)。
表1-2切割下料检验标准
检验项目
允许偏差(mm)
检验方法
检查记录方式
切割面裂纹、夹渣、分层和大于1mm的缺棱
不允许
观察、测量
△
零件宽度、长度
0-2.0
钢尺、卷尺
○
条料侧弯
≤3.0
拉线、钢尺
△
切割面平面度
0.05t且≤1.5
钢尺、塞尺
△
割纹深度
0.3
观察、测量
△
局部缺口深度
1.0
观察、测量
△
气割面表面粗糙度
200μm
观察、对照
△
切割面垂直度
t≤20
1.0
钢尺、塞尺
△
t>20
0.05t、且≤1.5
钢尺、塞尺
△
不规则件形状偏差
≤2.0
样板
▲
○:
检查表中需记录误差数值
△:
检查表中需记录合格与否
▲:
该项目检查记录可以省略
(三)、卷管加工
下料工序
1.按照施工图与施工工艺的要求,编制筒体展开图数控仿形气割的文件,由数控气割机切割成型及直缝的坡口。
2.在气割成型的钢板划上钢板压园的中线及直缝对接的装配依线(即对接缝各向内100mm),均打上洋冲眼。
3.铲除割渣及毛刺,打磨周边坡口面至光洁。
4.由专职检验员检查合格方可转入下道工序。
预弯工序
将气割成型的钢板在2000吨的压力机上,用专用模具压制直边端的预弯段,其弯曲半径应小于实际弯曲半径。
卷板相关参数:
在卷筒直径和材料屈服极限符合规定参数的情况下,板厚与板宽关系如下:
H1=K1·HK1=√5B2/(9·B·B1-4B12)
卷筒直径和卷板宽度符合规定参数的情况下,板材屈服极限与板厚的关系如下:
H1=K2·HK2=[1-2(δS1-δS)/104]·√δS/δS1
在板材屈服极限和卷板宽度符合规定参数的情况下,最小卷筒直径和卷板厚度的关系如下:
H1=K3·H(当1/2D≤D1≤D时,K3=0.3D1/D0.7;当D1>D时,K3=0.03D1/D+0.99)
(四)钢管柱拼装焊接
钢管柱拼装难度不大,关键是焊接质量的保证,根据图纸要求,管柱的拼接缝,钢管柱与底板之间的焊缝全部为一级焊缝。
钢管拼接焊缝采用二氧化碳气体保护焊打底,埋弧焊盖面的焊接形式施工。
钢管柱与底板的焊缝和钢管内加强板焊缝采用二氧化碳气体保护焊进行焊接。
1、焊接质量控制与技术保证措施
(1)焊前准备方面
所有施焊各类构件的焊工,须持劳动局颁发的焊工证书,且符合产品焊接相应科目考试合格的焊工担任。
焊工必须严格按焊接工艺指导书的要求进行操作。
焊工在所施焊缝附近打上焊工钢印,便于质量追溯。
焊条、焊剂等焊接材料,须验证牌号,并须按有关焊接规程要求,烘干并保存在保温箱(筒)中内随用随取。
焊丝使用前须清除油锈,焊材领用前应有《焊接材料领用凭证》写明图号、焊接方法、焊接形式、数量及规格,焊工应严格遵守工艺纪律,按规定使用焊材,未经批准不得代用。
焊接坡口的制备,采用机械加工和气刨方式,加工的坡口必须平滑,没有刻槽和缺口。
施焊前,应将坡口表面和边缘30mm范围内油污、铁锈和其它影响焊接制造质量的杂质清除干净。
焊前应仔细检查坡口尺寸及装配质量。
焊缝对接部分应齐平,接头装配后,其错边不应超过较薄件厚度的10%。
(2)装配定位焊接方面
定位焊:
定位焊是厚板施工过程中最容易出现问题的部位。
由于厚板在定位焊时,定位焊处的温度被周围的“冷却介质”很快冷却,造成局部过大的应力集中,引起裂纹的产生,对材质造成损坏。
解决的措施是厚板在定位焊时,提高预加热温度,加大定位焊缝长度和焊脚尺寸。
装配定位焊缝构成基本焊缝一部分时,其质量要求与正式焊接焊缝相同,所用的焊条、焊丝、施焊的工艺规范参数同正式焊缝一样,装配定位焊高度不宜超过设计焊缝厚度的2/3,长度宜大于40mm,每隔0.5m~0.6m处焊一次。
凡被基本焊缝熔入的定位焊缝,不允许出现在焊缝末端或转角区域。
工艺规定需在装配夹具且内装配点固焊的构件,必须在夹具中装配点焊。
(3)厚板焊接方面
厚板在焊接前,钢板的板温较低,在始焊时,电弧的温度高达1250-1300℃,厚板在板温冷热骤变的情况下,温度分布不均匀,使得焊缝热影响区容易产生淬硬——马氏体组织,焊缝金属变脆,产生冷裂纹的倾向增大,为避免此类情况发生,厚板焊前必须进行加热,加热时按板材的不同厚度进行,母材的最小预热温度应按下表要求执行。
材料强度级别
预热温度
层间温度
Q345B
厚度<25mm,不预热。
厚度≥25mm,预热60-150℃。
<220℃
加热采用红外线电加热板,并配备数显电控箱,自动控制与调节焊接过程中的温度。
要求如下:
a、接头的预热温度应不小于上表规定的温度,层间温度不得大于230℃。
b、接头预热温度的选择以较厚板为基准,应注意保证厚板侧的预热温度,严格控制薄板侧的层间温度。
C、预热时,焊接部位的表面用电加热均匀加热,加热区域为被焊接头中较厚板的两倍板厚范围,但不得小于100mm区域。
加热时应尽可能在施焊部位的背面。
d、当环境温度(或母材表面温度)低于0℃(当板厚大于30mm时为5℃),不需预热的焊接接头应将接头的区域的母材预热至大于21℃,焊接期间应保持上表规定的最低预热温度以上。
