下承式鋼管混凝土系桿拱橋拱肋制作安裝技術(shù)

許 亮 白曉軍

1 工程概況

該橋結(jié)構(gòu)為下承式鋼管混凝土系桿拱橋,橋長(zhǎng)51.4 m,橋?qū)?1.2 m。拱肋為啞鈴形鋼管混凝土,鋼管外徑560 mm,壁厚10 mm,綴板厚度10 mm,外側(cè)距離380 mm,拱肋總高1 300 mm。左右側(cè)拱肋間由3根橫撐相連,橫撐為φ 560 mm無(wú)縫鋼管,壁厚10 mm。

拱肋鋼管及吊桿涂裝采用兩道LS-1水性無(wú)機(jī)富鋅底漆(2×50 mm),12道環(huán)氧云鐵中間漆(2×30 mm),12道聚氨酯面漆(2×40 mm)。

2 生產(chǎn)準(zhǔn)備

1)電焊工具有資質(zhì)證和上崗證并進(jìn)行培訓(xùn)和考核,對(duì)操作人員做好技術(shù)交底,焊工必須在試焊合格后方可進(jìn)行正式焊接。2)鋼管購(gòu)買(mǎi)成品管,各種鋼材及焊劑材質(zhì)合格、規(guī)格及型號(hào)均符合設(shè)計(jì)要求。3)所需的機(jī)具性能穩(wěn)定、數(shù)量滿(mǎn)足施工要求。4)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員進(jìn)行圖紙會(huì)審工作,對(duì)操作者交底,按工藝規(guī)程做好各道工藝的準(zhǔn)備工作。

3 施工放樣

1)根據(jù)加工圖及試裝圖對(duì)各構(gòu)件及零件現(xiàn)場(chǎng)放樣,并進(jìn)行計(jì)算校核。2)對(duì)吊桿部位管內(nèi)構(gòu)件拱肋接頭及拱肋和橫撐相貫等重要節(jié)點(diǎn)部位制作樣板,樣板采用0.3 mm～0.5 mm薄鋼板制作。樣板制作允許偏差:長(zhǎng)度寬度均為0.50 mm;對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度差:1.0 mm。3)鋼材號(hào)料采用鋼絲劃線(xiàn),劃線(xiàn)寬度不得大于0.3 mm。4)號(hào)料的預(yù)留焊接收縮余量和切割、邊緣加工等加工余量。

號(hào)料后在零件上注明生產(chǎn)號(hào)、零件號(hào)、數(shù)量及加工方法。

4 切割

1)綴板采用剪板機(jī)剪切,拱肋手工氣割,手工氣割切割面需用砂輪打磨處理。2)氣割用氧氣純度應(yīng)在99.5%以上,乙炔純度應(yīng)在96.5%以上。3)切割前應(yīng)將鋼材表面距切割邊緣50 mm范圍內(nèi)的污垢、油污等清除干凈,切割后應(yīng)清除邊緣上的熔瘤和飛濺物等。4)氣割和剪切后零件尺寸允許偏差應(yīng)為±3 mm,切割面的質(zhì)量等級(jí)見(jiàn)表1。5)在切割時(shí)一并將坡口倒出,坡口形式為:60°±5°。

表1 切割面質(zhì)量等級(jí) mm

5 組裝

1)預(yù)制場(chǎng)設(shè)置拱肋組裝的工裝平臺(tái),平臺(tái)設(shè)置牢固,平整度不大于2 mm,按大樣圖將拱肋軸線(xiàn)、各小管節(jié)按序排列,吊桿、灌灰孔、排氣孔、橫撐等構(gòu)件位置按坐標(biāo)點(diǎn)反映在平臺(tái)上,并用限位板焊成拱肋限位裝置,并留出吊裝點(diǎn)和安裝測(cè)量控制點(diǎn)。2)組裝的零件、部件應(yīng)經(jīng)檢查合格,連接面和沿焊縫邊緣約50 mm范圍內(nèi)的鐵銹、毛刺、污垢等應(yīng)清除干凈。3)組裝流程:鋼材拼接→部位組裝→焊接→校正→構(gòu)件組裝。4)部分構(gòu)件組裝采用定位焊固定,從拱腳至拱頂方向進(jìn)行,定位焊使用的焊接材料應(yīng)與母材相匹配,用附加鋼筋焊于鋼管壁作臨時(shí)固定聯(lián)焊,焊點(diǎn)間距約為30 cm左右,且不得少于3點(diǎn),焊縫不超過(guò)設(shè)計(jì)焊縫厚度的2/3,且不大于8 mm,焊縫長(zhǎng)度不小于25 mm。5)現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件組裝采用少支點(diǎn)支撐,在設(shè)計(jì)支撐點(diǎn)位置搭設(shè)腳手架,支撐點(diǎn)標(biāo)高需按設(shè)計(jì)要求精確控制。

