鋼管砼主塔施工工藝研究試卷教案

鋼管砼主塔施工工藝研究第二工程公司機(jī)械廠一、工程概況淮北市長(zhǎng)山路斜拉橋是以90。659鋼管混凝土為塔柱的獨(dú)塔雙索面斜拉橋～主塔鋼柱共四根～74。459外徑1。5m～塔柱高61。459m主塔鋼管采用18mm厚～16MnII鋼板卷制而成～順橋向鋼管中45.159心距3.5m～通過(guò)腹板組成啞鈴形結(jié)構(gòu)～內(nèi)充C50微膨脹混凝土。橫橋向橋面下設(shè)剪刀撐兩說(shuō)明：橫橋向1、圖中尺寸除標(biāo)高以米計(jì)外～道~橋面處設(shè)鋼骨橫梁兩道～其余均以厘米計(jì).2、塔柱為啞鈴形鋼管砼截面～橋面上設(shè)上、下風(fēng)撐兩道～塔鋼管外徑150cm～壁厚18mm~腹板A厚16mm~腹板B厚10mm～頂設(shè)梯形套箱及避雷針兩套。均為16Mn鋼材.腹板B錨梁立板二、技術(shù)要求,錨梁中其他構(gòu)件未示,I-I,管口橢圓度?4mm管端不平度?2mm,圖1主塔布置圖，，環(huán)縫對(duì)接錯(cuò)邊量?3mm,環(huán)縫對(duì)接間隙0，3mm,管節(jié)縱向彎曲小于管節(jié)長(zhǎng)度的1/1000～且？10mm，塔柱安裝的不垂直度偏差小于20mm,焊縫達(dá)到JTJ041,891類(lèi)焊縫標(biāo)準(zhǔn)，鋼管外表面噴砂除銹達(dá)到Sa2。5標(biāo)準(zhǔn)～噴除IC531～后達(dá)75，100μm,管內(nèi)砼密實(shí)，三、該項(xiàng)目所要研究的技術(shù)難題選擇怎樣的焊接工藝~使焊縫達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),選擇怎樣的制作工藝~控制鋼管的制作精度,塔柱外表面的防腐，維修很困難,，塔柱安裝時(shí)垂直度及柱間距控制，鋼管內(nèi)砼密實(shí)性的控制,四、焊接工藝選擇塔柱鋼管是16Mn鋼~屬正火鋼～其碳當(dāng)量Cq，C，Mn，6，Si，24，Ni,15，Cr，5，Mo，4，Cu，13，P，2，0。4，～焊接性能良好～無(wú)淬硬傾向～熱烈紋、冷裂紋傾向不明顯～現(xiàn)從結(jié)構(gòu)形式、材料厚度等幾個(gè)方面對(duì)焊對(duì)接材料和工藝參數(shù)做幾點(diǎn)討論:1、焊接方法選擇：焊接方法可選擇手弧焊封底、，，埋弧焊填滿(mǎn)的方法。2、焊接附材的選擇:為了達(dá)到焊縫與母材等強(qiáng)~物理性能相等的原則～在手弧焊時(shí)～采用E5015～直徑4。0焊條～使用前350?烘烤2小時(shí)～在埋弧時(shí)焊采用H10MnA~直徑4.0焊絲~配焊劑HJ431～焊劑使用前250?烘烤2小時(shí)～4小時(shí)未使用則重新烘烤。3、焊接參數(shù)的選擇：在多次生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)上～結(jié)合現(xiàn)在的生產(chǎn)實(shí)際情況～進(jìn)行多次試焊對(duì)比～對(duì)比情況見(jiàn)表1:經(jīng)評(píng)定可知：手弧焊時(shí)電流160,200A～電壓24，26V～焊速6，9m，h~埋弧焊時(shí)電流550，600A~電40V～，～環(huán)境溫焊速25，26m，h。焊接時(shí)濕度不宜高于80度不應(yīng)低于,5？。