拱肋制作工艺2017.11

八里店新老318国道连接线跨长湖申大桥钢管拱焊接制作方案编制：审核：批准：目录一、拱肋概况二、编制依据三、准备工作四、主拱制作工艺五、副拱制作工艺六、整体拼装七、涂装工艺八、焊拉工艺规程跨长湖申大桥—拱肋焊接制作方案1一、拱肋概况跨长申湖大桥主桥拱肋由钢管混凝土主拱肋及副拱肋组成。主拱肋拱轴线方程为y=4fx(L-x)/L2,矢高f=17.8m计算跨径L=89m，主拱肋由拱脚钢筋混凝土侧段和中间钢管混凝土拱肋组成，钢管直径为φ1400×25mm内填C5混凝土，钢管分5段加工，在相邻两段之间设置0.5m长的连接段，连接段由3个圆弧钢板组成。拱肋空间效果图副拱肋是在拱脚段分出两个较小的钢管，副拱肋在拱脚处交于主拱肋并焊在主拱肋上，副拱肋平面和主拱肋平面成11度，三个拱肋形成空间的新月形，副拱肋采用R=54.827m圆弧线，副拱肋中心线最高点距主拱肋中心线5m，钢管直径φ700×12mm，内设8道100×10mm的纵向加劲肋，钢管分5段加工，在相邻两段之间设置0.42m长的连接段，连接段由3个圆弧钢板组成，于安装现场与主体焊接。主、副钢管拱肋之间采用φ350×12mm的钢管连接，斜撑连接主拱副拱斜撑横撑跨长湖申大桥—拱肋焊接制作方案2主拱和副拱，顺桥向按3.75m间距布置；横撑连接两副拱，顺桥向按7.5m间距布置。二、编制依据1、《钢结构工程施工及验收标准》(GB50205-2001)2、《钢结构施工规范》（GB50755-2012）3、《公路桥涵施工技术规范》（TB10203-2002）4、《钢管混凝土拱桥技术规范》（GB50923-2013）5、《气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口》（GB/985.1-2008）6、《气体保护电弧焊用碳素低合金钢焊丝》（GB/T8110-2008）7、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）8、《承压设备无损检测》（NB/T47013-2015）8、《承压设备焊接工艺评定》（NB/T47014-2011）9、《金属熔化焊焊接接头射线照相》（GB3323－2005）10、《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB11345－89）11、《八里店新老318国道连接线跨长湖申大桥主桥拱肋设计图》跨长湖申大桥—拱肋焊接制作方案3三、准备工作1、材料采购根据拱肋钢材用量汇总表和项目工期要求，采购部立即按照相关程序组织采购，按《采购控制程序文件》及评定依据确定供货单位，合同正式签定前，采购部应对供方代表微分和资质进行确认。采购合同中要注明质量标准、数量、规格、验收标准、交货期限及明确争端处理办法。2、材料复验工程所用的钢材、焊材、涂料按相关标准和本桥梁工程有关技术要求及工厂材料采购质量控制程序文件的规定，核对生产厂家、质量证书、牌号、炉批号、批量等，并按有关现行标准要求取样复验。复验合格的材料才能入库登记,实现该工程所用材料使用的可追溯性。3、工艺评定试验钢管桁架拱肋制造前应进行焊接工艺评定试验，以此确定适合工厂设备、人员、生产和管理等方面的最佳工艺参数，钢管桁架拱肋在实际制造中严格按工艺评定确定的参数作业。焊接工艺评定试验试板的取样、焊接、编号、送样评定过程均要做到规范操作。4、对所有材料表面进行喷丸除锈处理，除锈等级应达Sa2.5要求，经检验合格后，在主、副拱内表面、拱脚拱肋进入混凝土部分外表面应涂装无机富锌漆。5、理解设计图深入学习和领会设计院提供的设计施工图和技术要求及相关的跨长湖申大桥—拱肋焊接制作方案4标准、规范，进行钢管拱的CAD或三维放样，以获得各构件的准确数据，并完成施工图的深化设计细化工作，以进一步为工厂生产作好准备。6、本桥主、副拱管线性为以折代曲，不采用火工弯管，在环缝装配时注意拱管的线性，并考虑到卷板机的工作范围，初步确定每段折线长为2m。