钢管拱工艺制作模板.doc
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1、钢管拱工艺制作摘要:本文简明总结了临汾鼓楼西汾河大桥钢管拱工艺制作思绪、制作关键难点和采取工艺方法及特点,并对制作过程中存在问题及处理方法作了较为深刻分析。本文以施工第一手资料为基础,努力争取新奇实用,以期同行在钢管拱制造工艺设计、施工、监理中加以借鉴。关键词:钢管拱制造 工艺制作 思绪 方法 问题 方法一、工程介绍临汾市鼓楼西汾河大桥主桥上部结构采取五跨中承式拱桥,主跨跨径105米,矢跨比为1/3,从跨跨径80米,矢跨比1/4,边跨跨径30米,拱轴线均采取二次抛物线。中跨及从跨拱肋采取钢管混凝土结构,边跨采取矩形断面钢筋混凝土拱肋。在下文中本桥指临汾市鼓楼西汾河大桥主桥,本工程指主跨和从跨,
2、不含边跨。1.肋拱结构中跨主拱肋采取桁架式钢管混凝土结构,拱肋高2.7米,宽2米,上下拱圈断面均为哑铃形,由两根直径800mm、壁厚18mm钢管及18mm厚钢板组成,钢管内及上、下平联内充填C50微膨胀混凝土;腹杆直径300mm、壁厚14mm钢管。从跨主拱肋采取结构式钢管混凝土断面,拱肋高1.8米,宽2米,由四根直径800mm、壁厚16mm钢管及16mm厚钢板组成,钢管内及上、下平联内填充C50微膨胀混凝土。2.风撑结构 主跨及从跨桥面以上拱肋各设3道风撑,以确保拱肋横向稳定。中跨风撑为钢管桁架结构,桁架上下弦杆钢管为壁厚16mm圆形空钢管,直径为500mm,腹杆为壁厚12mm圆形空钢管,直径
3、为300mm。从跨风撑采取箱型断面,钢板厚12mm。中跨及从跨桥面以下拱肋间设置加劲桁架,形成横向联络。桁架采取40016mm圆形空钢管。上弦即拱肋横梁,下弦即桥墩横向联络。 二、工艺制作思绪依据本工程钢结构特点和运输要求,确定105米跨、80米跨主弦管加工制作后,零部件及主弦管由武汉内厂经陆运至临汾工地,再在临汾工地单元件及总成制造区进行单元件制造和吊装分段匹配制造,分段涂装后转至成桥吊装区,最终配合吊装成桥焊接。 1.制作步骤图 (本图以80m跨拱肋为例加以叙述,105跨需将腹板改为腹杆,风撑制作简单,本图不另作赘述)(划线、下料滚圆 纵缝装焊、校圆环缝装焊、拼接弦管 火工矫正) (外腹板
4、及横隔板上胎架定位两上、下弦管焊接横隔板、装焊内腹板)(左弦管片装上总装胎架、装隔板上层内侧平联板装焊下层内侧平联板装焊吊装右侧片装弦管、上层外侧平联板装焊安装吊杆管、隔板内部焊接下层平联板内侧嵌补下层外侧平联板装配、焊接平联和弦管间对接角焊缝风撑短接头分段接头分段接头吊杆端头装焊分段接头、分段接头、风撑短接头)2.制作工艺设计(1)节段划分依据设计及现场施工吊装方案,105m单个拱肋分为5个吊装节段,全桥共分为10个吊装节段;80m单个拱肋分为5个吊装节段,全桥共分为20个吊装节段。主拱肋预拼装胎架按半桥匹配制造设计,胎架按桥线型(含预拱)设计制造。在胎架上完成主拱肋预拼、腹杆(板)装焊、吊
5、杆处结构装焊及分段接头等构件安装工作。拱肋吊装节段划分见下图。(2)立体构件平面制作依据主拱肋结构特点,将拱肋上、下各两根,共四根弦管分成两个片体,单个片体由两根弦管和平联板组成,采取侧装法进行建造,拱肋节段由腹板(或腹杆)、隔板、两片体等结构总装而成。(3)正确下料确保制作质量应用计算机三维立体放样和数控编程录入技术,提升放样下料精度。全部零件均预置精度赔偿量,并采取无余量下料工艺: 下料尺寸=理论尺寸+焊接收缩量+切割赔偿量+加工余量焊接间隙下料设备要求:板材采取数控等离子切割机、数控火焰切割机、自动多头切割机等进行精亲密割 ;其它型材下料采取型材切割机切割;管材相贯线及坡口采取数控相贯线
6、切割机切割。筒节及其它零件加工:对于用于自制筒节板材,下料开完坡口后上油压机压制辊圆头,依据辊圆设备要求压制400800mm长。按图纸要求在三芯辊床上辊制成圆,辊圆后用加工样板检验,不贴合度2mm。筒节纵缝焊接采取埋弧自动焊,焊后上三芯辊床和油压机上校正。弦管接头处法兰盘钻孔时采取模板套钻,以确保加工精度及法兰盘可交换性。(4)采取优异设备、成熟工艺,确保制作各阶段精度满足施工及设计规范要求A虾弯(热弯)单元件制作 主拱虾弯单元件通常由1012个筒节在虾弯(热弯)和哑铃型片装节段装配胎架上对接而成,对接后长度约1627米,对接错边量控制在2mm,对接时注意相临筒节纵缝应错开。对接环缝焊接采取悬
7、臂焊机埋弧自动焊,在滚轮胎架上进行,经过调整滚轮胎架电机转速来调整焊接速度以确保焊接质量。B片装单元制作 主弦管虾弯(热弯)单元件制作检验合格后再回到专用胎架制作成哑铃形片装单元。装配前应先将虾弯(热弯)单元件在胎架上对合胎架地标轮廓线检验矫正线型,矫正采取火工矫正,热矫温度控制在600800,矫正后构件随空气缓慢冷却,降至室温以前,不得锤击或用水急冷。装配时先按地标轮廓线定位下层主弦管,然后定位上层主弦管(两层管之间用工装槽钢定位固定),最终装配两侧平联板。在定位平联板时应保持和两弦管中心线对称,以防偏心。焊接采取先对接再角接次序,主弦管对接环缝采取陶质衬垫CO2气体保护焊焊接。片装单元脱离
8、卧装胎架后在平台上采取埋弧自动焊焊接平联板和主弦管间焊缝。为控制焊接变形,焊前应将弦管和平台刚性固定,打底、填充焊时先焊外侧平联板,翻身焊接内侧平联板,再翻身盖面外侧平联板。C腹管相贯线加工 腹管采取自制直缝管,在相贯线数控切割机上加工相贯线和开制坡口,在加工过程中应按加工图检验切割参数L1和L2,使其偏差控制在-1mm2mm。D分段匹配组装焊接 分段匹配制造在专用总成胎架上进行,胎架线型值由计算机放样给出,采取激光经纬仪配适用级50米钢卷尺在硬化地面上做出零、部件定位线、吊杆和风撑短接头等定位线、分段端口定位线、拱肋外形轮廓等定位标识,方便于节段组装时各构件定位。胎架是节段匹配制造基础,要求
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