钢结构制造流程

钢结构制造流程一、钢梁节段划分钢梁施工分段主要考虑以下方面：①构件分段满足公路运输要求。②保证钢梁结构的完整性。③钢主梁横跨滨江二路，需要确保交改后的交通正常通行，且工厂施工和现场安装施工相结合，尽可能减少工地施工工作量。E匝道钢主梁节段划分示意图如下：E匝道钢主梁立面分段示意图E匝道钢主梁底板分段示意图E匝道钢主梁分段截面示意图F匝道钢主梁节段划分示意图如下：F匝道钢主梁分段立面示意图F匝道钢主梁底板分段示意图F匝道钢主梁分段截面示意图钢梁变形计算：钢梁分段后，运输和吊装过程中产生的变形主要是自重产生的下挠变形，梁段下挠变形主要依靠顶底腹板的刚度来控制，所以相同受力情况下，顶底腹板强度越小，下挠越大。分析可知，所以下挠最大处为单腹板的梁段，以最大长度E-4梁段为例，长25m，重量79.1吨，横截面特征如下：计算下挠值时，按照最不利的简支状态进行考虑，计算模型如下：（说明：梁段重量按79.1吨，则截面自重q=31.6kN/m，考虑1.1的动载系数，则q=34.8kN/m）计算截面简化示意图计算出最大挠度为跨中位置:12.5m，计算最大挠度值:f=5ql4/（384EI）=5*34.8*103*250004/（384*2.06*106*1.83*1012）=47mm<25000/400=62.5mm（钢梁控制挠度按照1/400考虑）。所以钢梁的节段变形满足规范要求，且存放吊运过程中，吊点均不设在端头位置，所以钢梁的变形值不超过47mm。二、钢梁单元件制造本工程钢结构分隔板单元件、底板单元件和腹板单元件。(1)横隔板单元件制造流程①零件下料：采用数控下料,保证钢板轧制方向与重要受力方向一致，焊缝按规范布置。②隔板腹板上专用平台胎架装配固定，在腹板上划好竖向加劲安装线。③装焊翼板与腹板。采用CO2保护焊。④竖加劲与人孔加劲装焊，采用CO2保护焊，焊接完成后对腹板竖向平面度有误差处进行矫正。⑤对单元件外观尺寸和焊缝外观质量检验。⑥做好标记。⑵框隔板单元件制造流程①零件下料：采用数控下料,保证钢板轧制方向与重要受力方向一致，焊缝按规范布置。②隔板腹板上专用平台胎架装配固定，在腹板上划好竖向加劲安装线。③装焊翼板与腹板。采用CO2保护焊。④竖加劲与人孔加劲装焊，采用CO2保护焊，焊接完成后对腹板竖向平面度有误差处进行矫正。⑤对单元件外观尺寸和焊缝外观质量检验。⑥做好标记。(3)底板单元制造流程①零件下料：采用数控切割机进行下料，保证钢板的轧制方向与重要受力方向一致，焊缝按规范进行布置。②上专用平台胎架装配定位，在板上划线安装加劲。③条形加劲对接安装，焊接采用CO2气保焊，焊接完成后，对单元件平面度有误差处进行矫正。④对单元件外观尺寸和焊缝外观质量检验，以及内部质量检验。⑤对单元件进行完工检验，并做好标记。(4)单元件验收要求隔板单元尺寸允许偏差，纵肋与横肋允许偏差项目允许偏差（mm）隔板宽b1±2.0高h1,h2±1.0对角线1.5垂直度≤1/1000平面度≤h1/200,且≤6mm，或≤h2/200,且≤6mm；纵肋与横肋高h1(长L)±2.0缺口定位尺寸h2±1.0顶底板单元件形状尺寸允许偏差项目允许偏差(mm)示意图说明顶底板长度L：±1W1、W2分别为纵肋和横肋的中心距；L为板件理论长度，在备料时每端预留30mm宽度B：±1对角线相对差：＜4平面度：纵肋：W1/300横肋：W2/500角变形：δ＜b/150板边直线度：＜1竖弯：L/1000(5)单元件存放及转运单元件存放：检验合格的单元件转入专用存放场地存放，单元件转运时加托架，存放场地基础具有足够的强度，满足存放承载要求。