福厦铁路80米桁梁制造工艺方案.doc

目 录 1 综合说明 3 1 1 结构简介 3 1 2 工程内容 4 1 3 质量目标 5 1 4 编制原则 5 1 5 编制依据 6 2 总体工艺方案概述 8 2 1 总体工艺流 程 9 2 2 关键工艺项点及质量控制 10 3 施工准备 18 3 1 技术准备 18 3 2 工装准备 19 4 主要构件制造工艺 20 4 1 零件下料加工 20 4 2 整体节点制作 20 4 3 箱形杆件制作 25 4 4 工形杆件制 作 29 4 5 桥门杆件制作 31 5 钢桁梁涂装工艺方案 34 5 1 厂内涂装工艺方案 34 5 2 桥位涂装工艺方案 34 5 3 涂装材料 35 5 4 涂装施工工艺要求 36 5 5 涂装施工的安全与环保 37 1 综合说明 1 1 结构简介 96m 铁路双线下承式钢桁梁是由铁道第三勘察设计院设计 主桁结构属 于无竖杆整体节点三角桁架下承式钢桁梁 主桁跨度全长 96 00m 桥面主 桁桁宽 15 00m 桁高 11 50m 钢板主要采用 Q370qE 钢板及 Q345qE 钢板 最大板厚 50mm 最薄板厚 4mm 96m 梁钢结构部分总重约 1315 583 暂按设 计图纸计 t 主桁安装用 M22 M24 M27 的 10 9S 级高强螺栓连接 主桁 全貌见图 1 1 图 1 1 铁路 96 米钢桁梁概貌图 1 1 1 主桁部分 钢梁主桁用 Q370qE 和 Q370qE z35 级钢板 主桁形式为无竖杆的三角形 框架体系 节间长度 12m 主桁高度 12 3m 主桁中心距 11 2m 上 下弦 杆截面为焊接箱形断面 主桁节点为整体节点形式 上 下弦杆以控制竖板 间内宽为基准 均为 0 8m 桁架腹杆截面为焊接箱形断面 与主桁整体节点 对接式连接 1 1 2 桥面系部分 桥面为纵横梁结构形式 除端横梁为箱型截面外其余均为工型截面 横 梁与焊在主桁整体节点板上的接头板连接 横梁上翼缘板上焊有材质为 ML15 22 圆柱头 高度 150mm 不包括熔化长度 的剪力钉 1 1 3 上平纵联部分 杆件为焊接 H 形杆件 交叉式结构 杆件用对拼式与平联节点板连接 采用 M24 高强度螺栓连接 1 1 4 桥门架及横联部分 钢梁端斜杆上设有斜向桥门架 在上弦 A5 A5 1 1 5 检查设备 为便于钢梁的检查和维修 上弦设有防电维修车 下弦设有检查吊 1 1 6 主要材料 见表 1 1 表 1 1 主要材料材质 统计 部位 材质 标准 主桁结构 Q370qE GB T714 2000 桥面系 Q345qE GB T714 2000 上下纵联 Q345qE GB T714 2000 桥门及横联 Q345qE GB T714 2000 高强度螺栓 20MnTiB 10 9 级 GB T1228 1231 91 1 2 工程内容 钢桁梁制造主要内容包括 材料的采购 运输 验收 下料 钢梁制造 维护检查车及附属钢结构制造 钢桁梁杆件预拼装 工厂涂装 杆件保管以 及负责将钢桁梁杆件 维修检查车等运输至桥址处指定地点交付钢桁梁安装 单位 在安装单位配合下 逐段接口拴接 焊接成整体 并进行桁梁等防腐 涂装 钢桁梁制造的工程量见表 1 3 表 1 3 钢桁梁制造工程量统计 部位 长大杆件数量 重量 T 占全桥总重 主桁 62 1024 2 75 1 桥面系 33 90 8 6 7 平联 29 27 0 2 0 桥门及横联 4 222 0 16 2 合计 128 1364 0 100 注 合计重量中不含检查车的重量 本合同段的主要工作内容为 钢材采购 钢桁梁主体结构 不含附属结 构 制造 厂内试拼装 运输 现场焊接 附属结构的桥面焊接与补涂 涂 装防护 包括厂内涂装及运输到现场后对破损部位的补涂 在规定时间内 运输到监理工程师指定地点交付 并配合安装 钢梁重量约 1364 吨 1 3 质量目标 我们中铁宝桥将倾全厂之力 精心组织 科学管理 采用新工艺 新技 术 新设备 新材料 牢固树立质量第一的思想 狠抓质量 以创造 精品 工程 为己任 服从业主的指挥 与监理单位密切配合 进行钢箱梁的制造 保证钢箱梁制造质量符合技术规范 合同 有关标准和法规的要求 为此我 们决心在质量方面达到如下目标 a 铸国优精品工程 创国际先进工程 b 全面达到 80 米钢桁结合梁制造技术规范 的各项要求和规定 做到让 主业和监理工程师满意 c 成品交验合格率达 100 焊缝探伤一次交验合格率 95 1 4 编制原则 以优质 安全 高效为目标 满足业主需求为宗旨 针对 80 米钢桁梁 制造特点 制定科学 合理的工艺方案 采取得力 有效的施工措施 在规 定的工期内圆满完成钢桁梁制造任务 争创国家优质工程 为此 我们编制工艺方案时 把握了以下原则 1 质量至上的原则 制定的工艺方案要以质量为前提 各种工艺措施要以质 量为中心制定 2 安全第一的原则 