剪力钉施工.docx

剪力钉施工14.12.1 工艺概述本工艺适用于各类铁路桥梁公称直径为 1025mm 的剪力钉（行业标准中称之为剪力联结器， 以下简称焊钉）的工地焊接。以京沪高速铁路南京大胜关长江大桥为例，其钢桥面板剪力钉采用电弧螺柱焊，此施工工艺具有焊接强度高，焊接时间短、热变形小及生产效率高、工序简单、成本低等特点。14.12.2 作业内容 焊钉、瓷环检验，焊接区域表面清理，焊钉焊接及焊接质量检验。14.12.3 质量标准及检验方法钢结构工程施工质量验收规范（GB502052001）高速铁路桥涵工程施工质量验收标准（TB10752-2010）客货共线铁路桥涵工程施工技术指南（TZ203-2008）高速铁路桥涵工程施工技术指南（铁建设2010241 号）铁路钢桥制造规范（TB10212-2009）铁路桥涵工程质量验收标准(TB104152003)14.12.4 工艺流程图施工准备划线定位焊接区域清理试焊正式焊接验收14.12.5 工艺步骤及质量控制一、施工准备1. 施工条件（1）施工前对施工区域（如钢桥面板）堆积的材料、机械等进行清理。对施工区域内存在的 临时焊接件进行切割，并打磨、轻敲释放内应力。若钢梁桥面板上原涂装基本被破坏或存在大面积的锈蚀、污染等情况，应进行清洗、抛丸除锈， 并涂装底漆。除锈、涂装应符合设计和 GB8923 的有关要求。（2）构件表面焊接的部位，不允许有油漆、锈、水、油污及其它影响焊缝质量的污渍。（3）焊接作业场地空气环境相对湿度不大于 85。（4）焊接作业环境温度不得低于 0，否则应采用火焰烘烤或其他必要措施将母材预热到 50 以上，预热范围应3 倍板厚且不小于 100mm 直径的圆形区域。2. 技术准备4291（1）按 T10212 规定进行焊接工艺评定，结果应符合设计要求和 GB50205 标准规定。（2）根据工艺评定、设计图纸，编制施工作业指导书，做好施工技术交底。3. 材料准备（1）根据设计要求，选用合格的焊钉。（2）根据焊钉的安装位置按下述要求使用配套瓷环：在压型钢板（如钢桥面板）上安装焊钉，应使用穿透型（B2 型）配套瓷环。在钢梁钢柱上安装焊钉，应使用普通型（B1 型）配套瓷环。4. 机具准备按表 14.12.6-1 准备好相关机具设备，检查并确认所使用的设备工作状态正常，仪表工具良好、 齐全可靠，方可施焊。二、划线定位用钢尺和墨线(划针)，按设计要求的位置和间距，在构件上划出焊钉的位置并在焊钉位置处打 上样冲眼。划线定位需符合设计要求，位置允许偏差1mm。 三、清理焊接区域用角磨机将施焊部位的涂层打磨干净，并用钢丝刷清扫铁屑残渣。 清理范围为距焊接中心点半径不小于 2d，清理表面要求达到 Sa2.5 级或设计要求，焊接钢构件表面不允许有油漆、其它涂层、水、油脂及其它影响焊缝质量的污渍存在。清理后的表面必须及时 进行焊接，如焊接前有锈斑、污物等必须重新进行清理。四、试焊1. 施工工艺 试焊工作在试焊板上进行，试板材质必须与工件相同，厚度允许变动25%，焊接位置为平焊。植钉枪的操作：植钉枪的操作如图 14.12.5-1 所示。熔接长度按表 14.12.3-2 中 WA 栏取值。4302焊接瓷环焊钉夹钉头植钉枪熔接长度瓷环固定座长短钉伸缩器焊钉熔焊 焊接准备：图 14.12.5-1 植钉枪操作图将焊钉放在焊枪的夹持装置中，把相应直径的保护瓷环置于母材上，把焊钉插入瓷环内并与母 材接触，如图 14.12.5-2 所示。引弧：按动电源开关，焊钉自动提升，激发电弧，如图 14.12.5-3 所示。焊钉 焊钉保护瓷环引弧结 电弧母材4313焊接：图 14.12.5-2 焊接准备图 14.12.5-3引弧焊接电流增大，使焊钉端部和母材局部表面熔化，此过程会产生高温气体。如图 14.12.5-4 所 示。加压：设定的电弧燃烧时间达到后，将焊钉自动压入母材，此过程会有一定的飞溅物产生。如图14.12.5-5 所示。