桥梁钢结构基础知识

1 桥梁钢结构基础知识讲座 一 常用钢材 1 结构钢牌号说明 对应标准 GB221 2000 钢铁产品牌号表示方 法 如 Q345qC Q 屈服强度 345 屈服强度 345MPa 当 16mm 时 其屈服强度大小与牌号 数值相同 板厚增加 强度降低 例如 Q345C 钢 当 63mm 时 其屈服强度只有 315MPa q 桥梁用结构钢 C 质量等级为 C 级 钢材质量等级共有 A B C D E 5 个级别 A 级最低 E 级 最高 主要表现在钢中有害杂质 S P 含量的多少 耐冲击温度的高 低 如 AKV 纵向 Q345A B 级钢 20 34J AKV 纵向 Q345C 级钢 0 34J AKV 纵向 Q345D 级钢 20 34J AKV 纵向 Q345E 级钢 40 34J 2 结构钢的屈强比 即钢材的屈服强度与抗拉强度之比 s b 屈强比越小 强度储备越大 结构越安全可靠 屈强比越大 强度储备越小 结构越不安全可靠 一般屈强比不超过 0 8 一般 2 钢材的强度等级越高 屈强比越大 反之 越小 3 碳素结构钢 对应标准 GB T700 2006 有 4 个强度等级 Q195 不分级 Q215 A B 级 Q235 A B C D 级 Q275 A B C D 级 用的比较多的是 Q235C 钢 相当于过去的 A3 钢 4 低合金高强度结构钢 对应标准 GB T1591 2008 有 8 个强度等级 Q345 A B C D E 级 Q390 A B C D E 级 Q420 A B C D E 级 Q460 C D E 级 Q500 C D E 级 Q550 C D E 级 Q620 C D E 级 Q690 C D E 级 过去的 16Mn 相当于 Q345 的 A B 级 与 GB T1591 1994 对照 新标准增加了 Q500 Q550 Q620 Q690 强度等级 取消了 Q295 强度等级 5 桥梁用结构钢 3 对应标准 GB T714 2000 有 4 个强度等级 Q235q C D 级 Q345q C D E 级 Q370q C D E 级 Q420q C D E 级 如 南京大胜关大桥 Q370qE 用于受拉部位 Q420qE 用于受压 部位 6 厚度方向性能钢板 对应标准 GB5313 85 有 3 个等级系列 Z15 Z25 Z35 钢板的抗层状撕裂性能采用厚度方向拉力试验 的断面收缩率来评定 如 Z35 钢 断面收缩率三个试样平均值不 小于 35 其中单个试样不小于 25 主要是硫的含量低 如 Z35 钢 硫的含量不大于 0 005 7 焊接用耐候钢 对应标准 GB T4172 有 4 个强度等级 Q235NH Q295NH Q355NH Q460NH 特点是钢中含有铜和铬 具有耐大气腐蚀的性能 8 可焊性与碳当量 材料能否获得满意的焊接质量的性能称为材料的可焊性 碳是 钢中最主要的元素 也是对可焊性最具影响力的元素 含碳量越高 可焊性越差 把各种合金元素对材料可焊性影响的程度折合成碳对材料可焊 4 性的影响 称为碳当量 我国的碳当量计算公式为 1440540246 VMoCrNiSiMn CCeq Ceq 小于 0 45 时 可焊性是良好的 钢材的损耗率 钢材的损耗率 山海关桥梁厂 双定尺料为 非定尺料为 坝陵河大桥 设计规定 一般为 整体节点为 二 焊接工艺评定及常用的焊接方法 1 焊接工艺评定 焊接工艺评定是编制焊接工艺的依据 焊接工艺评定的目的 一是审定生产工艺能否实现 二是质量 保证可靠程度 三是经济合理性 机械性能试验项目 试样数量及试验方法应符合下表的规定 机械性能试验项目 试样数量 个 机械性能试验项目 试样数量 个 试样型式试验项目试样数量试验方法 接头拉伸 拉板 试验1 