制作工艺流程：准备工作→号料→切割→卷管→边缘加工→纵缝装配→纵缝焊接→外观检查、无损探伤检测→矫正→环缝装配→环缝焊接→外观检查、无损探伤检测→整体试拼→涂装。四、主拱制作工艺1、放样下料1.1板类零件(腹板、加劲板等)可以直接用数控等离子切割机或数控火焰切割机精密切割下料，对板厚在10mm以下的板零件，也可用剪切方法下料，但剪切后需加工剪切边缘，以消除因剪切可能产生的裂纹。1.2每根主拱总长为97.84m，以每2m一节制作，下料尺寸为-25*4320*2000mm，数量共计49块；主拱分5段制作，有4个接头，接头法兰下料尺寸为-35*φ902/φ580（内孔留22加工余量），共16块。2、矫正2.1对钢材进行矫正，去毛刺、除飞边，对锐角进行打磨。跨长湖申大桥—拱肋焊接制作方案52.2矫正后的钢材表面不应有明显的凹痕和损伤，划痕深度不得大于0.5mm，零件矫正后的允许偏差≤1.0mm3、边缘加工所有用于卷制钢管的钢板其纵、环缝位置的坡口，均使用铣边机刨坡口或利用半自动切割坡口，切割边缘需进行清渣、打磨处理。坡口尺寸及允许偏差应符合设计要求及有关规定。4、制孔4..1将法兰两两用点焊连接，配钻孔12*φ50，须做到如图均匀布置，位置度误差不大于2mm。4.2用车床对法兰进行镗孔至φ602，要求内孔与外圆同心度误差不大于1mm。4.3对加工孔的孔口去毛刺、倒钝。5、卷管5.1用卷板机将钢板卷制成管，外部直径应为φ1400mm，直径误差为±2mm，圆度误差不大于2mm，卷制时应注意坡口朝外。5.2焊接钢筒纵缝，注意两端要用引弧板，焊接前须对焊接区域进行预热，焊接时要严格按照焊接规程焊接进行，应尽量减小焊接变形，确保焊缝外观质量，杜绝气孔、咬边等焊接缺陷，焊缝余高不大于3mm。最后割除引弧板，用磨光机对割断处进行打磨，每一节钢筒须打上钢印编号作为标识。6，探伤检测6.1对焊缝进行100%超声波无损探伤，并抽取全部焊缝长度的20％跨长湖申大桥—拱肋焊接制作方案6进行X射线检查，如有不合格处应进行返修，但对同一位置的返修不应超过2次。6.2对卷制焊接钢管进行矫正。7、钢管拼接7.1铺设平台参照下图铺设钢平台，用水准仪或经纬仪进行检查，平台标高误差不大于5mm。且要求平台足以放置主拱，同时有利于划线放样和固定胎架。7.2放样按下图所给出的数据划线放样，找到拱管中心线（圆弧点划线）上的各个节点，共有25个，用样冲做上标记，然后用长直尺平滑地连接各个节点，形成实际的主拱中心弧线。主拱示意图（单位:mm）7.3制作和安装胎架用槽钢[10或[12制作”U”胎架，高度为1200mm，槽口宽为1400+10mm，按每节钢筒布置2个胎架计。然后以拱肋圆弧中心线为跨长湖申大桥—拱肋焊接制作方案7对称线布置胎架，并进行焊接固定，胎架布置位置应避开钢筒焊接处和拱肋接头处。7.4拼接主肋钢管每榀主拱肋分成五个节段，Ⅰ节段和Ⅴ节段在近管端加放20mm余量现场切割；Ⅱ节段和Ⅳ节段在近管端加放30mm余量，在完成预拼后切割；中间Ⅲ节段两端各加放30mm余量，在完成预拼后切割。环缝应当在具有纵向线型的水平胎架的进行，应当控制环缝的间隙、主拱纵向线性，焊前加跨缝码。为保证线型，每个节段两端头应当设点以控制线型。装焊时应当将焊接收缩量考虑在内主拱接头位置图（单位:mm）按照放样线，吊装主肋钢管就位，如钢管接头处不能满足要求，应用火焰割除炬对其端部进行修正，直至达到要求并点固定，钢管连接处缝隙和钝边应不大于2mm；每一拱肋分五段，接头坐标如下图，钢管弧线中心长分别为6880mm、28900mm、26240mm。7.5焊接钢筒环缝，焊接前须对焊接区域进行预热，焊接时要严格按跨长湖申大桥—拱肋焊接制作方案8照焊接规程焊接进行，应尽量减小焊接变形，确保焊缝外观质量，杜绝气孔、咬边等焊接缺陷，焊缝余高不大于3mm。对焊缝进行100%超声波无损探伤，如有不合格处应进行返修，但对同一位置的返修不应超过2次。7.6装配拱肋接头，焊接前应用螺栓将法兰连接，然后调整法兰中心，使之与钢管中心一致，同心误差不大于5mm。