不同的单元件单独存放，底板、顶板单元件最多叠放4层，横隔板单元件最多叠放5层，腹板单元件最多叠放3层。层间垫放200×280×2000垫木，垫木沿单元件长度方向间距不大于5m，且应摆放整齐平稳，防止堆放变形。单元件转运：检验标识、标记完整的单元件经检验合格后，根据几何尺寸和重量分别采用平板车转运至厂内单元件存放区存放，然后根据梁段总装需要配套转运至总成场地。工厂内转运时，板单元件层高不大于4层，立体单元件采用单层转运、每层之间采用垫木垫平、支垫数量不少于6点、支垫位置在单元件的纵向结构处。保证单元件转运中不产生变形。三、钢梁总成施工1、总成施工部署钢梁的总成采用整体匹配胎架，根据梁段的重量、结构形式、外形轮廓、梁段制作预变形、设计线型、成桥预拱值及钢梁转运等因素进行胎架的设计和制作，胎架结构有足够的刚度，满足承载钢梁及施工荷载的要求，确保不随梁段拼装重量的增加而变形。在底板角点处设有角点位置控制模板，以便角点处单元件准确定位。根据类似钢梁施工经验，钢梁制造预拱值一般取1/1000，且本工程为简支箱梁结构，增加考虑5mm的制造预拱，所以本工程钢梁制造预拱分别为45mm和50mm。总成胎架的线性和放样数据上报项目部和设计确认后方可施工。2、总成胎架施工(1)胎架区设置有供单元件调整及角点控制的装置和标识。(2)为保证梁段端口外形尺寸和相邻梁段端口的一致性。图3.17a图3.17a胎架示意图如下：钢梁胎架示意图胎架柱采用[20a槽钢，横向及纵向钢梁采用[20a角钢，斜撑采用L100角钢，钢材材质均为Q235。3、梁段的总成匹配梁段匹配在总成胎架上完成，梁段总成报检合格后进行下道工序，完成梁段端口的匹配、U肋连接板的配孔施工、梁段间匹配件的安装和安装吊点等附属设施的施工工作。1)检查调整钢梁长度，修正对接端口梁段装焊结束后，解除梁段约束（底板与胎架、端口控制装置、临时加强支撑等），梁段的几何尺寸和空间位置已定，对端口自由边变形进行矫正，完成端口匹配工作。2)修正钢梁总长度每个单元拼装后，测量其总长度，并将该长度与理论长度比较，对整体长度差值需加以修正。3)匹配件的安装将相邻两梁段的匹配件按图纸规定的位置成对安装在焊缝两侧，先定位、焊接一侧的构件，再焊接另一侧的构件，在高空吊装时只要将匹配件定位连接，即可恢复到拼装状态。4)梁段标记、标识的制作梁段预匹配检测合格后，采用经纬仪，钢带等仪器工具，按工艺要求绘制梁段纵向中心线、端口横向检查线及梁段桥上吊装时标高测量点等各类标记。在梁段横隔板上，装焊梁段钢字编号，以便梁段在存放、吊装过程中易于辨别。4、钢梁总成制作流程⑴、铺设胎架，并报质检检验胎架顶面各点标高，示意图如下：⑵、将底板单元件按定位轴线放置于胎架上。底板与底板之间用板条点焊牢固，示意图如下：⑶、将中间隔板单元件装配在上底板单元上并用支撑撑住隔板并保证隔板铅垂直度，示意图如下：⑷、装配中间腹板上的纵筋和中间的腹板连接。中腹板外侧两纵向水平加劲板不装配，待外侧隔板装配完毕后从前端插入，并与腹、隔板焊接，示意图如下：⑸、装配两侧的隔板单元件，示意图如下：⑹、装配外侧腹板上的纵筋，示意图如下：⑺、装配外侧腹板，示意图如下：⑻、装配顶板，示意图如下：⑼、总成制造完成后，再对运输吊装段进行分离。