五、塔柱鋼管加工制作工藝：制作時(shí)～首先下料精確方正~卷制垂直進(jìn)給以保證管節(jié)端面的垂直度~用預(yù)壓彎頭及多次進(jìn)給法滾卷以保證管節(jié)圓順度~用對(duì)接平臺(tái)調(diào)整對(duì)接間隙、錯(cuò)邊量以及鋼管的直線(xiàn)度~焊接時(shí)嚴(yán)格按焊接工藝評(píng)定進(jìn)行。具體工藝如下：，，表1焊接焊接條件焊接情況檢驗(yàn)情況方法起弧不易進(jìn)行～焊電流低于160A有未熔合、未速慢易出現(xiàn)未熔電壓低于24V焊透缺陷合、未焊透手外觀良好～探弧電流160，200A焊速可達(dá)6，9m/h傷良好~力學(xué)電壓24，26V焊接情況良好性能試驗(yàn)良好電流高于200A有氣孔、夾渣焊易燒穿和咬邊電壓大于26V及咬邊等缺陷電流低于550A焊速較慢～易出現(xiàn)有未熔合、未電壓低于40V未熔合、未焊透焊透缺陷埋外觀良好～探電流550，600A焊速可達(dá)25,26m/h弧傷良好～力學(xué)電壓40V焊接情況良好性能試驗(yàn)良好焊電流高于600A有咬邊、氣孔、易咬邊和下塌電壓大于40V下塌等缺陷，,1、工藝流程：材料堆放穩(wěn)固且不變形~入庫(kù)前要嚴(yán)格驗(yàn)收檢查規(guī)格金屬材料的儲(chǔ)存鋼號(hào)及質(zhì)量保證書(shū)。對(duì)鋼材的化學(xué)成份～力學(xué)性能晶相金屬材料的復(fù)驗(yàn)組織進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。鋼板的局部撓度大于1，1000時(shí)～要用鋼板校材料的校正平機(jī)校正.主塔鋼管板材采用1：1放樣、劃線(xiàn)比例放樣～號(hào)料后打上代號(hào)、標(biāo)記下料后復(fù)核尺寸～及時(shí)下料、坡口制作調(diào)整放尺寸～坡口除鋼管最上端、最下端為外坡口～卷制其余為內(nèi)坡口.多次進(jìn)給法滾卷～并經(jīng)常性檢查～以防超卷.焊接嚴(yán)格按焊接工藝評(píng)定進(jìn)行～手弧焊，埋弧焊檢驗(yàn)焊縫的外觀檢驗(yàn)～探傷檢驗(yàn)及管節(jié)成型后直線(xiàn)度、管端不平度~管口橢圓度的檢驗(yàn)，，以上每道工序檢查合格后～方可進(jìn)入下道工序。2、塔柱鋼管板材的放樣～下料及坡口制作放樣前所有測(cè)量工具、儀器均校驗(yàn)合格后方可使用。塔柱鋼管采用卷板機(jī)卷制成形~根據(jù)中心層不變?cè)?理～鋼管展開(kāi)理論長(zhǎng)度L,лD,3.14×,1500,184656mm放樣采用鋼卷尺測(cè)量定位~直角采用角尺放樣~劃線(xiàn)采用劃針劃線(xiàn)~對(duì)用自動(dòng)切割機(jī)加工的邊增加1.5mm割線(xiàn)寬度.放樣允差見(jiàn)表2,如超差重新劃線(xiàn)，表2類(lèi)別長(zhǎng)度mm寬度mm對(duì)角線(xiàn)mm放樣?0.5？0.5?1.0下料時(shí)～采用半自動(dòng)火焰切割機(jī)下料～根據(jù)鋼材厚度、材質(zhì)確定火焰切割參數(shù)～先進(jìn)行模擬切割。如割縫達(dá)不到要求～再重新修訂有關(guān)參數(shù)~直到滿(mǎn)足要求.切割后待構(gòu)件冷卻至室測(cè)量長(zhǎng)、寬、對(duì)角線(xiàn)、直線(xiàn)度允許差見(jiàn)表3:,,表3類(lèi)別長(zhǎng)度mm寬度mm對(duì)角線(xiàn)mm直線(xiàn)度允差?2?1?22坡口加工可使板材容易焊接~塔柱最底端～最上端為角焊坡口～其余為對(duì)接坡口～如圖2所示:000050？