6 焊接

1)組裝后應(yīng)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行全面檢查,合格后方可焊接。2)對(duì)接焊縫及拱肋和板零件間的焊接接頭處應(yīng)在焊縫的兩端放置引弧板,其材料和坡口形式與焊接相同。引弧板的焊接長(zhǎng)度應(yīng)大于20 mm,焊接完畢后應(yīng)采用氣割切除引弧板,不得用錘擊落,嚴(yán)禁在焊縫以外的拱肋上打火引弧,以免損傷母材,最后將引弧處修磨平整。3)為防止焊接部位殘余應(yīng)力過(guò)大,焊接前根據(jù)各部位具體情況,選擇合理地施焊順序,盡量減小變形約束條件,通過(guò)工序的優(yōu)化來(lái)減小殘余變形。4)角焊縫轉(zhuǎn)角處宜連續(xù)繞角施焊,起落弧點(diǎn)距焊縫端部不小于10 mm,角焊縫端部不設(shè)引弧的連續(xù)焊縫,起落弧點(diǎn)距焊縫端部應(yīng)大于10 mm,弧坑須填滿(mǎn)。5)下雨時(shí)不得露天施焊,構(gòu)件焊接區(qū)表面潮濕時(shí)應(yīng)清除干凈,風(fēng)速大于8 m/s時(shí),應(yīng)采取擋風(fēng)措施。6)定位焊所使用的焊接材料應(yīng)與焊件材質(zhì)相匹配,焊縫厚度不宜超過(guò)設(shè)計(jì)焊縫厚度的2/3且不大于8 mm,焊縫長(zhǎng)度不宜小于25 cm,定位焊應(yīng)在焊道以?xún)?nèi),焊縫不得有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷。7)每道焊縫分三次完成:先打底,然后將焊縫磨平,再焊中間部分,磨平后焊接第三遍,其中第一遍打底最為關(guān)鍵,為能達(dá)到焊接質(zhì)量要求,在拱肋內(nèi)沿環(huán)向接口處加設(shè)一托板,第一遍焊縫應(yīng)將相連拱肋母材與托板熔為一體,避免焊水流淌影響焊縫高度,無(wú)法滿(mǎn)足要求。多層焊縫應(yīng)連續(xù)施焊,每一層焊道焊完后應(yīng)及時(shí)清理并檢查,如發(fā)現(xiàn)有影響焊接質(zhì)量的缺陷,應(yīng)清除后再施焊,焊道層間接頭應(yīng)平緩過(guò)渡并錯(cuò)開(kāi)。8)焊縫同一部位的返修次數(shù)不得超過(guò)兩次,當(dāng)超過(guò)兩次時(shí),應(yīng)經(jīng)過(guò)焊接技術(shù)負(fù)責(zé)人核準(zhǔn)后,按返修工藝進(jìn)行。焊縫出現(xiàn)裂紋時(shí),焊工不得擅自處理,應(yīng)查明原因,訂出修補(bǔ)工藝方可處理。9)焊接完畢:焊工清理焊縫邊的熔渣和飛濺物,并檢查焊縫外表質(zhì)量和射線(xiàn)進(jìn)行焊縫內(nèi)部探傷檢驗(yàn),合格后在焊縫部位打上焊工鋼印。10)焊縫質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):a.所有焊縫都必須在全長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行外觀(guān)檢查,主拱所有焊縫的外觀(guān)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)。b.對(duì)接接頭焊縫和角焊縫應(yīng)100%進(jìn)行超聲波探傷,并取不小于其焊縫長(zhǎng)度70%進(jìn)行射線(xiàn)探傷,兩條焊縫交叉點(diǎn)必須進(jìn)行射線(xiàn)探傷檢驗(yàn)。