对运输节段要求做好标记，检验合格后将各运输段从胎架上吊下进行其它工序作业。本桥试拼与梁段制造同步进行，即在胎架上先组焊第一节段，再以第一节段为基准组焊第二节段。胎架长度为钢梁全长。胎架上各控制点标高及平面坐标应定期进行检测、调整。总成制造时，梁段间焊接接头不留间隙。整体组焊完成后，安装定位装置，以方便现场吊装，如下图所示。吊装临时定位装置示意图（布置在底板和腹板的结构侧）5、钢梁总成验收要求钢梁总成组拼允许偏差（mm）序号项目允许偏差mm说明1梁高±2（h≤2m）测量两端腹板处高度2节段长度±83全长±154腹板中心距±3测量两端腹板中心距5顶板宽度b±46横断面对角线差4测量两端断面对角线差7旁弯3+0.1ll为测量长度，以米计，8拱度+10,-59板平面度h/250且不大于8h为隔板间或肋间距离10支点处高低差4三个支座处水平时，另一支座处翘起高度11扭曲每米1，且每段不大于10每段以两端隔板处为准钢梁节段的允许偏差表(mm)序号图例项目允许偏差1盖板对腹板的垂直度有孔部位1.0其余部位3.02隔板弯曲横向纵向2.03腹板平面度有孔部位2.0横向△0h0/250△h/250纵向l/5004盖板平面度有孔部位2.0横向S/250纵向4m范围4.05箱形梁横断面对角线差｜l1-l2｜―4.0箱形梁拱度+10-5箱形梁旁弯3+0.1l(l以m计)箱形梁扭曲每米1，且每段不大于10(每段以两端隔板处为准)6、剪力钉施工梁段总成焊接完成，脱胎以后，即可进行桥面剪力钉的焊接。剪力钉焊接采用剪力钉栓焊机施工。(1)焊工焊接前应检查所有焊接设备及仪表运行情况，确认准确无误后方可开工作业。(2)剪力钉焊接工作必须严格按照剪力钉焊接工艺规程进行，未经焊接主管工程师同意不得随意更改焊接参数。剪力钉焊接参数表：焊接直径（mm）焊接电流焊接时间（s）焊钉伸长(mm)提升高度(mm)极性电流(A)22直流反接1800～21001.0～2.03.0～3.52.5～3.0备注：焊接时间可根据施焊成型状况做适当调整。(3)施焊前焊工必须检查所有设备、工具良好，确保正常工作。(4)焊接设备必须专人管理，并安装在防雨防潮的地方。(5)剪力钉施工前应按规定的焊接规范参数试焊2个剪力钉，进行外观检验，合格后方可进行正式焊接。若不符合要求，应调整焊接工艺参数重新试焊，直到合格为止，焊接位置为平位。(6)焊接剪力钉前，应将焊钉位置在构件上划线示出，并将钢板待焊区域及其周围20～30mm范围内的铁锈、油污、氧化皮等有害物打磨干净，露出金属光泽。(7)焊接顺序原则上应从被焊构件长度方向中心逐渐向两边展开，接地导线尽可能对称于被焊构件。(8)剪力钉焊接之后，应及时敲掉剪力钉周围的护圈。剪力钉底角应保证360°周边挤出焊角。(9)剪力钉的焊接采用瓷环保护，用专用剪力钉焊机焊接。(10)剪力钉补焊，采用焊条电弧焊，焊接材料为E5015（φ3.2或φ4.0mm）焊条，焊接设备为直流反极性接法。(11)焊接用剪力钉瓷环应按下表规定烘干后才能使用。四、表面涂装1、防腐涂装内容钢梁钢结构外表涂装严格按照施工设计图纸进行。在喷涂底漆前应对金属表面进行除绣、喷砂、清理洁净，除锈后钢表面洁净度等级为一级。