560?5雙邊坡口單邊坡口圖2焊接坡口示意圖坡口可用刨邊機(jī)切削加工～也可用火焰切割機(jī)加工～坡口加工好后～用坡度尺檢查坡度～如超差用磨光機(jī)修正～坡口表面毛刺要清理干凈。3、卷制鋼板卷制前～用手提砂輪機(jī)打磨周邊氧化皮~見(jiàn)金屬光澤~做一預(yù)壓彎頭胎模~利用胎模上卷板機(jī)預(yù)壓彎，,頭~保證鋼板與胎模貼實(shí).在與卷板機(jī)垂直的方向設(shè)臵一塊擋鐵～喂料時(shí)鋼板一邊靠近擋鐵～以保證喂料方向與卷板機(jī)的軋輥垂直。卷制過(guò)程中采用多次進(jìn)給法滾卷～調(diào)節(jié)軋輥的上、下位臵使得鋼板曲率半徑逐漸變形～當(dāng)半徑接近要求時(shí)～上軋輥的調(diào)整量逐漸減少～并用樣板進(jìn)行經(jīng)常性檢查～以防超卷。4、縱縫、環(huán)縫焊接,1，縱縫焊接:焊前用丙酮清洗污物～徹底清除切割熔渣?？v縫兩端焊上引弧和收弧板~將筒體平放~使縱縫處于平焊位臵～先用手工電弧焊進(jìn)行定位焊~內(nèi)第1層采用手工電弧焊封底～第2，3層采用埋弧焊填滿(mǎn)~外側(cè)用碳弧氣刨清根～再用埋弧自動(dòng)焊焊第2層.焊后用清渣器將焊渣徹底清理干凈。,2,環(huán)縫焊接:將兩標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)放臵在對(duì)接平臺(tái)上～先調(diào)整管節(jié)的直線(xiàn)度~直線(xiàn)度調(diào)好后檢查對(duì)接間隙是否超差~如超過(guò)3mm修磨管口相應(yīng)的部位～重新對(duì)接達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后～再調(diào)整錯(cuò)臺(tái)用多頭螺旋撐圓器反復(fù)調(diào)整直至錯(cuò)臺(tái)在？3mm以?xún)?nèi)～用手弧焊定位焊～然后在滾輪架上進(jìn)行焊接～焊接步驟、要求均與縱焊縫相同。，,5、檢驗(yàn)，1，焊接檢驗(yàn)：試拼平臺(tái)圖3試拼平臺(tái)序號(hào)外觀缺陷質(zhì)量要求備注1未滿(mǎn)焊？0.2+0.02ττ為鋼板厚2根部收縮？0。2+0。02ττ為鋼板厚3咬邊不允許4外部裂紋不允許5弧坑裂紋不允許6飛濺清除干凈7焊瘤不允許8表面夾渣不允許9表面氣孔不允許10焊縫厚度不夠不允許,,外觀檢查要求見(jiàn)表4表4無(wú)損探傷主要用于檢查焊縫內(nèi)部缺陷～應(yīng)在焊后24小時(shí)以后才能進(jìn)行探傷.探傷長(zhǎng)度為100,焊縫長(zhǎng)度～無(wú)裂紋～未熔后～未焊透~無(wú)夾渣等缺陷。如不合格~碳弧氣刨清除后～重新施焊。,2，筒體檢驗(yàn)：檢查筒體直線(xiàn)度～端面不平度～管口橢圓度及坡口～合格后出具成品檢驗(yàn)報(bào)告.六、塔柱鋼管防腐：無(wú)機(jī)硅酸鋅涂料要求除銹等級(jí)為Sa2。5,應(yīng)采取噴砂除銹～鋼管內(nèi)部加勁結(jié)構(gòu)焊接完畢后～進(jìn)行噴砂除銹~3將1。5,3mm粒徑石英砂～烘干后裝入砂罐～用9m空壓機(jī)提供風(fēng)動(dòng)力～將噴頭與待噴件保持25,45？、300—500mm實(shí)行干噴～用軸流風(fēng)機(jī)將灰塵吸進(jìn)除塵間～用噴淋器除塵。噴砂效果要達(dá)到Sa2。