五、副拱制作工艺1、放样下料1.1板类零件(腹板、加劲板等)可以直接用数控等离子切割机或数控火焰切割机精密切割下料，对板厚在10mm以下的板零件，也可用剪切方法下料，但剪切后需加工剪切边缘，以消除因剪切可能产生的裂纹。1.2每根副拱总长为97.84m，以每2m一节制作，下料尺寸为-12*2161*2000mm，数量共计50块；主拱分5段制作，有4个接头，接头法兰下料尺寸为-35*φ422/φ442（内孔留21加工余量），共16块；加强肋为-10*100*2000，2、矫正2.1对钢材进行矫正，去毛刺、除飞边，对锐角进行打磨。2.2矫正后的钢材表面不应有明显的凹痕和损伤，划痕深度不得大于0.5mm，零件矫正后的允许偏差≤1.0mm3、边缘加工所有用于卷制钢管的钢板其纵、环缝位置的坡口，均使用铣边机跨长湖申大桥—拱肋焊接制作方案9刨坡口或利用半自动切割坡口，切割边缘需进行清渣、打磨处理。坡口尺寸及允许偏差应符合设计要求及有关规定。4、制孔4..1将法兰两两用点焊连接，配钻孔8*φ32，须做到如图均匀布置，位置度误差不大于2mm。4.2用车床对法兰进行镗孔至φ301，要求内孔与外圆同心度误差不大于1mm。4.3对加工孔的孔口去毛刺、倒钝。5、卷管5.1用卷板机将钢板卷制成管，外部直径应为φ700mm，直径误差为±2mm，圆度误差不大于2mm，卷制时应注意坡口朝外。5.2焊接钢筒纵缝，注意两端要用引弧板，焊接前须对焊接区域进行预热，焊接时要严格按照焊接规程焊接进行，应尽量减小焊接变形，确保焊缝外观质量，杜绝气孔、咬边等焊接缺陷，焊缝余高不大于2mm。最后割除引弧板，用磨光机对割断处进行打磨，每一节钢筒须打上钢印编号标识。按设计图均布焊接纵向加劲肋。6、探伤检测6.1对焊缝进行100%超声波无损探伤，如有不合格处应进行返修，但对同一位置的返修不应超过2次。6.2对卷制焊接钢管进行矫正。7、钢管拼接7.1放样跨长湖申大桥—拱肋焊接制作方案10每榀副拱肋分成五个节段，Ⅰ节段和Ⅴ节段在近管端加放20mm余量现场切割；Ⅱ节段和Ⅳ节段在近管端加放30mm余量，在完成预拼后切割；中间Ⅲ节段两端各加放30mm余量，在完成预拼后切割。副拱顺桥向立面半径为R=54827mm，横桥向平面投影为椭圆（如下图），结合主肋放样线，按下图所给出的数据划线放样，找到拱管顺桥向立面投影中心线（圆弧点划线）上的各个节点，共有25个，用样冲做上标记，然后用直尺平滑地连接各个节点，形成拱管顺桥向立面投影中心弧线。副拱结构图（单位:mm）7.2用槽钢[10或[12制作支架和”U”胎架，支架高度应依据上图确定，”U”胎架槽口高度为600mm，宽为700+10mm，按每节钢筒布置2个胎架计。然后参照上图以主拱中心线为基准布置支架和胎架，并进行焊接固定，支架和胎架布置位置应避开钢筒焊接处和拱肋接头处。跨长湖申大桥—拱肋焊接制作方案117.3拼接副拱钢管按照放样线，吊装副拱钢管就位，如钢管接头处不能满足要求，应用火焰割除炬对其端部进行修正，直至达到要求并点固定，钢管连接处缝隙和钝边应不大于2mm；每一拱肋分五段，接头坐标如上图，钢管弧线中心长分别为8550mm、30290mm、26250mm。7.4焊接钢筒环缝，焊接前须对焊接区域进行预热，焊接时要严格按照焊接规程焊接进行，应尽量减小焊接变形，确保焊缝外观质量，杜绝气孔、咬边等焊接缺陷，焊缝余高不大于3mm。对焊缝进行100%超声波无损探伤，如有不合格处应进行返修，但对同一位置的返修不应超过2次。7.5装配拱肋接头，焊接前应用螺栓将法兰连接，然后调整法兰中心，使之与钢管中心一致，同心误差不大于3mm。六、整体拼装1、主、副肋放样焊接结束后，在原位置将其固定，确保其原有的状态。焊接主拱和副拱，副拱与主拱的接合线形应正确美观，焊缝和焊接型式要求全坡口、全焊透，焊缝等级为Ⅰ级，并须进行100%超声波无损控伤检测。如有不合格处应进行返修，但对同一位置的返修不应超过2次。2、按照设计图，对拱脚处除钢管外的所有构件进行下料，然后进行矫正、制孔和焊接，焊接时应严格遵照工艺要求，