焊接电弧断电：图 14.12.5-4焊接图 14.12.5-5加压切断电源，熔化金属凝固，并使焊枪保持不动，如图 14.12.5-6 所示。 冷却：焊缝冷却，焊钉端部形成均匀的环状焊缝余高，然后敲碎并清除瓷环，焊接完成，如图 14.12.5-7所示。焊接金属部分余高图 14.12.5-6 断电、金属凝固图 14.12.5-7 冷却、焊接完成2.工艺要求 每日每台班开始正式施焊前或更换一种焊接条件时，必须按焊接工艺试焊两个焊钉，用套管将焊钉压弯 30（或使用小铁锤敲击），进行弯曲试验，检查是否满足质量要求；若不能满足要求， 则应修改施工工艺，调整工艺参数再试，直到满足要求为止。使用套管进行试验时，套管下端距焊肉上端的距离不得小于 1d。 五、剪力钉焊接1.施工工艺 划线定位后，即将瓷环摆放至焊钉焊接位置，焊钉置于瓷环旁，等待焊接施工。 正式焊接的施工工艺与试焊工艺相同。2.工艺要求焊钉焊接工作，必须由经过焊钉焊接培训考试合格的焊工担任。焊钉施焊时，焊钉与钢板应保持垂直，焊枪保持稳定不动直至焊接金属完全固化，焊缝冷却 过程中不得受到冲击或振动。焊接过程中，对没有获得完整 360周边焊脚的焊钉，应进行补焊（可采用4mm 或3.2mm的 E5015 焊条进行补焊，补焊长度应向缺陷两端外延 10mm，补焊焊脚尺寸 6mm）。经过修补的焊钉， 每个焊钉均应作弯曲 15试验，小锤敲击方向应从焊缝不饱满的一侧进行。弯曲 15试验合格后 的焊钉仍需参与弯曲 30试验的抽查。六、检验焊接应严格按照检验标准进行检验，经检验后的焊钉处理方式如下：1. 对不合格焊钉应从母材上拆除，将移去焊钉的位置整平磨光，如遇到底面金属有损伤的， 应用焊条补焊磨平，然后焊上替代焊钉，并应严格检查替代焊钉的焊接质量。2. 试验样品的处理 经弯曲试验的焊钉，如果合格可保留弯曲状态；如果不合格应按 1 处理。 七、参考焊接工艺参数南京大胜关长江大桥焊钉焊接方法为直流正接套瓷环，焊接电压、电流、及时间（焊钉枪提起 和插下）等参数见表 14.12.5-1。表 14.12.5-1焊钉焊接参数焊钉直径（mm）电压(V)电流(A)时间(s)备注1938014501.2焊钉由安徽芜湖铸造厂生产此项参数受设备和焊钉的影响较大，具体施工时应根据所使用的焊钉机使用说明和焊接工艺评定来确定。 八、质量记录施工过程中应做好以下记录：图纸会审、设计变更；原材料出厂合格证书及进场检（试）验报告；施工试验报告及见证检测报告；工程日志；质量验收记录；分项工程质量验收记录等。14.12.6 施工机械及工艺装备以南京大胜关长江大桥 284m 连续钢桁梁桥面焊钉施工为例，焊钉数量为 25415 个，施工机 械及工艺装备见表 14.12.6-1表 14.12.6-1施工机械及工艺装备表名称规格数量作用及工艺要求电弧螺柱焊机RSN-30001 台熔焊焊钉，该设备必须是焊接工艺评定试件制作的设备，且工艺评定结果合格角向磨光机1 台用于去除焊钉焊接区域的油漆电弧焊机1 台用于焊钉补焊烘箱1 台必要时用于焊钉和瓷环的烘烤除湿钢卷尺50m1 把定位、划线墨盒、墨线1 套钢管25mm，L=2m1 根焊钉焊接质量检验小铁锤1Kg1 把敲碎瓷环石笔若干标记定位点14.12.7 作业组织剪力钉施工人员每班 4 人，其中技术员 1 人，工人 3 人。剪力钉焊接作业人员分配见图 14.12.7-1。4324焊接区域打磨 1 人4336桥面板清理、划线定位 3 人摆放瓷环和剪力钉 1 人清除瓷环、补焊柱脚 1 人14.12.8 材料消耗焊接剪力钉 1 人图 14.12.7-1 焊钉焊接作业人员分配图南京大胜关长江大桥 284m 连续钢桁梁桥面剪力钉施工的材料消耗量见表 14.12.8-1。 表 14.12.8-1材料消耗表材料规格数量焊钉19100mm25495 个瓷环GB/T10433 19B225735 个砂轮片15 个焊条40 根14.12.9 生产效率284m 连续钢桁梁桥面焊钉施工工期为 16 天，平均每天每台焊机施工 1600 个焊钉。14.12.10 安