安全是生产的根本保证 制定的工艺方案充分考虑安全 因素 并制定各种切实有效的安全保证措施 3 科学合理的原则 制定的工艺方案不但在保证质量和安全方面万无一失 同时要对工序的流畅性和工序间的协调性进行深入的研究 确保施工效率和 工期 满足供货要求 4 文明卫生的原则 工艺方案的制定要考虑定置管理 文明施工和环境保护 方面的因素 确保安全生产 文明施工 保证质量 铸造精品 1 5 编制依据 1 80 米双线下承式钢桁结合梁招标文件 2 80 米双线下承式钢桁结合梁设计图 引用标准 JTJ041 2000 公路桥涵施工技术规范 TB10212 98 铁路钢桥制造规范 GB T714 2000 桥梁用结构钢 GB T700 1988 碳素结构钢 GB T 1591 1994 低合金高强度结构钢 GB50205 2001 钢结构工程施工质量验收规范 GB T 5117 1995 碳钢焊条 GB T 5118 1995 低合金钢焊条 GB T 14957 1994 熔化焊用钢丝 GB T 14958 1994 气体保护焊用钢丝 GB T 8110 1995 气体保护电弧焊用碳钢 低合金钢焊丝 GB T10045 2001 碳钢药芯焊丝 GB T 5293 1999 埋弧焊用焊丝和碳素钢焊剂 GB T12470 1990 低合金钢埋弧焊用焊丝和焊剂 GB T 985 1988 气焊 手工电弧焊及气体保护焊坡口的基本形式和尺 寸 GB T12467 1 GB T12467 4 1998 焊接质量要求 第 1 部分至第 4 部分 GB T2970 2004 厚钢板超声波检验方法 TB T 1558 84 对接焊缝超声波探伤 GB T 11345 1989 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级 GB T 3323 1987 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级 GB T 8923 1988 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级 GB T 1030 1995 表面粗糙度参数及其数值 TB T1527 2004 铁路钢桥保护涂装 GB T 1228 1991 钢结构用高强度大六角头螺栓 GB T 1229 1991 钢结构用高强度大六角螺母 GB T 1230 1991 钢结构用高强度垫圈 GB T 1231 1991 钢结构用高强度大六角头螺栓 螺母 垫圈技术条件 GB T 3632 1995 钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副 JGJ 82 1991 钢结构高强度螺栓连接的设计 施工及验收规程 TBJ214 1992 铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定 TB T 2137 1990 铁路钢桥栓接板面抗滑移系数试验方法 TB T 2772 1997 铁路钢桥用防锈底漆供货技术条件 TB T 2773 1997 铁路钢桥用面漆 中间漆供货技术条件 GB T9793 1997 金属和其它无机覆盖层 热喷涂 锌 铝及其合金 GB T 9286 1998 色漆和清漆 涂膜的划格试验 2 总体工艺方案概述 2 1 总体工艺流程 图 2 1 图 2 1 钢桁梁制造总体工艺流程图 施工准备 杆件单元的制作 桥位作业 施工图 材料清单 施工工艺 工装准备 设计 制作安装 配置调试 设备准备 复验入库 材料准备 预处理 滚板 下 料 弦杆板单元制作 腹板板单元制作 平联板单元制作 桥面系板单元制作 标识 组装区 各部分杆件的拼装 探 伤 对接焊缝焊接高强螺栓的施拧 焊部位除锈 补涂装全桥涂装 设计图审查 技术准备 培训考试 人员准备 桥门板单元制作 杆件的制作 桥面系杆件制作 主桁杆件制作 平联及桥门制作 各部分构件制孔 除锈 输 涂装 运输 运输至桥位 拼 接 板 加 工 包装 焊缝部位的修整 2 2 关键工艺项点及质量控制 2 2 1 焊接变形控制 带有整体节点弦杆具有板厚较大 杆件较长 焊接质量要求高等特点 其焊接变形的控制将直接影响杆件几何尺寸精度 采取如下措施控制焊接变 形 a 认真分析各类型杆件的焊接变形规律 并通过焊接变形试验进一步 确定焊接变形量的大小 以确定采取何种反变形措施 b 采用理论计算与模拟试验相结合的方法确定各焊缝预留的焊接收缩 量 并在生产过程中跟踪测量 及时修正 c 对零件下料 坡口加工 杆件整体组装等生产过程严格把关 并采 用合理的焊接方法 优化焊接顺序 在专用胎型上焊接等措施 控 制焊接变形 2 2 2 对接焊缝 熔透焊缝的焊接质量控制 对接焊缝和熔透焊缝是构件传力的关键焊缝 对其焊接质量的控制是焊 接工艺的重中之重 采取如下措施 