超聲波探傷范圍和質(zhì)量等級(jí)應(yīng)符合表2規(guī)定。

表2 焊縫外觀(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) mm

7 涂裝

1)涂裝前先將鋼材表面的毛刺、雜物和焊疤清除干凈。2)除銹采用噴射石英砂方式,石英砂的磨料粒徑應(yīng)在0.63 mm～3.2 mm之間,除銹后用毛刷等工具將鋼材表面的銹塵和殘余磨料清掃干凈后,方可涂噴車(chē)間底漆。3)底漆采用LS-1水性無(wú)機(jī)富鋅底漆兩道(2×50 mm),中間漆為兩道環(huán)氧云鐵中間漆(2×30 mm),面漆為兩道聚氨酯面漆(2×40 mm)。4)涂裝要用空氣噴涂方式,所有漆在使用前1 d～2 d,將涂料整桶密封倒置,以減輕沉淀和積塊,使用當(dāng)天開(kāi)桶后機(jī)械充分?jǐn)嚢杈鶆?調(diào)至施工粘度后用120目～160目銅絲篩濾去漆皮、雜質(zhì)后方可涂裝。5)噴涂時(shí),噴涂槍與工作面垂直,噴嘴與構(gòu)件的距離宜保持在20 cm～25 cm,噴涂采用縱噴,每次壓疊一半,要保持均勻,防止流掛和漏噴等缺陷。6)涂裝時(shí)環(huán)境溫度宜在5℃～35℃之間,不宜在強(qiáng)烈日光下施工,有雨、霧或相對(duì)溫度大于80%時(shí)不得涂裝。7)構(gòu)件涂裝完成后,應(yīng)顏色均勻、無(wú)露底、漏涂、涂層剝落、涂膜破裂、起泡、劃傷及咬底等缺陷、面漆涂完后,應(yīng)與比色卡顏色一致。8)每層油漆質(zhì)量的檢驗(yàn)應(yīng)在油漆涂裝一晝夜后進(jìn)行,在噴涂時(shí)用濕膜測(cè)厚儀檢查噴涂厚度是否足夠。

8 安全防護(hù)

1)高處作業(yè)人員及搭設(shè)作業(yè)安全設(shè)施的人員必須進(jìn)行專(zhuān)門(mén)技術(shù)培訓(xùn),專(zhuān)業(yè)考試合格后持證上崗,必須定期進(jìn)行體格檢查。2)高處作業(yè)中的安全標(biāo)志、工具、電氣設(shè)備和各種設(shè)備必須在施工前加以檢查,確認(rèn)完好后方可投入使用。3)施工中對(duì)高處作業(yè)安全技術(shù)措施,發(fā)現(xiàn)有缺陷和隱患時(shí)必須及時(shí)解決,危及人身安全時(shí),必須停止作業(yè)。4)2 d進(jìn)行高空作業(yè),必須采取可靠防滑措施,遇六級(jí)以上強(qiáng)風(fēng)、濃霧等惡劣天氣不得在露天進(jìn)行攀登高度作業(yè)。暴雨過(guò)后要對(duì)高空作業(yè)安全措施逐一檢查,發(fā)現(xiàn)松動(dòng)、變形、損壞或脫落等現(xiàn)象及時(shí)處理。5)施工中所有用電設(shè)備的安裝和拆除必須由電工完成,使用設(shè)備前必須佩戴和配備好相應(yīng)的勞動(dòng)防護(hù)用品,并檢查用電設(shè)備保護(hù)設(shè)施是否完好,嚴(yán)禁設(shè)備帶病作業(yè)。6)對(duì)停電的設(shè)備必須拉閘斷電,鎖好開(kāi)關(guān)箱。7)所有設(shè)備的保護(hù)零線(xiàn)單獨(dú)敷設(shè),不作它用。重復(fù)接地應(yīng)與保護(hù)零線(xiàn)相連接,保護(hù)零線(xiàn)的截面必須同時(shí)滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。保護(hù)零線(xiàn)除必須在配電箱處做重復(fù)接地外,還必須在配電線(xiàn)路的中間和末端重復(fù)接地。8)焊接機(jī)械應(yīng)設(shè)置在防雨通風(fēng)良好的地方,焊接現(xiàn)場(chǎng)不準(zhǔn)放易燃物品,使用焊接機(jī)械必須按規(guī)定穿戴防護(hù)用品。9)架設(shè)現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格實(shí)行統(tǒng)一指揮,在吊裝過(guò)程中除現(xiàn)場(chǎng)指揮人員外,任何人不得指揮操作。10)參加架設(shè)的操作人員要有明確的分工,并建立崗位責(zé)任制,勞動(dòng)分工盡可能穩(wěn)定,以避免由于技術(shù)不熟練而發(fā)生事故。11)吊裝作業(yè)區(qū)嚴(yán)禁非工作人員進(jìn)入,所有人員均不得在起吊和運(yùn)行的吊物下站立。

[1] JTJ 041-2000,公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2] JTJ 071-98,公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] YB 9254-95,鋼結(jié)構(gòu)制作安裝施工規(guī)程[S].

[4] 薛炳勇,周世軍.鋼管混凝土拱橋與鋼管混凝土復(fù)合拱橋的發(fā)展[J].山西建筑,2008,34(31):303-304.