浅谈钢管拱肋及风撑制作施工技术

1、浅谈钢管拱肋及风撑制作施工技术中铁十八局集团第五工程有限公司 天津市滨海新区300450摘要：通过上海浦东区浦东北路跨越赵家沟大桥的工程实例，介绍了钢 管拱部件制作、预拼装、焊接方案等控制环节。关键词：钢管拱；预拼装；焊接1设计概述赵家沟大桥主桥为下承式三肋系杆拱桥，计算跨径130m o拱肋轴线为悬链线m=1.167,矢跨比f/l=l/5o主拱肋釆用钢管混凝土桁架拱，上下弦管内灌注混凝土，腹杆为空钢管, 拱肋四个小钢管直径均为φ700mmo钢桥主管材为q345c,风撑、腹杆为q235。拱肋高度3.2m,中拱肋宽度2m,边拱肋宽度1.7m。中拱肋上下拱圈 分别是由两个厚&

2、delta;=12mm圆形钢管以厚δ=14mm的钢板相连形成哑铃 型截面。边拱肋高上下拱圈分别是由两个厚δ=10mm圆形钢管以厚 δ=12mm的钢板相连形成哑铃型截面，上下拱圈间采用厚δ=10mm> 直径φ300mm的圆钢管每隔一定间距相联系形成桁架腹杆。风撑为钢管桁架结构，桁架上下弦杆钢管为δ=12mm圆形空钢管, 直径φ500mm,腹杆为δ=10mm圆形空钢管，直径φ300mm,共设三 道风撑。根据设计要求，钢管拱分5

3、段安装。在施工顺序上，首先要施工拱脚, 因而先安排拱脚拱肋的加工，其他段的加工随着进行，整体试拼装完成方可出厂。2施工准备材料入场:根据施工计划安排，编制材料采购计划，材料提前进场检验。 材料入库严格按照相关程序进行验收、入库、保管、领料等过程有责任人签字。预制加工场地：在施工现场附近租用60m×150m场地一处，作为 施工材料堆放、预制、组对、存放场地，搭设30m×10m钢平台两个。3制作方案3.1厂内制作内容厂内制作内容包括：钢管拱主拱肋5×3件，风撑3×2件。3.2部件制作工艺部件制作包括钢管煨制、型钢下料、

4、连接板加工等内容。钢管拱制作工艺流程：号料&rarr沏割→边缘加工→卷管→焊接纵缝（并超声波检测）→矫圆→拼接（接长，焊接对接环境）→ 超声波检测及x射线拍片→热弯→组装（焊成分段桁架，超声波检测必要 吋x射线拍片）→试拼（各吊装段间试拼接，含风撑）→涂装（含弦管、 缀板及封端）→起吊装船→运输到桥位处。拱肋弦管直径≥φ500mm以上采用卷管，

5、直径<φ500mm的 管采用无缝钢管。钢管拱焊缝采用完全熔透坡口焊缝，加工前按拱肋尺寸进行1:1的精确 放样，注意考虑温度和焊接变形的影响，拱肋制作的几何精度必须符合规范和设 计要求。3.3段节组装工艺线路选择组装前，将所有煨制钢管部件几何尺寸、制造质量进行检查，合格后方可进行段节组装工作，所有组装工作均在平台上进行。线路如下：检查部件编号→平台上1:1放地样→检查→按地样摆放支架→安放煨制好的部件管→安装腹杆及连接板→检查→铺设另侧连 接

6、板&rarr淞查→多次翻身完成所有平焊→检查→安装端口定位块 →翻身完成所有平焊→总检。3.4放样、划线各部件均按1:1进行放样，放样用各种量具、工具、仪表均预先进行计 量检验合格后方可使用。加工吋先根据每段长度确定所用的材料尺寸，排出焊缝 并错开。利用计算机计算并画图排版，所有部件首先在计算机中做出每个部件段 节的相关线，转化成工人可以直接下料的数据。通用部件放样为保证互换性，在 0.5mm厚铁皮上进行，并做成样板。划线根据切割工艺及坡口加工工艺的要 求预留余量。3.5钢管整体热弯拱肋采用整体热

7、弯成型，用型钢制作一个热弯用工装模具，模具形状与 拱肋线形相符，在钢管弯内侧采用多点式加热，加热点间距0.5m,加热温度不 超过800°c,同吋采用两台100t液压千斤顶施压，热弯成型的管肋线形和形位 公差必须符合设计要求。3.6切割切割工作采用火焰切割，切割线与材料线的允许偏差2mm；切割截面 与钢材表面不垂直度不大于钢板厚度的10%；切割吋要在朝向拱顶侧留余量，并 标岀余量位置。3.7管节加工管节组对采用设计图中所示线形进行拼接组对，因此管节加工时要严格 控制线形，测量监控，保证各项指标符合规范要求。在钢管拱肋加工过程中，注 意混凝土泵入口、防倒流节制阀、排气孔及扣点、吊点节点板