a 根据接头形式 分类进行焊接工艺试验 确定焊接方法 焊接设备 焊接材料 焊接工艺参数 焊接顺序 坡口形式等 b 根据焊接试验结果编制合理可行的焊接工艺 c 设计保证焊接质量和便于控制焊接变形的工艺装备 确保焊接工艺 的有效实现和焊接变形的有效控制 d 编制关键焊缝的质量控制计划 从原材料的复验 下料 拼装 焊 接和探伤等生产过程严格把关 2 2 3 制孔精度控制 弦杆 整体节点 节点板 拼接板等杆件的孔群较多 连接关系复杂 其精度将直接影响桥位安装进度及质量 影响成桥后的几何线形 因此对连 接孔群的制孔精度要求很高 采取如下措施 a 以后孔法工艺为主 先孔法为辅的制孔工艺 避免焊接变形的影响 提高制孔精度 b 设计高精度的精密划线工艺和精密制孔工艺 c 设计高精度的制孔工艺装备 包括钻孔样板 钻孔胎架等 2 2 4 Q370qE 钢的焊接质量控制 根据图纸要求对各种典型焊接接头进行焊接工艺评定试验 以确定焊接 方法 焊接设备 焊接材料 焊接参数 坡口形状及尺寸等 试验使用的母 材要和产品相符合 且其化学成份 C S P 含量尽量选用偏上限者 试验 焊缝在强度 塑性等方面不低于母材标准 低温冲击韧性满足设计要求 焊 接工艺评定分类项目如下 a 采用埋弧自动焊 按照钢板的不同厚度范围进行钢板的对接工艺评 定试验 确定厂内钢板对接的焊接工艺参数 焊接坡口形式和焊接材料 b 采用埋弧自动焊 按照钢板的不同厚度范围和焊角大小 对工字梁 的 T 型焊缝及盖 腹板与加劲肋的 T 型焊缝进行角的焊接工艺评定试验 确定工字梁的 T 型焊缝及盖 腹板与加劲肋的 T 型角焊缝的焊接工艺参数 和焊接材料 c 采用埋弧自动焊 按照钢板的不同厚度范围和要求的熔深大小 对 箱型盖 腹板的棱角焊缝进行焊接工艺评定试验 确定箱型盖 腹板棱角焊 缝的焊接工艺参数 焊接坡口形式和焊接材料 d 分别手工电弧焊和药芯焊丝 CO2 气体保护焊 按照钢板的不同厚度 范围和焊接位置进行节点 T 型熔透焊缝的焊接工艺评定试验 确定节点 T 型熔透焊缝的焊接方法 焊接工艺参数 焊接坡口形式和焊接材料 e 分别手工电弧焊和药芯焊丝 CO2 气体保护焊 按照钢板的不同厚度 范围 不同的焊接位置和焊角大小进行节点 T 型角焊缝的焊接工艺评定试 验 确定节点 T 型角焊缝的焊接方法 焊接工艺参数和焊接材料 编制合理可靠的焊接工艺规程 针对各种形式的杆件 编制详细的焊接工艺规程 明确规定焊接设备 焊接方法 焊接位置 焊前清理的方式方法 预热方式 预热温度 层间温 度 焊接材料的型号 规格和焊前烘干方法及温度 焊接电流 电弧电压 焊接速度 焊接道 层 数 焊接过程中出现的问题的处理方法 焊后探伤 的时间 方法及合格标准 2 2 5 中厚板焊接质量控制 中厚板的焊接质量控制是焊接控制的主要项点 为保证中厚板的焊接 质量 避免焊接裂纹的产生 保证焊接接头的各项性能满足桥梁的设计要求 采取以下措施以保证焊接质量 a 进行严格的中厚板焊接工艺评定试验 确定中厚板采用不同焊接方法 和焊接工艺参数时的焊接的预热温度和层间温度 根据设计要求和焊 接试验结果选择焊接材料 在确保焊缝强度 塑性各项指标与母材匹 配 且不低于母材标准 低温韧性满足设计要求的前提下 制定相应 的焊接工艺 b 采用合理的焊接工艺参数和合理的预热温度 层间温度和焊后加热保 温措施 控制焊接接头的冷却速度 控制焊缝和热影响取得金相组织 保证焊接接头的各项机械性能满足设计要求 根据焊接工艺评定试验 实际情况制定预热温度和层间温度 定位焊及施焊时焊接环境温度 5 以上 湿度不高于 80 c 尽可能的采用自动焊的焊接方法 避免人为因素对焊接质量的影响 控制焊道的排列和焊缝的成型系数 d 焊工持证上岗 上岗的焊工事先按焊接种类 埋弧自动焊 CO2 气体 保护焊和手工焊 焊接材料和焊接位置分别进行考试 考试合格后 发给合格证书 焊工持证上岗 在不超越合格证规定的范围内进行焊 接作业 e 采用合理的焊接顺序 尽可能的控制和减小变形 减小焊接内应力 f 严格控制焊材质量 严格控制硫 磷等杂质含量 提高和稳定焊接接 头的各项机械性能指标 避免焊接热裂纹的产生 严格仓储管理 按 规定认真对焊材进行烘干 保温 焊接材料由专用仓库储存 按规定 烘干 登记领用 当焊剂和焊条当班未用完或超过规定的使用时间时 要重新烘干 烘干后的焊条和焊剂在烘干箱内保温 焊条的领用用保 温筒 焊条的烘干次数不超过两次 减小和控制焊缝的扩散氢含量 避免焊接冷裂纹的产生 g 按规定制作焊接试板进行相应检验 检查相应类型焊缝内在机械性能 稳定性 h 严格执行检验制度 外观检查 超声波探伤 射线拍片等均按规定认 真执行 并做好记录 一丝不苟控制焊接质量 进行磁粉 超声波和 射线探伤的无损检验的工作人员 保证持有经监理确认有效的二级以 上的合格证件 上岗操作 i 严格控制修补质量 修补次数不超过两次 如确有不合格焊缝的修补 