焊缝金属拉伸试验1 接头侧弯试验 1 低温冲击试验 6 对接接头试样 接头硬度试验1 焊缝金属拉伸试验1 T 型接头试件 接头硬度试验1 按 焊接接头机 械性能试验方法 GB2649 2654 的规定 注 弯曲角 180 缺口开在焊缝中心及熔合线外 1 0mm 处各 3 个 接头拉伸 拉板 试验是为了检测接头的抗拉强度 一般断在母材 屈服 强度在原材料复验时已测过 此处一般不测 焊缝金属拉伸 拉棒 试验是检测焊缝金属的屈服强度 抗拉强度及延伸 5 率 接头侧弯试验 弯芯直径和弯曲角度应符合母材标准对冷弯的要求 若板 厚小于 mm 做侧弯试验不便操作 可做一个面弯和一个背弯代替侧弯 2 常用焊接方法 当前 桥梁钢结构常用的焊接方法主要是三种 手工电弧焊 埋弧自动焊 CO2气体保护焊 三种焊接方法的比较 方法 项目 质量效率灵活抗风抗潮用 途 手弧焊好低高一般差短小焊缝 CO2 好较高较高差高短小焊缝 及打底 填充 焊 埋弧焊很好高低较好一般长焊缝 盖面 三 常用焊接材料 1 低合金结构钢焊条 对应标准 GB T5118 95 常用 J507 即 E5015 结构钢焊条 焊缝金属 抗拉强度 kg mm2 碱性低氢型药皮 焊接电源 直流反接 其熔敷金属冲击 韧性比较高 J50 即 E5003 酸性焊条 钛钙型药皮 焊接电源 交直流两 用 2 埋弧焊低合金钢用焊丝和焊剂 熔化焊钢丝对应标准 GB T14957 94 焊剂对应标准 GB T5293 99 焊接 Q345C 钢可以选用 HJ431 H08A 或 SJ101 H10Mn2 HJ431 HJ 焊剂 431 高锰 高硅 低氟 H08A H 焊接用钢丝 08 含碳量 0 08 A 高级 S P 含量低 H10Mn2 H 焊接用钢丝 10 含碳量 0 10 Mn2 含锰量将近 2 SJ101 SJ 烧结焊剂 101 编号 合金元素含量较低 合金元素含量低的焊丝搭配合金元素含量高的焊剂 合金元素含量高的焊 丝搭配合金元素含量低的焊剂 3 CO2气体保护焊低合金钢用焊丝 实芯焊丝对应标准 GB T8110 95 常用 ER49 1 ER50 1 ER69 1 ER76 1 ER83 1 ER 表示焊丝 50 表示熔敷金属抗拉强度最低值为 550MPa ER49 1 相当于 H08Mn2Si 药芯焊丝对应标准 GB T10045 2001 常用 E501T E551T 等 E 表示焊丝 50 为熔敷金属的抗拉强度等级 kg mm2 即 480MPa 表示全位置焊接 T 表 示药芯焊丝 四 电焊条 1 焊条芯 一般用 H08 对应标准 GB T14957 94 2 焊条药皮成份 造气剂 淀粉 木粉 大理石 CaCO3 等 造渣剂 大理石 CaCO3 等矿物 6 脱氧剂 硅铁 锰铁 合金剂 硅铁 锰铁 除氢剂 萤石 CaF2 粘结剂 水玻璃 硅酸钠 硅酸钾 硅铁 锰铁脱氧剩余部分做为合金剂 结构钢焊条 焊条芯相同 调整药皮配方 可获得不同性能的电焊条 3 焊条的保管与烘培 对应标准 JB3223 83 酸性焊条 75 150 烘干 1 2h 碱性焊条 350 400 烘干 1 2h 烘 干后放入 100 150 保温筒内 存放焊条的架子距地面和墙壁不小于 300mm 严防潮湿 焊接材料除应符合现行国家标准外 其抽样检验尚应符合以下规定 制造厂首次使用的焊接材料应进行化学成分和熔敷金属力学性能检验 连续使用的同一厂家 同一型号的焊接材料 实芯焊丝逐批进行化学成分 检验 焊剂逐批进行熔敷金属力学性能检验 药芯焊丝和焊条每一年进行一次 熔敷金属力学性能检验 五 焊接材料选用原则 1 等强度原则 焊接同种材料时 按焊接接头与母材等强度的原则来选择焊接材料 2 就低不就高原则 不同强度等级钢材焊接时 按强度等级低的一种来选择焊接材料 