8、的设置。3.8段节组装组装时，按部件制作工艺中的步骤将各部件依次拼装到位，只进行初步 点焊和加固，将所有部件组装完毕，经总体检验合格后整体焊接。整体焊接前，对易变形部件进行加固，焊接顺序及方式严格按焊接方案 的有关规定进行。组装过程中，设专人对段节的各种形位偏差进行监测。4预拼装4.1预拼装预拼装前在拼装场地上按1:1放岀大样，在大样之上按图纸要求放置刚 性支撑体，支撑体上表面标高及形状按桥拱要求进行设置。采用整跨预拼，每件 单元体均留余量，余量留在靠拱中心侧。预拼装时每节单元体尽量一端放置在事 先放好的大样中，有余量的一端采用经纬仪放线，画出余量部分，用火焰进行切 割；再将下一单元体平移至事

9、先放好的大样上，以此类推。中间段节必需待两半 跨都已拼装好后，再采用上述方法将一侧余量切割，另一侧余量待合拢吋经实测 后切割。4.2试拼装试拼装中要充分考虑气温、气压及各种影响测量精度及钢材物理性能的 因素并做好记录（安装时的条件尤其是气温及光照要等同试拼装时的气温及光 照）。各段节摆放到位后，进行严格检查，当所有技术指标达到要求后，方可进 行下一组拱的预拼装。4.3拼装注意事项在单元体起吊、移位过程中，根据具体情况采取有效的防变形措施，吊 装吋稳起稳落，并有专人指挥。拼装时技术人员一定要在场，指导施工，发现问 题及时处理。拼装时对各单元体进行编号，特别是拼装合格的一组段节；在各单元体 上要有

10、明显记号，以保证作业安装吋不出现混乱。进行预拼装时，单元体的结合部要保持自然吻合状态，严禁出现强力组 对现象。钢性支撑体的设置，要保证在可能的最大荷载下不出现变形。5焊接方案5.1焊材选用及管理焊接材料必须具有出厂合格证和质量证明书。焊条、焊剂的烘干严格按 生产厂家说明书要求进行烘干。严格执行焊材烘干、发放、保管制度，并做好记 录。焊材库房和焊条烘干室设专人管理，负责焊材的贮存、保管、烘干和发 放。焊接材料按种类、牌号、规格、批号分别堆放，并有明显标识。5.2焊接工艺评定针对钢管拱的焊接施工，对于不同材质、规格，不同的焊接方法、焊接 材料和焊接位置进行焊接工艺评定，评定试验必须与生产中的焊接工

11、艺相同。拱 肋和风撑焊接工艺及质量检验按钢结构工程施工质量验收规范xgb50205-2001) 的有关规定执行。5.3焊前准备焊接坡口按设计图纸要求加工，坡口加工采用机械或氧乙烘焰切割，具 体尺寸按焊接工艺卡或技术交底卡进行。焊接必须对焊接区100mm范围内的铁 锈、毛刺、油污清除干净；焊接时不得使用药皮脱落、焊芯生锈和未经烘干的焊 条。5.4焊接工艺手工电弧焊焊接时，定位焊缝长50100mm,间距400600mm,焊 脚尺寸不得大于设计焊脚尺寸的一半，ii距设计焊缝端部30mm以上。手工电弧焊时严禁在非焊接区域引弧。每层焊缝连续焊完，因故中断再 焊接时，检查无裂纹后方可施焊。焊接完成后，将焊

12、缝两侧的溶渣清除干净。焊缝外观尺寸超出允许的焊缝以及咬边必须修磨匀顺，焊缝外观尺寸超 出允许负偏差的焊缝用手工电弧焊进行补焊。焊缝经无损探伤出现不合格者，要 进行返修焊，返修焊采用原焊接工艺。返修焊次数不能超过两次。5.5焊接变形控制为了满足尺寸要求，保证产品质量，焊接过程中要尽量减少变形，其措 施有以下几个方面：对接焊缝采用v型坡口，双面焊接。手工电弧焊采用v型 坡口，背面采用碳弧气刨或角向磨光机清根。连接板的角焊缝，采用从中间向两 侧分断退焊的方法。原则是先焊短焊缝，后焊长焊缝。采用合理的焊接顺序和组 装顺序，组装顺序见制作方案。在易变形部位采用刚性加固，对称焊接防止焊接 变形。5.6焊接

13、质量要求(1)外观检查气孔、咬边及焊缝余高必须符合规范要求。焊缝表面不得有夹渣、裂纹、未填满、弧坑等缺陷。角焊缝圆滑过渡、成形美观。(2)内部质量焊缝焊接24h后进行无损检测，焊缝质量须满足焊接质量要求表要求。对所有的焊缝均100%进行超声波探伤，并抽取不少于焊缝长度的20% 进行射线探伤，两条焊缝交叉点必须进行射线探伤。射线探伤的有关规定和质量评定，采用钢焊缝射线照片及底片分类法 (gb3323-82),对接接头焊缝达到i级标准，其他达到ii级标准。若进行超声波探伤认定焊缝存在裂缝，则判断焊缝质量不合格。5.7焊接环境当施焊环境出现下述情况时，必须有防护措施：手工电弧焊风速&洋；8 米/秒；雨天或相对湿度大于80%；温度低于5°c；焊接部位潮湿；焊接作业点 10m以