次数超过两次时 在报经监理工程师同意后再行返修 j 保证焊接设备处于完好状态 并抽验焊接时的实际电流 电压与设备 上的指示是否一致 焊机上的仪表是否完好并在鉴定周期内使用 2 2 6 试拼装质量控制 试拼装工艺是制造精度和桥位架设精度的联系纽带 是必不可少的一 道重点工艺 将采取如下措施 a 试拼装在专用的胎架上进行 胎架有足够的强度 确保试拼装过程中 不产生变形 试拼装前对胎架测平 确保试拼装平面度的精度要求 b 各试拼装杆件处于无应力状态进行 确保试拼装检测结果的准确性和 可靠性 达到试拼装的目的 c 每次定位下一节间杆件时 均检测平面度 对角线差 节间长度 桁 高等项点 确保整体试拼装精度 2 2 7 涂装质量控制 涂装是保证桥梁钢结构耐久性的重要措施之一 防腐涂装质量能否得到 保障直接关系到钢桥梁的使用寿命长短 通过对以往桥梁防腐涂装质量控制 薄弱环节的总结分析 重点从以下几个方面对防腐涂装质量加以控制 a 严格控制涂装原材料质量 所有油漆及铝材等涂装材料进厂均必须在 具有资格的涂料检测中心复验合格后方可投入使用 b 对除锈磨料的材质 大小 形状 配比 硬度等进行优选 通过工艺 试验确定合理的喷砂工艺参数 确保除锈质量满足要求 c 除锈前将构件外露边缘倒圆弧 R 2mm 保证边角部位涂层厚度要求 d 在施工全过程中 对环境温度 相对湿度 露点温度 钢板温度等环 境因素进行检测 以满足涂装各工序的施工要求 e 在油漆施工过程中 对高压空气质量 油漆混合 油漆搅拌 油漆熟 化 油漆粘度 稀释剂比例 喷嘴压力 枪嘴到工件距离 喷漆角度 预涂以及湿膜厚度等进行巡检 保证每一项都符合要求 f 涂装前对两种涂层过渡区域进行预涂 保证两种涂层体系过渡区域接 缝整齐 涂层厚度达到要求 g 涂装时采取遮盖等有效方法对现场预留焊缝部位进行保护 避免油漆 污染 影响桥位现场焊接质量 h 高强螺栓孔部位涂装前 先对高强螺栓孔内壁进行预涂 保证孔壁无 漏涂 避免孔壁锈蚀物流出污染摩擦面 2 2 8 质量保证措施 a 材料控制 钢桥制造所用的材料必须符合设计要求 来料除必有的材料 质量证明书以外 钢材还必须经过复验 焊接与涂装材料为抽样复验 但复 验合格才能使用 b 剪力栓钉 栓钉厂必须提供合格栓钉的试验资料 其中包括栓钉形状 规格 带有公差的尺寸和焊剂形状尺寸 以及和设计相同的栓钉图纸 与栓 钉配用的焊接瓷环图纸 焊剂的数量和类型以及焊接瓷环的说明等 c 钢材进厂后为了能清晰的区分材质 必须在钢材端部涂上识别色 Q370qE 板涂兰 白各一道 Q345qE 板涂红 黄各一道 识别色的线条宽度各为 50mm d 各零部件的下料 严格按排料图及施工详图进行 并按部件位置依次编写 构件油漆号和打上构件钢印号 防止部件过程中的混乱 e 零部件下料后的余料 要求按上述要求在钢料端部涂上相应的识别色 f 所用的样板 样杆上写明零部件的材质 规格 数量 孔的规格等 在 样板 样杆上按工艺留出加工余量及焊接收缩量 g 纵 横梁的盖 腹板下料 其应力方向与钢板的轧制方向一致 主桁弦 杆号料后在弦杆规定的位置上打上材质 炉罐号代号的钢印 h 钢零件的矫正按结构形式确定采用冷矫和热矫 冷矫环境温度不低于 12 当采用热矫正时温度控制在 600 00 温度降至室温前不得敲击 钢件 i 板件弯曲采用冷弯工艺时 内侧弯曲半径不得小于板厚的 15 倍 小于者 用热煨 热煨温度控制在 900 1000 弯曲后的边缘不得产生裂纹 g 所有板件外露边缘采用精密切割 当其精切质量有困难保证时应采用机 加工工艺进行 且磨去边缘的飞刺 挂渣 使断面光滑匀顺 精密切割表面 质量允许偏差见表一 表一 注 气割后要加工的边缘 小于 2mm 的崩坑允许不修补 但对气割后的不再加工的自由 边缘 出现崩坑时应按缺陷修补的规定进行修补 并按精切工艺规定修磨和倒棱 工艺 特定的手工切割边缘 表面粗糙度达到 100 切割面修磨匀顺 切割面仍需加工的除外 k 对切割后需机加工的焊接边缘按工艺要求预留加工量 边缘机加工刨 铣 深度不大于 3mm 加工面粗糙度见上表 对顶紧面的加工粗糙度不低 于 12 5 顶紧加工面与板面垂直度偏差应小于 1 且不大于 0 3mm l 板件焊接边均宜机加工 同时对工形 箱形杆件的腹板按规定进行配钻 m 焊接坡口按接头形式加工尺寸及允许偏差见表二 项 目 主 要 零 件 次 要 零 件 表面粗糙度 崩 坑 不允许 注 1000m 长度内允许有一处 1 0mm 塌 角 圆角半径不大于 0 5mm 切角面垂直度 0 05t 且不大于 2 0mm 气割面垂直度 不大于板厚的 5 且不大于 2mm 表二 序号 名称 简 图 接头形式 允许偏差 1 对 接 接 头 双 V 形或 U 形 坡口 坡口夹角 40 60 组对间隙 1 3 钝边 1 3 a b 1 0 0 5 p 0 5 1 0 c e 1 0 0 5 2 棱 角 接 头 带钝边单边 