5級(jí)～除去金屬上的油脂～氧化皮～銹蝕等一切雜物~呈現(xiàn)金屬光澤并有一定的粗糙度。，，高壓風(fēng)管空壓機(jī)砂罐噴砂管?chē)婎^噴滾輪架淋間噴砂間圖4噴砂除銹布臵圖噴砂作業(yè)完成應(yīng)盡快進(jìn)行噴涂IC531～并應(yīng)在8小時(shí)以?xún)?nèi)噴涂完畢。IC531混合時(shí)～硅酸溶液與鋅粉重量比是1：2.62～在攪拌硅酸的同時(shí)加入鋅粉～并持續(xù)攪拌~以保持鋅粉懸浮~混合后經(jīng)一個(gè)40,100目的濾網(wǎng)過(guò)濾～倒入壓力3罐中用0.6m打氣泵供氣進(jìn)行噴涂。IC531混合后~保存時(shí)間不得超過(guò)4小時(shí)～噴涂時(shí)環(huán)境溫度至少達(dá)到10？、相對(duì)濕度小于85,。待IC531干燥后～再?lài)娡勘∷峋郯分嫫醿傻馈?，，施工時(shí)～常用濕膜測(cè)厚儀測(cè)定濕漆膜厚度～以保證干漆膜的厚度和涂層的均勻～漆膜干透后～用干膜測(cè)厚儀測(cè)出干膜厚度.涂裝過(guò)程中～對(duì)環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、表面清潔度、各層涂刷遍數(shù)、涂料種類(lèi)、用量、濕膜、干膜厚度等進(jìn)行詳細(xì)記錄。涂裝表面質(zhì)量應(yīng)均勻、細(xì)致、無(wú)明顯色差～附著良好。七、塔柱鋼管安裝工藝：1、吊裝方案比較見(jiàn)表5通過(guò)比較～選擇分節(jié)吊裝方案～即將塔柱鋼管共分七節(jié)～第一節(jié)7。559m～第二節(jié)8m～第三節(jié)6m~第四至六節(jié)10m~第七節(jié)9。5m～采用一臺(tái)1450KNm塔吊～安裝在主跨一側(cè)橋軸線(xiàn)處～距中心點(diǎn)15。45m,拆塔吊時(shí)后臂長(zhǎng)度限制，。塔吊負(fù)荷檢算：塔柱最長(zhǎng)節(jié)10m～加錨固筋、聯(lián)接板共重：9。8×，1.482×3。14×10×141。3+0.35×0。15×8×125.6+8×10×0.8×0.888)，65563，N,65563×19.12，1252。6KNm<1450KNm在塔吊起重范圍內(nèi)。,，16。700131。7503。50019。124北215.4516。0塔吊圖5塔吊平面布臵圖表5類(lèi)別主要內(nèi)容優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)每根鋼管重達(dá)45T～將每根鋼管單根高度61。459m～地面組裝成整體整體吊裝時(shí)間短場(chǎng)地狹小～整體拼裝再吊裝～吊裝困難～起吊困難~且吊裝四次起吊時(shí)易變形兩個(gè)管口同時(shí)對(duì)接～將每側(cè)鋼管管口對(duì)接間隙～錯(cuò)臺(tái)啞鈴在地面拼成吊裝次數(shù)較少～腹較難調(diào)整～垂直度較形結(jié)構(gòu)十一節(jié)啞鈴形板錨墊板焊接為平難調(diào)整～索導(dǎo)管在地吊裝結(jié)構(gòu)～然后對(duì)接～焊面已定位~塔柱安裝吊裝二十二次偏差影響其精度。垂直度較易調(diào)整～每根鋼管對(duì)接間隙及錯(cuò)邊量分成七節(jié)～易保證~吊裝對(duì)位分節(jié)吊裝次數(shù)較多～工期單節(jié)吊裝～易進(jìn)行～環(huán)縫焊完吊裝較長(zhǎng)共吊裝后再確定索導(dǎo)管位二十八次臵消除安裝偏差對(duì)索導(dǎo)管后影響,,2.