3 等同性原则 碳钢或低合金钢与不锈钢焊接时 则一律采用高镍铬不锈钢焊条 4 等条件原则 焊接承受冲击载荷构件时 采用碱性低氢型焊条 5 低缺陷原则 对厚板多层焊时 可采用低强度等级焊接材料 有利于减少冷裂纹 焊接 淬硬倾向大的中碳调质钢时可采用奥氏体焊条焊接 有利于减少冷裂纹的产生 六 焊缝性能的控制 1 焊缝强度的控制 对接焊缝的屈服强度和抗拉强度不低于母材 并不超过母材 100MPa 超过 时用韧强比来控制 s kv k A 一般要求 K 0 13 关键在于焊接材料的选用 等强度即可 2 焊缝韧性的控制 焊接接头的冲击韧性 AKV 纵向 不低于母材 主要靠控制焊接热能输入 即控制焊接线能量的大小 减少热能输入 通过预热和缓冷降低冷却速度 7 3 焊接线能量 J v VI v q hh Ih 焊接电流 Vh 电弧电压 焊接速度 m s v 系数 一般取 0 8 七 开工前的技术准备工作 编制 管理人员通讯录 施工组织设计 施工工艺方案 施工转换 图纸 施工拆零图 焊接工艺评定任务书 焊缝编号说明书面 焊接 工艺规程 无损检验清册 产品试板清册 高强度螺栓清册 涂装施 工组织设计 生产计划 检验规则 钢材进场计划 等 要做好技术交 底 场地布置 安全教育 焊工考试 工装卡具设计与制作等工作 收集特种 人员从业资格证书 试验室资质等相关资料 八 桥梁钢结构制造的主要工序 对应规范 TB10212 2009 铁路钢桥制造规范 1 原材料复验 钢材应成批验收 每批由同一厂家 同一材质 同一出厂状态 指按热处理 状态供应 每 10 个炉 批 号抽检一组试件 每批钢材重量不得大于 60t 每批钢材的检验项目 取样数量 取样部位和试验方法应符合下表规定 序号检验项目取样数量 个取样方法试验方法 1 化学分析 1 每炉罐号 GB222GB223 2 拉伸 1GB2975 GB228 6397 3 弯曲 1GB2975GB232 4 常温冲击 3GB2975GB2106 5 低温冲击 3GB2975GB4159 2 放样 作样 号料 下料 直接在钢板上划出零件的切割线称为放样 放样一般适用于较大的矩形零 件 当相同零件数量较多时 为了提高生产效率 用薄铁皮或纸板制作适用于 各种形状和尺寸的样板 用来在钢材上标出切割线位置 此项工作叫做作样 一般尺寸较小的零件制作下料样板 尺寸较大的矩形零件需要切角时制作切角 样板 利用下料样板在钢板上划出零件的切割线叫做号料 放样 号料以后进 行切割下料 注意杆件受力方向应与钢板轧制方向一致 要套料 节约用料 预留焊接 收缩余量及加工余量 工型杆件和箱型杆件腹板的宽度是控制杆件高度重要尺寸 所以 腹板必 须经过机加工铣边或刨边 俗称 配刨 8 3 开坡口 气焊 手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式和尺寸 见 GB985 88 埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸 见 GB986 88 4 组装 组装要在胎架上进行 配备相应的工装和夹具 凡是先孔的杆件都必须以 孔来定位 要控制装配间隙及杆件的形状和尺寸 翼缘板的拼接缝与腹板的拼接缝的间距不应小于 200mm 相邻焊缝的间距 不小于 100mm 接料的长度不小于 1000mm 接料错边不大于 2mm 如下图 焊缝错开的最小距离 1 盖板 2 腹板 3 板梁水平肋或箱形梁纵肋 4 板梁竖肋或箱形梁横肋 5 盖板对接焊缝 5 焊接 要选择合适的焊接工艺参数 严格控制线能量 环境温度不低于 5 环境 湿度要小于 80 焊前 待焊区要彻底去除污物和铁锈 红锈 Fe2O3 nH2O 容易产生氢气孔和 氢脆 定位焊应距设计焊缝端部 30mm 以上 