V 形坡口 坡口夹角 35 50 组对间隙 1 3 钝边 1 3 b 1 0 p 0 5 0 5 3 熔 透 接 头 带钝边单边 V 形坡口 坡口夹角 40 50 组对间隙 1 3 钝边 1 3 b 1 0 0 5 p 0 5 1 0 h 1 0 0 5 n 制造所用的钢尺等量具一定要通过检测了的合格产品 且在有效时期内 3 施工准备 3 1 技术准备 施工图准备 充分理解设计图纸 及时与设计部门联系沟通 进行设计图工艺性审查 加深领会设计意图 在贯彻制造方案的基础上采用计算机绘制施工图 对难 以确定尺寸的零部件 通过计算机放样确定 工艺试验准备 a 焊接工艺评定试验 b 首件杆件制造工艺试验 c 首次试拼装工艺检验 d 涂装工艺性试验 施工工艺文件准备 a 工艺方案 b 制造规则 c 焊接工艺规程 WPS d 焊缝返修工艺规程 e 结构作业指导书 f 工艺过程 工艺路线 杆件表 工装明细表 g 钢材预处理及涂装工艺 h 材料采购清单 i 焊接工艺评定试验报告 j 检验细则 k 焊缝内部质量检验工艺 l 首次试拼装鉴定报告 技术培训 凡是从事本桥钢梁制造的熔接工 铆工 电焊工 涂装工 起重工等进 行专项技术培训 除必须熟练掌握本工种的操作规程外 还应熟知本桥制造 规则的相关要求 特别是从事焊接工作的电焊工必须通过相应的焊工资格考 试 焊工考试由本公司焊工考试委员会按照本桥技术标准要求进行 并报监 理工程师审核认可 焊工所需要参与取证的项目及数量应根据产品的制作要 求确定 凡取得相应焊工资格且符合焊工管理要求的 方可参与相应项目的 焊接操作 3 2 工装准备 本工程拟设计制作的工艺装备见表 3 1 专用工装明细表 表 3 1 序号 设 备 名 称 规格型号 数量 台 备注 1 电弧喷铝 1 2 剪力钉焊接机 1 3 改造斜面铣床 1 4 摇臂钻床 1 5 数控钻 1 6 钻头 若干 7 焊机 各种规格型号 具体另定 8 H 型钢矫正机 1 9 整体节点杆件下盖腹板划线平台 2 10 整体节点杆件拼装架 2 11 施焊整体节点杆件用支架 2 12 整体节点杆件划线平台 1 13 钻孔样板 1 套 14 组装定位样板 1 套 15 整体节点杆件翻转胎架及专用吊具 若干 16 弦杆钻孔胎架 2 17 整体节点钻孔样板架 若干 18 纵梁断面联组装胎架 1 19 平联节点板组装胎架 1 20 整体节点杆件修整平台 1 21 杆件试装平台 1 22 杆件涂装平台 2 4 主要构件制造工艺 4 1 零件的下料加工 钢板在下料前 进行钢板表面质量检查 对其表面缺陷按照 桥梁用 结构钢 GB T714 2000 及 铁路钢桥制造规范 TB 10212 98 的要求 进行修补及处理 合格后的钢板在滚板机上进行滚平 使其满足平面度的要 求 根据零件的具体形状和大小确定下料方法 对较长矩形板件采用多嘴 头门式切割机精切下料 对形状复杂的板件采用数控切割机精切下料 对较 规则的薄板次要零件采用剪切下料 对较薄的主要零件 采用数控等离子切 割 型钢采用剪切机或焰切下料 钢板对接坡口采用火焰精密切割 刨边机 或铣边机加工 4 2 整体节点制作 主桁整体上 下弦杆节点是一个长 7 46 上弦 9 96m 下弦 宽 0 8 上弦 0 94m 下弦 高 1 35 上弦 1 80m 下弦 的箱形杆件 端节点如图 4 1 是该桥的关键杆件 且单件重量大 焊缝多而集中 控 制焊接变形和钻孔 翻身均很复杂 根据该杆件的特点 其工艺可采用后孔 法与先孔法相结合的工艺方法 弦杆主体拟采用如下工艺 盖 腹板采用数 控和门切下料 对接后机加工焊接边及坡口 利用专用拼装胎型组装 焊后 变形以热矫为主 再利用专用划线平台划钻孔对向线 在钻孔胎型架上 采 用整体覆盖式钻孔样板或组合样板配合摇臂钻床施钻杆件两端四面孔群 杆 件主体钻完孔后 以主体所钻孔为基准 组焊其余零件 由于整体节点杆件庞大 且不对称 偏心较大 为确保工件吊运 翻身 方便和安全 根据该杆件的特点 可制作适合的专用框式吊具 采用空中翻 身等 对上弦杆应特别注意保护剪力钉 避免碰撞变形 不等厚对接 异形下盖板 箱内隔板 箱外隔板 腹板纵向 加紧肋 剪力钉 腹板外侧加紧肋横梁连接端 外侧腹板 上盖板 端节点结构示意图 4 1 根据该杆件的的特点 弦杆主体整体节点采用以下工艺 1 主桁架盖 腹板的切割采用精密切割 并在车间专用拼装胎架上组装构 件 焊接后的局部变形主要以热矫为主 2 盖 腹板的接料长度不小于 1000mm 最小拼接宽度为 200mm 横向接料 焊缝轴线距孔中心线不小于 100mm 3 箱形梁的盖 腹板接料焊缝可为十字型或 T 字型 相邻焊缝错开 200mm 相邻部件焊缝不能布置在统一截面上 腹板纵向接料焊缝布置设置 在受压区 4 整体节点杆件主焊缝均为坡口焊 焊接工作量及焊接变形极大 为保证 整体杆件孔边距公差 盖腹板下料时预留 8 10mm 的焊接收缩量 