安裝工藝流程:組拼平臺(tái)上試拼每三節(jié)在平臺(tái)上試拼～調(diào)整對(duì)接間隙錯(cuò)臺(tái)及垂直度~彈測(cè)量線(xiàn)測(cè)量線(xiàn)要精確塔柱基礎(chǔ)處理定出鋼管的安裝線(xiàn)～處理底板的平整度鋼管吊裝精確定位～調(diào)整垂直度～柱間距現(xiàn)場(chǎng)環(huán)縫的焊接嚴(yán)格按接焊工藝評(píng)定進(jìn)行~焊后100，探傷以上各道工序檢查合格后～方可進(jìn)入下一道工序.3、塔柱鋼管組拼平臺(tái)上試拼組拼平臺(tái)的制作安裝:如圖用厚16mm～鋼板長(zhǎng)6m～寬2。3m～割制兩Фm1500mm圓～誤差在?2mm以?xún)?nèi)～割孔前嚴(yán)格控制鋼板的長(zhǎng)、寬以及對(duì)角線(xiàn)～割孔后沿兩圓心一分為二～割制成八塊兩半圓形立板~在間距3500mm和1500mm槽鋼上焊接牢固并調(diào)平。，，圖6試拼平臺(tái)圖7鋼管縱縫排列圖,，塔柱鋼管試拼:為了使索導(dǎo)管錯(cuò)開(kāi)縱縫～鋼管縱縫排列如圖7~接口處縱縫要錯(cuò)開(kāi)90度~且腹板要錯(cuò)開(kāi)縱縫~將三節(jié)鋼管按從小號(hào)到大號(hào)排列～先調(diào)整對(duì)接間隙～再調(diào)整錯(cuò)臺(tái)～調(diào)整好后測(cè)量縱向彎曲～達(dá)到要求后用聯(lián)接法蘭臨時(shí)固定，聯(lián)接法蘭如圖8,先焊接聯(lián)接構(gòu)造鋼板～再將法蘭成對(duì)用螺栓連好～銷(xiāo)子銷(xiāo)緊～焊在上節(jié)鋼管及聯(lián)接構(gòu)造板上~聯(lián)接構(gòu)造板要對(duì)稱(chēng)焊接～聯(lián)接構(gòu)造板孔作為吊裝孔～安裝時(shí)用定位銷(xiāo)定位～螺栓聯(lián)接又恢復(fù)到試拼時(shí)狀態(tài)。如垂直度需調(diào)整～用頂升螺栓調(diào)整。頂升孔螺栓孔銷(xiāo)孔圖6聯(lián)接法蘭圖圖8聯(lián)接法蘭，,4、放測(cè)量線(xiàn)及基礎(chǔ)線(xiàn)放測(cè)量線(xiàn):由于測(cè)量時(shí)用兩臺(tái)經(jīng)緯儀在相互垂直的兩條軸線(xiàn)上同時(shí)測(cè)鋼管的垂直度～這就要求我們放測(cè)量線(xiàn)時(shí)～兩條線(xiàn)必須直且在相互垂直,過(guò)圓心,的兩個(gè)面上。如圖9～用兩只鉛錘跨過(guò)管頂垂下～沿管口拉線(xiàn)BD～調(diào)整A點(diǎn)位臵～使BO,OD～調(diào)整BD線(xiàn)使AO，CO,BO,DO=750mm～同理另一端A1、B1、C1、D1定位與此相同～用墨線(xiàn)彈出AA1、BB1、CC1、DD1線(xiàn).圖9放測(cè)量線(xiàn)示意圖,,定位弧形板加勁板位臵腹板位臵節(jié)點(diǎn)板位臵鋼管安裝平面圖圖10鋼管安裝平面圖吊裝架圖11吊裝架示意圖放基礎(chǔ)線(xiàn):以鋼管聯(lián)接構(gòu)造板為吊耳～6.8，D型卸扣兩只～鋼絲繩選用φ19.5mm~6×37股～長(zhǎng)5m～插頭，，后3m以上～保證鋼絲繩夾角不大于60度。底節(jié)鋼管吊裝：先把底節(jié)鋼管平放至吊裝架上～待質(zhì)檢工程師及監(jiān)理檢驗(yàn)合格后起吊～放入臨時(shí)定位板時(shí)~鋼管外四分線(xiàn)與基礎(chǔ)軸線(xiàn)粗。