e、厚板对接焊后,应立即将焊缝及其两侧各100mm范围内的局部母材进行加热,加热时采用红外线电加热板进行。
加热温度到250~350℃,然后用石棉铺盖进行保温,保温2~6h后空冷。
这样的后热处理可使因焊前清洁工作不当或焊剂烘焙不当而渗入熔池的扩散氢迅速逸出,防止焊缝及热影响区内出现氢致裂纹。
f、对于厚钢的超声波检测时应焊后24小时或更长时间进行检测,如进度允许,也可在构件出厂前再次进行检测。
确保构件合格,以免延迟裂纹对工件的破坏。
g、按设计与工艺要求,对焊缝进行超声波检验;产品的外形尺寸等检验合格。
(4)其它注意细节
引弧问题:
有些电焊工有一种不良的焊接习惯,当一根焊条引弧时,习惯在焊缝周围的钢板表面四处敲击引弧,而这一引弧习惯对厚板的危害最大,原理同上。
因此在厚板焊接过程中,必须“严禁这种不规范”的行为发生。
多层多道焊:
在厚板焊接过程中,坚持的一个重要的工艺原则是多层多道焊,严禁摆宽道。
这是因为厚板焊缝的坡口较大,单道焊缝无法填满截面内的坡口,而一些焊工为了方便就摆宽道焊接,这种焊接造成的结果是,母材对焊缝拘束应力大,焊缝强度相对较弱,容易引起焊缝开裂或延迟裂纹的发生。
而多层多道焊有利的一面是;前一道焊缝对后一道焊缝来说是一个“预热”的过程;后一道焊缝对前一道焊缝相当于一个“后热处理”的过程,有效地改善了焊接过程中应力分布状态,利于保证焊接质量。
焊接过程中的检查:
厚板焊接不同于中薄板,需要几个小时乃至几十小时才能施焊完成一个构件,因此加强对焊接过程的中间检查,就显得尤为重要,便于及时发现问题,中间检查不能使施工停止,而是边施工、边检查。
如在清渣过程中,认真检查是否有裂纹发生。
及时发现,及时处理。
2.尺寸精度的控制与技术保证措施
(1)按照施工图与施工工艺的要求,编制筒体展开图数控仿形气割的文件,由数控气割机切割成型及直缝的坡口。
(2)在气割成型的钢板划上钢板卷园的四中线及直缝对接的装配依线(即对接缝各向内100mm),均打上洋冲眼。
(3)将气割成型的钢板在2000吨的油压机上,用专用模具压制直边端的预弯段,其弯曲半径应小于实际弯曲半径,并用不小于500mm样板检查。
(4)把已预压成型的筒体钢板放置在卷板机,并按工艺要求调整好位置。
在轧制过程中,应时常用样板复核轧制时的园弧成型情况,按实际情况修正产生的偏差,使其均匀圆滑的成型,避免成型后错边,同时应注意轧制过程的钢板的延伸量的变化,确保大小口径的直径精确度。
(5)经过几次来回的轧园(具体按试验所得各类钢板厚度实际情况制定),使渐渐合拢的直缝处密合。
(6)总装前必须熟悉图纸,仔细核对零件的几何尺寸和各零件之间的连接尺寸:
熟悉相应的制造工艺和焊接工艺,以便明确各构件的加工精度和焊接要求
(7)装配用的工具(卷尺,角尺等)必须事先检验合格,样板和样条在使用前也应仔细核对,组装用的平台和胎架应符合构件装配的精度要求(胎具的水平度应在±1.0之间)并具有足够的强度和刚度,使用前应经技监部门认可合格。
构件组装要按照工艺流程进行,零件连接处的焊缝两侧各30—50mm范围以内的轧屑、水份、毛刺、氧化皮、油污等应清理干净。
(8)在加工中发生了变形时,如该变形量不能确保所定的制品精度,要在无损于材质的情况下用常温加压或加热法进行矫正。
常温加压矫正可用油压机;加热矫正可采用火焰矫正或电加热,但加热温度不得超过650℃且加力矫正应避开蓝脆区温度(200℃一400℃)。
(9)为确保立柱整体能顺利的组装,必须在四条中线位置每个拼接端100mm处划出现场装配依线,可使结合处的对接正确。
相关检验方案与检验标准见“第七章钢结构检验、检测方案与验收标准”。
四、钢管柱安装
1、准备工作
熟悉图纸,明确柱底板标高。
在监理单位的组织下进行测量中交,编制测量任务书,下达给测量工进行现场放线,每根埋柱需要设置出横纵两条中心线,用油漆笔标识于承台上。
根据现场情况,标高基准点至少要设置4个。
检查现场预留孔的尺寸,如发现与钢管柱抗剪H型钢有干涉。
及时与土建施工单位联系处理。
摆放垫板处的承台面的浮浆要用麻面板去掉。
2、吊机选择
每根埋柱重约5吨左右,根据现场基坑较大的实际情况。
选用25吨汽车吊进行吊装。
3、保证安装质量措施
每根钢柱底板处布置8堆垫板,垫板尺寸为200mm*150mm。
垫板根据承台面标高选择几种不同厚度钢板。
用以调整钢柱的标高,垂直度。
调整完毕后,拧紧螺母。
垫板布置示意图如下:
五、人力需求。
铆工:
15人电焊工:
30人起重工:
6人普工:
10人
行车工:
4人
六、工期要求
从图纸确定之日起,到第一根钢管柱运到现场需要25天时间(其中材料材质特殊,采购周期较长,需要20天时间)。
全部运到现场一起需要32天时间。
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