5 焊接组装前必须彻底清除待焊区 30 40mm 的铁锈 油污 水分等有害物 质 6 为保证组装整体时盖腹板端部平齐 腹板和下盖板接长后以节点中心线 为基准 上盖板以节点端为基准划线精切小端 7 构件组装加劲纵肋 保证组装位置和垂直度 以满足组装时与隔板槽口 的匹配 8 对于不等厚的腹板对接 接缝位置采用匀顺过渡时 制作专用成型刀加 工 1 10 的过渡缓坡口 或用气刨退刀槽加一般刨床加工 并用砂轮机将过 渡段坡口修磨匀顺 9 为防止箱形杆件四条主焊缝焊接完后节点板内收缩 影响腹板插入困难 将隔板及竖板在宽度方向预留一定的正公差 控制焊接变形工艺措施见焊接 工艺部分 10 杆件的钻孔工艺可采用后孔法和先孔法相结合的方法进行 在划线平台 架上划钻孔对向线 对向线偏差控制在 0 5mm 11 钻孔优先选用数控钻床钻孔 在试钻 2 个孔后 首先必须经专检确认合 格后才能继续在杆件上钻孔 12 采用整体覆盖式钻孔样板或组合样板配合摇臂钻床施钻杆件两端孔群 待主体钻孔完后 再以主体所钻孔为基准 组焊其余部件 节点板高强螺栓 孔孔径加工允许偏差为 M24 螺栓钻孔孔径 26 孔径允许偏差 0 0 0 7mm M30 螺栓钻孔孔径 33 孔径允许偏差 0 0 0 7mm 制成的 孔眼应成正圆柱形 孔壁光滑 边缘无损伤 相应孔距允许偏差见表三 表三 允 许 偏 差 主 要 杆 件项 目 桁梁杆件 板梁主梁 次要杆件 两相邻孔距 0 4 0 4 0 4 多组孔群两相邻孔群中心距 0 8 1 5 0 4 L 11 m 0 8 0 4 1 5两端孔群中心距 L 11 m 1 0 8 0 2 0 腹板不拼接 2 0 2 0 2 0孔群中心线与杆件中心 线的横向偏移 腹板拼接 1 0 1 0 13 杆件组装允许偏差见表四 表四 序 号 图 例 项 目 允许偏差 1 0 t 25 对接高低差 e 0 5 t 25 1 对接间隙 b b 1 0 2 盖板中心与腹板中 心线偏移 e 1 0 3 梁腹板平面度 e 1 0 4 盖板倾斜 t 0 5 5 T 形缝组装间隙 a 0 5 桁梁工形 箱形杆 件高度 h 1 5 0 箱形杆件对角线 2 06 桁梁箱形杆件宽度 b 1 0 有拼接时 整体节点的内侧大 节点板垂直度 l 1 5 1 07 侧接板高度 h 1 00 8 整体节点板间距尺 寸公差 低端 0 1 0上端 0 5 1 5 9 板梁 纵 横梁加 劲肋间距 s 1 0 有横向联结 3 0 无横向联结 10 梁高度 h 2 0 h 2M 11 磨光顶紧局部缝隙 0 2 12 箱形梁盖板 腹板纵肋 横肋间距 s 1 0 13 箱形梁隔板间距 s 2 0 箱形梁高度 h 2 0 h 2M 箱形梁宽度 b 2 0 箱形梁横断面对角 线差 3 014 箱形梁旁弯 f 5 0 14 主桁弦杆宽度尺寸允许偏差 0 5 5mm 高度允许偏差 1 5mm 长度控制偏差 5 10mm 端节点制造过程示意图 4 2 箱内隔板 异形下盖板 腹板单元 不等厚对接 另一侧腹板单元 异形盖板 异形下盖板的下料 划隔板 腹板的组装定位线 按下盖板的组装定位线组装隔板 组装腹板单元 包括腹板的不等厚对接 按下盖板的组装定位线组装腹板单元 按下盖板组装定位线组装另一侧腹 板单元 上盖板箱外隔板 制孔 异形盖板 小箱形腹板板单元 连接板 剪力钉 制孔 制孔 划线组装上盖板和箱外隔板 划各部位样板对向线 用样板钻制高强螺栓孔 划小箱形腹板单元和连接板组装线 组装小箱形腹板单元和次横梁连接板 组装异形盖板 焊接剪力钉并除锈涂 装 4 3 箱形杆件制作 4 3 1 制作工艺 拱肋箱形杆件由盖板 腹板 隔板 纵向加劲肋等零件组成 图 4 3 断面尺寸为宽 800mm 高 1800mm 图 4 3 箱形杆件示意图 采用如下工艺制作 工艺流程见图 4 4 a 钢板预处理 滚平 b 数控 或门式 火焰切割机精切下料 并机加工焊接边坡口 c 在平台上组装腹板单元 腹板 纵肋 焊接并修整变形 在划线平台上划 出各单元件的横竖基准线和隔板位置线 作为杆件整体组装的基准 d 在组装胎型上进行杆件整体组装 首先将下盖板置于胎型上 按线组装 隔板 e 按基准线组装两腹板单元 焊接隔板与盖 腹板单元的连接焊缝 f 按基准线组装上盖板单元 焊接四条主焊缝 并修整焊接变形 g 在整体划线平台上划出杆件纵横及钻孔对向线基准线 钻制定位孔 卡 样板钻制连接孔群 除锈 涂装 并在规定位置喷涂杆件编号 箱形异形腹板 腹板纵肋 箱内隔板 小箱型腹板 箱形盖板 小箱型盖板 箱型异形底板 横梁底板下料及划腹板 隔板定位组装线 按定位线组装隔板单元 按定位线组装两侧带孔腹板 焊接箱内隔板 按定位线组装上盖板并焊接 按定位线焊接剪力钉 图 4 4 箱形杆件制作工艺流程图 注 箱形杆件的组装偏差及螺栓孔距偏差同整体节点要求 4 4 工形杆件制作 4 4 1 制作工艺 工形杆件由盖板 