其长度 50 100mm 间距 500 600mm 焊脚尺寸不大于设计焊缝的 1 2 对接焊缝要加引 熄 弧板 引 熄 弧板的尺寸为 150 80 t 起 熄 弧要在距设计焊缝以外 80mm 的引 熄 弧板上 焊缝金属的熔合比 焊缝金属是由母材金属和填充金属熔合在一起组成的 母材金属占焊缝金属的百分比 称为熔合比 它影响焊缝金属的化学成份和机 械性能 焊缝金属的结晶 结晶从液态金属和固态金属的分界面开始 晶粒向散热 方向相反的方向长大 晶粒长大和新晶粒生成是同步进行的 熔点高的先结晶 熔点低的后结晶 低熔点共晶体被挤向晶粒的边缘 形成 显微偏析 对焊缝 性能影响不大 低熔点共晶体最终被挤向最后结晶区域 形成 区域偏析 当 低熔点共晶体分布方向与受力方向垂直时 极易产生裂纹 窄而深的焊缝容易 产生裂纹 宽而浅的焊缝则不易产生裂纹 焊缝宽度与深度之比称为焊缝的成 型系数 埋弧焊的焊缝成型系数为 1 3 2 0 为好 焊缝的宽度 焊缝宽度等于坡口宽度两则各加 2mm 焊缝的深度 焊缝顶面到焊缝底部的最大距离 9 焊缝的熔深 待焊接面熔化的深度 6 6 焊缝外观质量 焊缝外观质量 对应标准 GB10854 88 TB10212 2009 焊接宜在室内进行 露天焊接 手弧焊风速超过 m s 气体保护焊风速超 过 m s 时 应采取防风措施 焊缝外观质量标准 mm 序号 项 目 焊 缝 种 类质 量 标 准 横向对接焊缝不允许 纵向对接焊缝 主要角焊缝 直径小于 1 0 每米不多于 3 个 间距不小 于 201气孔 其他焊缝 直径小于 1 5 每米不多于 3 个 间距不小 于 20 受拉杆件横向对接焊缝 桥面板与 弦杆角焊缝 横梁接头板与弦杆角 焊缝 桥面板与 U 形肋角焊缝 桥面板侧 竖向加劲肋角焊缝 腹板侧受拉区 不允许 受压杆件横向对接焊缝及竖加劲 肋角焊缝 腹板侧受压区 0 3 纵向对接焊缝 主要角焊缝 0 5 2咬边 其他焊缝 1 0 主要角焊缝 hf 0 2 0 hf 0 2 0 1 3 焊脚 尺寸 其他角焊缝 手工焊角焊缝全长的 10 允许 3 0 1 0 4焊波角焊缝 2 0 任意 25mm 范围高低差 2 0 焊缝宽度 b 20 余高不铲磨余高的对接焊缝 3 0 焊缝宽度 b 20 5 有效 厚度 T 形角焊缝 凸面角焊缝有效厚度应不大于规定值 2 0 凹面角焊缝应不小于规定值 0 3 不高于母材 0 5 不低于母材 0 36 余高铲 磨后的 表面 横向对接焊缝 桥面板除外 粗糙度 50 m 注 手工角焊缝全长的 10 允许 h1 3 0 1 0 7 无损检验 UT 超声波探伤 对应标准 GB11345 89 RT 射线探伤 对应标准 GB3223 2005 MT 磁粉探伤 对应标准 GB15822 95 PT 渗透探伤 10 无损检验在焊后 24h 以后进行 焊缝超声波探伤内部质量分级 序号项 目质量等级适 用 范 围 主要杆件受拉的横向 纵向对接焊缝 1对接焊缝 主要杆件受压的横向 纵向对接焊缝 2全熔透角焊缝 设计明确要求的熔透焊缝 3角焊缝 主要角焊缝 焊缝超声波探伤范围和检验等级 焊缝超声波探伤范围和检验等级 mm 序号焊缝质量等级探伤比例探 伤 范 围板 厚检验等级 1 级横向对接焊缝 2 级横向对接焊缝 3 级纵向对接焊缝 全长 4 级纵向对接焊缝焊缝两端各 1000 5 级全熔透角焊缝全长 10 80B 10 46A 6 级角焊缝 100 两端螺栓孔部位并延长 500 板梁 主梁 箱梁及纵 横梁跨中加探 1000 46 80B 焊缝超声波检验等级应符合下列规定 检验等级分为 A B C 三级 检验完善程度和检验工作的难度系数按 A B C 顺序逐级增高 A 级检验采用一种角度的探头在焊缝的单面单侧进行检验 只对允许扫查 到的焊缝截面进行探测 