如圖12.C1D1B1北A1CBD2A底節(jié)鋼管吊裝定位圖12在1，位觀測(cè)AA1軸線(xiàn)A點(diǎn)與基礎(chǔ)軸線(xiàn)偏移量～用千斤頂調(diào)整后～再觀測(cè)BB1線(xiàn)B點(diǎn)與基礎(chǔ)軸線(xiàn)BD線(xiàn)偏移量～調(diào)整好后同時(shí)觀測(cè)A1、B1點(diǎn)與AA1、BB1偏移量～如A1點(diǎn)偏東～在管東外壁焊頂升板～用千斤頂頂升～A1、B1點(diǎn)同時(shí)調(diào)整～調(diào)整好后把加勁板定位焊后～塔吊松鉤.其它鋼管吊裝第二節(jié)以上的鋼管安裝均與第二節(jié)相同～現(xiàn)以第二，，節(jié)為例～將第二節(jié)鋼管準(zhǔn)備就緒后～放在吊裝架上～待檢驗(yàn)合格后～起吊就位。先粗對(duì)好軸線(xiàn)～用定位銷(xiāo)子定位后~法蘭螺栓緊固～利用頂升螺栓調(diào)整對(duì)接間隙及鋼管垂直度。在1、2位同時(shí)測(cè)量～在1位測(cè)如A點(diǎn)偏西～調(diào)整D位頂升螺栓～212位測(cè)時(shí)～用A、C處頂升螺栓調(diào)整.調(diào)整好后～在對(duì)11接環(huán)縫外側(cè)用八塊定位板臨時(shí)定位.5、現(xiàn)場(chǎng)安裝焊接按焊接工藝評(píng)定進(jìn)行、焊接時(shí)～必須兩人對(duì)稱(chēng)C2焊接～經(jīng)緯儀經(jīng)常觀測(cè)鋼管的垂直度~并通知焊工及時(shí)D2B2調(diào)整焊接～糾正偏差～焊后復(fù)測(cè)垂直度、進(jìn)行無(wú)損探傷～A2如有夾渣、未焊透等缺陷~碳弧氣刨清除后重新焊接。C1D1B1北A1CBD2A1環(huán)縫焊接圖13,，八、鋼管內(nèi)砼施工工藝：管內(nèi)填充C50微膨脹混凝土～混凝土的澆筑隨鋼管的逐節(jié)接高而分段進(jìn)行～采用泵送頂升澆灌法~在管內(nèi)焊有加強(qiáng)鋼板和拉索套筒的地方~要對(duì)混凝土加以振搗~保證內(nèi)部混凝土的密實(shí)性。3C50微膨脹混凝土采用攪拌站集中拌合～6.0m及37。5m砼運(yùn)輸車(chē)水平運(yùn)輸～HBT60A,1406拖式砼輸送泵垂直運(yùn)輸澆筑。砼輸送泵垂直輸送距離達(dá)100m。由于采用泵送砼～設(shè)計(jì)配合比時(shí)除考慮正常的振動(dòng)方式外～還要求砼泵送效率高~不阻塞、不離析~對(duì)砼輸送泵機(jī)件磨損小～在水泥用量、坍落度、砂率等構(gòu)成砼少泵性的關(guān)鍵因素方面需特殊處理。待鋼管對(duì)接環(huán)縫~管內(nèi)錨固筋～加勁板檢驗(yàn)完好后進(jìn)行管內(nèi)砼的施工~每次澆筑至管口以下1.5m處～設(shè)接頭鋼筋~下次澆筑時(shí)要鑿毛～柱頂澆筑至管口。C50微膨脹砼配喝比見(jiàn)表6。,，表6項(xiàng)目具體要求備注配合比1:1。22:2.49:,水泥：砂：碎10％：6‰石:VEA:HNF，水灰比，w/c,0.34UEA—產(chǎn)地安徽UEA:U型砼膨脹劑外加劑廬江HNF:高效減水劑HNF—產(chǎn)地合肥九、主要機(jī)具:見(jiàn)表7表7序號(hào)名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)單位數(shù)