腹板 纵向加劲肋等零件组成 图 4 5 图 4 5 工形杆件示意图 采用如下工艺制作 工艺流程见图 4 6 工型杆件组装工艺流程图 4 6 箱形矫正后制下盖板螺栓孔 工型下盖板 工型上盖板 工型加劲板 工型腹板 上盖板剪力钉 工型下盖板下料及划腹板组装定位线 按下盖板定位线组装腹板 工型上盖板划线并按线组装上盖板 在工型腹板上划线并组装两侧加劲板 在上盖板上划剪力钉定位线并焊接 a 钢板预处理 滚平 b 门式火焰切割机精切下料 腹板两长边预留加工量 c 测量上下盖板厚度偏差 根据测量结果机加工腹板两焊接边及坡口 以 消除板厚偏差对杆件高度的影响 d 在划线平台上划出各上下盖板及腹板的横竖基准线 作为杆件整体组装 的基准 e 在组装胎型上组装盖板及腹板 f 焊接 探伤 修整焊接变形 满足规范要求 g 组装 焊接王形杆件纵肋 修整焊接变形 h 在整体划线平台上划出杆件横竖基准线 钻制定位孔 卡样板钻制连接 孔群 i 除锈 涂装 并在规定位置喷涂杆件编号 4 5 桥门及横联杆件制作 4 6 1 制作工艺 桥门及横联是连接平联与主桁的关键构件 它的精度直接影响主桁的 安装精度 由于桥门及横联的下盖板为 U 形和腹板焊接 因此对桥门及横 联的下盖板 U 形腹板匹配要求较高 因此 腹板 U 型缺口间距精度的控制 是保证横梁组装质量的前提 桥门及横联示意图如下 图 4 7 横联及桥门结构示意图 桥门及横联上盖板 桥门及横联腹板 桥门及横联下盖板 桥门及横联加劲板 采用如下工艺 工艺流程见图 4 8 a 钢板滚平 b 上下盖板 腹板分块下料 对接端预留加工量 加工下盖板对接坡口 c 单元件制作 上盖板单元 在平台上组装上盖板与 U 形肋 形成合件 在刚性约 束下焊接 修整焊接变形 划线基准线 精切对接端坡口 下盖板单元 在平台上将两块下盖板对拼成整体 焊接对接焊缝 修 整焊接变形 划出基准线 腹板单元 腹板数控下料 加工对接边坡口 在平台上将腹板对拼成 整体 焊接对接焊缝 修整焊接变形 划出基准线 纵梁接头 纵梁接头为 T 形构件 制作时零件采用钻孔样板钻制腹板 及翼缘板连接孔 采用定位胎型组装 T 形合件 焊接并修整焊接变形 d 将腹板单元置于组装胎型上 按基准线组装下盖板单元及两块上盖板单 元 e 在平台上焊接 修整焊接变形 f 在平台上组装劲板 焊接并修整焊接变形 g 按基准线组焊纵梁接头 修整焊接变形 h 整体修正横竖基准线 以此为基准划出钻孔对向线 采用摇臂钻床卡样 板钻孔 i 除锈 涂装 并在规定位置喷涂杆件编号 桥门及横联组装工艺流程图 4 8 异形腹板下料并划出横向中心线 组装弯曲的下盖板并预留切头量 组装上盖板 注意桥门上盖板和 腹板的角度控制 在腹板上划加劲板的组装定位线 按线组装加劲板并焊接调直 5 钢桁梁涂装工艺方案 5 1 厂内涂装工艺方案 福厦铁路 80 米钢梁涂装体系主要根据铁道行业标准 铁路钢桥保护涂 装 TB T1527 2004 各部位具体涂装工艺方案如下 5 1 1 预处理方案 全桥所用钢板在结构组装 拼焊之前 均要进行预处理 预处理要求抛 丸 或喷砂 除锈 清洁度达到 Sa2 5 级 粗糙度在 Rz40 60 m 之 间 5 1 2 主桁弦杆及腹杆涂装工艺方案 见表 5 1 1 表 5 1 1 主桁杆件涂装工艺方案 序号 工 序 要 求 备 注 1 表面净化处理 无油 干燥 2 喷砂除锈 Sa3 0 级 Rz40 60 m 3 特制环氧富锌防锈底漆 两道共 80 m 高压无气喷涂 4 棕红环氧云铁中间漆 一道 40 m 高压无气喷涂 5 氟碳面漆 两道共 60 m 高压无气喷涂 一道工厂喷涂 一道现场喷涂 注 面漆颜色待定 5 1 3 封闭箱形杆件内表面涂装工艺方案 见表 5 1 2 表 5 1 2 封闭箱形杆件内表面涂装工艺方案 序号 工 序 要 求 备 注 1 表面净化处理 无油 干燥 2 喷砂除锈 Sa3 0 级 Rz40 60 m 3 特制环氧富锌防锈底漆 一道共 40 m 高压无气喷涂 表 5 1 3 主桁构件连接部位的摩擦面涂装工艺方案 序号 工 序 要 求 备 注 1 表面净化处理 无油 干燥 2 喷砂除锈 Sa3 0 级 Rz40 60 m 3 电弧喷铝 厚度 150 50 m 有气喷涂 5 2 桥位涂装工艺方案 5 2 1 局部修补工艺方案 对钢梁运输 支承等过程中可能引起的损伤处进行手工打磨 打磨应适 当扩大受损区域 按照该部位涂装配套体系进行修补涂装 修补示意图 见图 5 2 1 表 面 处 理 至 St3级重 点 表 面 处 理 区 域破 损 区 域完 好 漆 膜 区 域拉 毛 区 域 用 手 工 机 械 除 去 受 损 漆 膜 并适 当 扩 大 此 区 域 用 砂 纸 将周 围 漆 膜 表 面 拉 毛破 损 的 漆 膜 表 面 平 面 图 截 面 图 图 5 2 1 修补示意图 5 2 2 成桥焊缝补涂装方案 成桥焊缝部位应手工机械除锈达到 