B 级检验原则上采用一种角度探头在焊缝的单面双侧 进行检验 对整个焊缝截面进行探测 受几何条件的限制可在焊缝的双面单侧 采用两种角度的探头进行检验 条件允许时应做横向缺陷的检验 C 级检验至 少要求采用两种角度探头在焊缝的单面双侧进行检验 同时要做两个扫查方向 和两种角度探头的横向缺陷检验 采用任何检验等级都应使检测系统灵敏度余量能够满足验收标准 否则应 增加探测面 如双面双侧等 缺陷指示长度 焊缝超声波检验中 按规定的测量方法以探头移动距离测 得的缺陷长度 板厚小于等于 30mm 不等厚对接时 按薄板计 的主要杆件受拉横向 纵向对接焊缝除按规定进行超声波探伤外 还应按接头数量的 10 不少于一 个焊接接头 进行射线探伤 探伤范围为焊缝两端各 250 300mm 焊缝长度大 11 于 1200mm 时 中部加探 250 300mm 厚度大于 30mm 不等厚对接时 按 薄板计 的主要杆件受拉横向 纵向对接焊缝除按规定进行超声波探伤外 还 应按接头数量的 10 不少于一个焊接接头 增加检验等级为 C 级 质量等级 为 级的超声波检验 此时焊缝余高应磨平 使用的探头折射角应有一个为 45 探伤范围为焊缝两端各 500mm 焊缝长度大于 1500mm 时 中部加探 500mm 对表面余高不需磨平的十字交叉 包括 T 字交叉 对接焊缝应在以十 字交叉点为中心的 120 150mm 范围内 100 射线探伤 焊缝的射线探伤应符合 现行国家标准 金属熔化焊焊接接头射线照相 GB3323 的规定 射线透照 技术等级采用 B 级 优化级 焊缝内部质量应达到 级 用射线和超声波两种方法检验的焊缝 必须达到各自的质量要求 该焊缝 方可认为合格 桥面板纵肋角焊缝采用磁粉探伤 U 形肋探伤比例 100 板肋探伤比例 10 探伤范围为焊缝两端各 1000mm 磁粉探伤应符合现行标准 无损检测 焊缝磁粉检测 JB T6061 的规定 焊缝质量应达到 级 缺陷评定应符合本 规范附录 G 的规定 采用超声波和磁粉进行局部探伤的焊缝 当发现裂纹时 应将该条焊缝的 探伤范围延至全长 采用射线探伤的焊缝 当发现超标缺陷时应加倍检验 超声波探伤比例为各条焊缝长度的百分比数 绝对不是部件 构件焊缝总 长的百分数 这是保证每条焊缝质量的硬性规定 签发无损检验报告书必须是具有二级证书资格人员 否则报告无效 8 产品试板 产品试板 焊缝应按下表规定的焊缝类型确定产品试板数量 接头数量少于表中数量 时应做一组产品试板 产品试板焊缝经外观和探伤检验合格后进行接头拉伸 侧弯和焊缝金属低温冲击试验 试样数量和试验结果应符合焊接工艺评定的有 关规定 产品试板数量产品试板数量 焊缝类型接 头 数 量产品试板数量 接头长度 1000mm32 条1 组受拉横向 对接焊缝 接头长度 1000mm 24 条1 组 桥面板横向对接焊缝10 条1 组 桥面板纵向对接焊缝30 条1 组 12 全断面对接焊缝10 个断面平 立 仰焊缝各 1 组 9 制孔 优先采用数控钻孔 一端先孔 下料平整后立即钻孔 另一端后孔 杆件 经调校合格后钻孔 采用整体覆盖式钻孔模板 以保证杆件孔群之间的精度 螺栓孔径允许偏差为 0 7mm 螺栓孔距允许偏差 mm 允许偏差 序号螺栓直径螺栓孔径 孔径孔壁垂直度 1M1214 0 5 0 2M1618 0 5 0 3M2022 0 7 0 4M2224 0 7 0 5M2426 0 7 0 6M2729 0 7 0 7M3033 0 7 0 8 M30 33 1 0 0 板厚 t 30 时 不大于 0 3 板厚 t 30 时 不大于 0 5 注 连接支座的孔群中心距允许偏差 括号内数值为人检结构的允许偏差 螺栓孔距允许偏差 螺栓孔距允许偏差 mm 允许偏差 mm 主要杆件 序号项 目 桁梁杆件板梁主梁 次要杆件 1两相邻孔距离 0 4 0 4 0 4 1 0 2多组孔群两相邻孔群中心距 0 8 1 5 1 0 1 5 l 11m 0 8 4 0 1 5 3两端孔群中心距 l 11m 1 0 8 0 2 0 腹板不拼接2 02 02 0 4 孔群中心线与杆件 中心线的横向偏移腹板拼接1 01 0 5杆件任意两面孔群纵 横向错位1 0 注 连接支座的孔群中心距允许偏差 括号内数值为附属结构的允许偏差 九 焊接应力与变形九 焊接应力与变形 1 焊接变形产生的原因 13 焊接过程中由于对工件不均匀的加热 导致工件形状 尺寸改变 长宽 缩短 角度改变 弯曲变形等 产生了焊接应力与变形 1 钢棒自由状态和刚性固定状态下的变形与应力图 钢棒在自由状态下加热 轴向和径向尺寸加大 自由状态 将钢棒两端固定 均匀加热 钢棒轴向无法伸长 径向尺寸加大 固定状态 虚线表示加热变形 2 焊接接头 3 个区域的变形与应力 焊接时 焊接区拉着非焊接区一起伸长 焊接区受压应力 非焊接区受拉 应力 冷却时 非焊接区阻碍焊接区收缩 焊接区受拉应力 非焊接区受压应 力 2 常见的焊接变形种类 1 长 宽尺寸变小 由于焊缝的纵向收缩 引起杆件的纵向缩短 由于焊缝的横向收缩 引起 杆件的宽度变窄 焊缝的纵向收缩与焊缝的长度成正比 焊缝的横向收缩与焊缝的宽度成正 比 14 2 角变形 由于焊缝的横向收缩 造成杆件角变形 3 弯曲变形 由于焊缝的纵向收缩 造成杆件的弯曲变形 15 4 波浪变形 薄板由于焊缝纵向收缩挤压 丧失稳定 造成波浪变形 3 减小焊接变形的方法 1 反变形法 预先将零件加工反方向变形 抵消焊接变形 a 标准断面 b 焊接后 无变形措施 c 采用反变形焊接前 2 刚性固定法 焊接之前 将杆件刚性固定 减小焊接变形 如 焊接前将两条 T 型梁背 靠背 用多个卡子刚性固定 减小角变形和弯曲变形 16 a T 形梁焊后盖板角变形 b 刚性固定 T 型梁断面图 4 焊接变形矫正 1 机械矫正 用工型矫正机矫正工型梁和 T 型梁的角变形 2 火焰矫正 用火焰对杆件进行不均匀加热 造成新的变形 抵消焊接变形 3 机械与火焰矫正 17 利用机械和火焰共同作用 矫正焊接变形 零件矫正宜采用冷矫 矫正后的钢材表面不应有明显的凹痕或损伤 采用热矫时 加热温度应控制在 600 800 温度降至室温前 不得锤击 钢材 十 试拼装和预拼装 1 试拼装 钢桥应按试装图进行厂内试装 试拼装的目的是检查设计是否存在不足 以及加工精度是否满足设计要求 厂内试拼装 一般采用 3 1 的形式 TB10212 2009 规定 试装应在测平的台凳上进行 杆件应处于自由状态 试装时 必须使板层密贴 冲钉不得少于螺栓孔总数的 10 螺栓不得少 于螺栓孔总数的 20 试装过程中应检查拼接处有无相互抵触情况 有无不易施拧螺栓处 试装时 必须用试孔器检查所有螺栓孔 主桁的螺栓孔应 100 自由通过较 设计孔径小 0 75mm 的试孔器 桥面系和连接系的螺栓孔应 100 自由通过较设 计孔径小 1 0mm 的试孔器 板梁的螺栓孔应 100 自由通过较设计孔径小 1 5mm 的试孔器方可认为合格 磨光顶紧处应有 75 以上的面积密贴 用 0 2mm 塞尺检查 其塞入面积不 得超过 25 试拼装经验收合格后解体 转入涂装工序 2 预拼装 将杆件预先拼装成桁片或节段 再进行吊装的工作称为预拼装 工地预拼 装是厂内试拼装的再现 TB10415 2003 铁路桥涵工程施工质量验收标准 规定 在支架上拼装钢 桁梁时 冲钉和高强度螺栓总数量不得少于孔眼的 1 3 其中冲钉应占 2 3 孔 眼较少部位冲钉和高强度螺栓数量不得少于 6 个 十一 涂装 对应标准 TB1527 2004 铁路钢桥保护涂装 1 涂料 涂装材料的检验应符合下列规定 