St3 级 按照该部位涂装配套体 系进行补涂装 5 3 涂装材料 a 电弧喷铝用铝丝材质应采用 GB T3190 1996 中 LF2 含铝量为 99 5 以 上 b 特制环氧富锌防锈漆应满足 TB T2772 1997 的要求 c 棕红环氧云铁中间漆应满足 TB T2773 1 1997 的要求 d 氟碳面漆应满足 GB T1527 2004 附录 D 的要求 5 4 涂装施工工艺要求 5 4 1 喷砂前钢板表面及焊缝部位的处理 a 所有外露边缘须磨成半径为 2mm 左右的圆弧 b 所有焊渣和焊豆必须清除干净 c 咬边和气孔在喷砂前要修补并磨平 d 喷砂前所有钢板毛刺须除掉 e 所有支架等妨碍喷砂的东西要移走 损伤的部位要修补并磨平 f 必要时焊缝需打磨 以减少尖锐的表面 g 所有的油 污物要清除干净 5 4 2 喷砂除锈工艺要求 a 喷砂除锈所用钢砂及钢丸应符合 GB6484 86 GB6485 86 的规定 钢 砂和钢丸的配比为 70 的 S390 钢丸与 30 的 G25 钢砂混合使用 在 使用过程中 可根据喷砂后钢表面清洁度与粗糙度情况对配比进行调 整 b 喷砂除锈前必须全面检查打砂设备 做好必要的试验 并布置好设备 c 喷嘴到钢板表面应保持 100 300mm 的距离 喷射方向与钢材表面成 60 80 夹角 清理后的表面不能用脏手或油手套触摸 d 喷砂后应进行检查 标出漏打或不合格部位 e 全面打砂除锈后 对漏打或不合格部位进行补打砂 达到涂装所要求 的标准 f 打砂完后 所有钢板表面 包括脚手架上 的灰尘需采用吸尘器或高 压空气清理干净 g 除锈后应在 4 小时内 或钢板表面颜色未产生变化 进行涂装 除锈 后湿度较大时应缩短间隔时间 h 喷砂除锈所用压缩空气必须不含水 油 保持清洁 油水分离器必须 定期清理 I 在喷砂除锈施工前 应对相对湿度 钢板温度 露点温度进行检测 空气相对湿度须低于 85 金属表面温度要高于露点以上 3 才能施 工 5 4 3 油漆涂装工艺要求 a 油漆施工时环境温度应在 5 38 之间 钢板温度不得高于 50 且钢板 温度必须高于露点 3 以上 因各种油漆对环境的要求不同 故应以 油漆施工技术参数为准 b 喷砂除锈后 首先对高强螺栓孔部位进行涂装 然后对喷枪无法达到 的位置或两种涂层体系交界位置进行预涂 c 高强螺栓连接面所用的 HES 2 无机富锌防锈防滑漆采用 2 号喷枪有气 喷涂 其它油漆均采用高压无气喷涂施工 局部修补可采用刷涂或滚 涂施工 d 喷漆前检查每道油漆和稀释剂的名称 型号 批号 混合比 配比方 法 混合使用时间及重涂时间 e 双组份或多组份油漆混合一定要按油漆桶上标明的比例进行配比 f 每道油漆喷涂前应检测环境温度 相对湿度 露点温度 钢板基体温 度 油漆粘度等是否符合该油漆施工要求 均满足要求方可施工 否 则应采取有效措施或停止喷漆 g 双组份油漆混合前应先将基料搅拌均匀 然后将固化剂加入 再根据 油漆使用要求或油漆技术服务人员要求按比例加入稀释剂 采用风动 搅拌机或其它方式搅拌直到颜色一致 底部无沉淀为止 对搅拌方法 和搅拌时间进行记录 h 现场焊缝处两边各 50mm 范围内暂不涂装 焊接完成后涂装 I 每道油漆喷涂时 要按设计的湿膜厚度 根据油漆施工技术参数给出 的湿膜厚度与干膜厚度的对应关系推算出湿膜厚度 进行喷涂 同时 不间断地用湿膜厚度测量仪测量 并作好记录 以保证涂层的厚度 和均匀性 5 4 4 电弧喷铝工艺要求 a 电弧喷铝施工前 应通过喷砂除锈试验 确定喷砂距离 角度 喷砂 时间和气体压力等喷砂工艺参数 通过电弧喷铝工艺评定试验 确定 电弧喷铝电弧电压 工作电流 雾化气体压力 喷涂距离 喷涂角度 和速度等喷铝工艺参数和封闭 油漆涂层工艺参数 b 在翼板正式喷铝涂装前 在翼板选择一适当面积的钢板作电弧喷铝涂 装和封闭层喷涂试验 籍以检验所确定的施工工艺和参数的正确性和 完善程度 发现有欠缺处 应加以修改补充完善 试验结束 应经监 理工程师检验 确认合格后 始可实施应用 c 喷铝涂装的试验结果不合格者 应即予以清除 再喷砂重新作喷铝涂 装试验 直到合格为止 d 钢板经喷砂处理后应尽快进行电弧喷铝施工 间隔时间不宜超过 4h 5 5 涂装施工的安全与环保 5 5 1 涂装施工安全要求 涂装施工应符合 GB7692 99 涂装作业安全规程涂漆前处理工艺安全 的要求 5 2 涂装环保要求 a 涂装场地及喷丸场地要有遮雨措施 不允许屋顶漏雨 边侧潲雨 地 面积水等现象 油漆实干后 方可在露天存放 b 除锈时产生的粉尘 噪音不能对周围环境产生超过环保规定的污染 否则须有相应的除尘 降音措施 c 喷砂房内加强灰尘的控制和清除 用轴流风机通过管道抽出厂房内及 钢梁节段内空间的灰尘 工件表面的灰尘用高效吸尘设备进行吸尘 灰尘的收集采用集灰箱集中处理 d 风力超过三级 室外禁止喷涂油漆 以避免油漆四处飘散