涂装材料按 铁路钢桥用防锈底漆供货技术条件 GB T 2772 铁路钢 18 桥用面漆 中间漆供货技术条件 GB T 2773 富锌底漆 HG T 3668 铁路钢桥保护涂装 GB T 1527 进行检验 每个涂装材料品种按不同生产批号各抽取一个样品 样品的数量应满足检 验的需要 检验结果中如有某项指标存在争议时 允许在该批涂装材料中再随机抽取 一个样品 重新进行检验 防锈底漆耐盐雾性能和储存期 中间漆配套性能和储存稳定性 面漆耐人 工老化性能和储存期 防锈防滑涂料耐盐雾性能 6 个月时的抗滑移系数和储 存期等型式检验项目为供应商保证项目 不作为用户必检项目 2 除锈 除锈的目的是要清除工件表面的污物和铁锈 要保证清洁度达到设计要求 还要获得足够的粗糙度 对应标准 GB11373 89 热喷涂金属表面预处理通则 喷砂除锈清洁度用 Sa 来表示 手工和动力工具除锈用 St 来表示 火焰除 锈用 FI 来表示 桥梁钢结构的主要杆件均用喷砂除锈 附属构件外表面清洁度 Sa2 0 主 体构件外表面清洁度 Sa2 5 高强度螺栓连接面的清洁度 Sa3 0 表面粗糙度表示方法对应标准 GB T1031 95 表面粗糙度参数及其数值 粗糙度一般用 Rz Ra Ry 来表示 Ra Rz 涂装涂料层时 钢表面的粗糙度规定为 Rz25 60 m 电弧喷涂锌或铝金 属时 钢表面的粗糙度规定为 Rz50 100 m 喷砂除锈 一般情况下 一把枪每小时可喷 m2 一个工作日可完成 m2左右 涂层附着力的检测 拉开法 对应标准 GB5210 85 划格法 对应标准 GB T9286 98 底漆保证涂层与基材之间的附着力 中间漆保证涂层的厚度 面漆要保证耐候 且要美观 涂料的损耗率一般为 左右 3 涂装工艺 经喷砂清理后的杆件应在四小时以内进行涂装 第一道漆未实干前不得涂 第 二道 底漆 中间漆最长暴露时间不超过七天 涂装时 杆件表面不允许有雨水 结露 相对温度不高于 80 环境温度 对 环氧类和聚氨类涂料不得低于 10 对醇酸类涂料不得低于 5 涂装后 4 小 19 时内应保护免受雨淋 涂层不允许有剥落 咬底 漏涂 气泡 分层等缺陷 涂层应均匀 平整 有光泽 允许有不影响防护性能的轻微桔皮 流挂 起皱 漆膜附着力要达到 GB T9286 98 的规定 箱形杆件端隔板以内的防腐采用封闭式措施 即端隔板的所有缝隙需用围 焊 密封 以防水汽进入引起钢板锈蚀 注明不涂装的部位不得涂装 安装焊缝处应留 30 50mm 暂不涂装 即接 头 处 30 50mm 宽不涂装 以免影响工地安装焊接质量 涂装后应在规定的位置 涂刷杆件标记 并核对钢印号 杆件码放必须在涂层实干后进行 在堆码 运输和安装过程中 对漆膜损 伤 处要及时补涂 对大面积损伤的 必须重新打砂按层修补 局部小面积损伤的 用手工打磨 进行修补 4 钱江四桥 新光大桥 坝陵河大桥涂装体系比较 钱江四桥钢结构涂装要求 序号项点名称道数每道厚度合计 电弧喷铝 1 200 m 200 m 881 D 环氧云铁封闭漆 220 m40 m 881 YM 丙稀酸聚氨酯面漆 225 m50 m 1 钢结构外露 表面 在工厂涂刷的总厚度 265 m 环氧耐磨漆 280 m160 m 2 钢箱内表面 在工厂涂刷的总厚度 160 m 新光大桥钢结构涂装要求 序号项点名称道数每道厚度合计 环氧富锌底漆 180 m80 m 环氧云铁中间漆 180 m80 m 脂肪族聚氨脂面漆 240 m80 m 1 钢结构外露 表面 在工厂涂刷的总厚度 200 m 环氧富锌底漆 180 m80 m 环氧厚浆漆 1150 m150 m2 钢箱内表面 在工厂涂刷的总厚度 230 m 20 坝陵河大桥钢桁加劲梁涂装要求 序号项点涂装体系道数每道厚度合计 喷砂 Sa2 5 Rz40 80 m 1 桥面板上表面 两侧检修道 护栏之间 醇溶性无机硅酸锌车间底漆 125 m25 m 喷砂 Sa2 5 Rz40 80 m 醇溶性无机富锌底漆 175 m75 m 环氧云铁封闭漆 125 m25 m 环氧云铁中间漆 270 m140 m 2 构件外表面及 桥面板其它外 表面 聚氨脂面漆 240 m80 m 喷砂 Sa2 5 Rz40 80 m 环氧富锌底漆 180 m80 m 环氧厚浆漆 275 m150 m 3 箱形构件未封 闭内表面 环氧面漆 150 m50 m 4 普通螺栓 螺 帽 垫圈 螺 钉 热锓锌 600g m2 5 高强度螺栓与其它连接处构件外表面相同 施工完成后统一涂装 喷砂 Sa3 0 Rz40 80 m 6 高强度螺栓 栓接面 HFS 2 无机硅酸锌防滑防锈漆 180 160 m 空气喷涂 我们仅对钢结构外露表面进行比较 钱江四桥电弧喷铝取代了底漆 电 弧喷铝防腐效果好 但成本较高 电弧喷铝之后要立即封闭 钱江四桥的封 闭漆为 881 D 环氧云铁漆 2 道 40 m 封闭漆一般不要求厚度 吸附饱 和即可 第二道封闭漆实为中间漆 显然中间漆的厚度偏薄 新光大桥 和坝陵河大桥喷砂除銹后无电弧喷铝 而是采用底漆 但二者所用底漆不同 新光大桥采用的是环氧富锌底漆 无需封闭 且附着力较大 然后用环氧云 铁中间漆和脂肪族聚氨脂面漆 而坝陵河大桥采用的是醇溶性无机富锌底 漆 醇溶性无机富锌底漆附着力较小 且需用环氧封闭漆封闭 然后采用环氧 云铁中间漆和聚氨脂面漆 三座大桥均采用聚氨脂面漆 聚氨脂面漆在国内已使用多年 历史证明可 以获得满意的防腐效果 这三座大桥都曾经酝酿采用氟碳漆面漆 氟碳漆感观 21 效果好 但成本太高 国内虽已有使用 可是年限太短 难以证明其长期防腐 的效果 十二 高强度螺栓 对应标准 GB T1228 1231 2006 1 高强度螺栓检验项目 楔负载 螺母保证载荷 螺母和垫圈硬度 连接副扭矩系数 高强度螺栓连接副扭矩系数试验 每 3000 套取 8 套 扭矩系数的平均值应 在 0 110 0 150 之间 标准偏差不大于 0 0010 扭矩系数 dP T k T 高强螺栓扭矩值 N m P 高强螺栓预拉力 KN d 高强螺栓公称直径 标准偏差 1 2 n xx i xi 扭矩系实验值 x 扭矩系平均值 n 8 2 高强度螺栓连接面抗滑移系数试验 栓焊梁抗滑移系数检验以 2000 吨为一批 不足 2000 吨视为一批 每批在 出厂时和架设时各检验三组试件 二块芯板 二块盖板为一组 设计文件对抗 滑移系数试件的数量及规格有要求时 按设计文件执行 试件出厂时抗滑移系 数不小于 0 55 安装时不小于 0 45 试验方法和试件尺寸 对应标准 TB2137 90 铁路钢桥栓接板面抗滑移系 数试验方法 和 GB50205 2001 钢结构工程施工质量验收规范 i Pn N N 滑移载荷 KN n 摩擦面数量 n 2 Pi 试件滑移一侧高栓预拉力 KN 3 高强度螺栓施工及验收规定 对应标准 TBJ214 92 铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定 高强度螺栓连接应按板束厚度所对应的螺栓长度使用 高强度螺栓连接副 应 按每班实际需求量领取 严禁乱拿 乱扔 乱放 下班时必须将安装剩余的高 强度螺栓连接副放回原保存处或装箱妥善保管 严禁个人自行存放 高强度螺 栓连接副的安装应在构件中心位置调整合格后进行 构件拼装前 应除去毛刺 飞边 焊接飞溅物 栓接板面必须干燥平整 严禁在雨中作业 22 安装时 螺栓穿入方向应以施拧方便为准 并力求一致 安装时 严禁强行穿入螺栓 对于不能自由穿入的栓孔 应用与栓孔直径 相同的绞刀或钻头进行修孔或扩孔 JGJ82 91