钢结构节段的内涂装和第一道外涂装均在工厂内进行。第二道外涂装面漆可在工地涂，漆面颜色应与建筑、周边环境相协调，具体颜色由甲方确定。涂装防护体系如下表：涂装防护体系部位涂装用料道数指标钢构件外表面喷砂除锈Sa2.5级，粗糙度Rz30～75μm特制环氧富锌防锈底漆2道2×40μm环氧云铁中间漆1道80μm氟碳面漆1道40μm（车间涂装）氟碳面漆1道40μm（工地涂装）钢构件内表面喷砂除锈Sa2.5级，粗糙度Rz30～75μm环氧富锌防锈底漆2道2×40μm环氧厚浆漆1道100μm注：环氧富锌底漆中不挥发成分中的锌含量≥75%。钢梁上翼缘板顶面不进行涂装。构件抛丸除锈均在厂内施工，要求达到Sa2.5级，粗糙度Rz30～75μm，然后再进行油漆涂装作业，留最后一道面漆待工地全桥施工完成后进行涂装。工地焊缝焊接完成后的除锈采用纱布打磨和电动工具除锈，标准达到St3.0级，再进行油漆补涂作业。2、涂装作业一般要求⑴抛丸除锈后，应在4小时内开始涂漆，8小时内完成对金属面得涂装。⑵环境要求下雨、下雪、有雾或大风、太阳暴晒的场所，不能进行场外无遮蔽涂装。除锈等级达到要求后，在环境温度5～38℃之间，相对湿度85%以下时，钢板可以喷涂防锈底漆。箱梁表面有结露时不得涂装。涂装后4小时内不得淋雨。涂装施工时和涂层干燥前应避免被周围的粉尘污染或被水溅湿。涂装施工时不允许周围有明火作业。涂装施工时应有良好的通风。遵照涂装设计规定的标准进行施工。⑶涂装作业前应检查被涂装部位，涂装前应完成的工作是否报检合格，待一切安排妥当之后，方可进行涂装作业。⑷工地焊缝两侧，各留出30～50mm宽到工地焊后涂刷。⑸边角处不易喷涂的部位在喷涂之前进行涂刷。⑹涂层表面要求涂布均匀，不允许漏涂、露底、针孔、皱皮及流挂等弊病产生。面漆应光洁美观，色彩均匀。⑺必须保证要求的漆膜厚度，涂装道数已达到技术要求后，如漆膜厚度仍不够，应加涂道数。⑻涂层喷涂间隔时间必须符合有关规定，以保证每度涂层的实干。3、桥面部分处理根据设计涂装体系要求，钢梁上翼缘板顶面不进行涂装，所以翼缘顶面的剪力钉施工计划在钢梁涂装完成后进行。钢梁涂装时，对梁段整体（含桥面部分）进行喷砂除锈，Sa2.5级，再对钢梁内外表面进行涂装（涂装前对上翼板顶面边缘部位贴1道胶带，防止被油漆污染）。对于支座劲板密集的喷砂盲区，需要采用人工手动除锈，用砂轮打磨机和钢丝刷除锈至St3级。钢梁涂装完成后，再翼缘顶面的剪力钉进行施工。4、防腐涂装检测涂装施工时应记录环境条件，所用涂料品种、数量、涂装部位、施工方法、涂层厚度（干湿膜）施工时间等资料。主要检测方法及标准如下：项目质量要求检验仪器和方法参照标准取样原则及判断准则干膜厚度按各道涂层设计要求磁性测厚仪测厚GB/T4956-2003每10m2测3~5个基准面，每个基准面采用三点法测量，三点的平均值即为该基准面的局部厚度值，作为厚度的一个测值。附着力0、1级涂层划格仪划格法测试（2mm、3mm）GB/T9286-1998每个梁段均应测量外观漆膜连续、平整、颜色与色卡一致，漆膜不得有流挂、针孔、气泡、裂纹等表面缺陷。目测JT/T722-2008100%检查、整个表面均要满足外观要求备注外部总测厚平均值必须有90%达到或超过规定膜厚，未达到规定厚度的测值不低于规定膜厚的90%；内部总测厚平均值必须有85%达到或超过规定膜厚，未达到规定厚度的测值不低于规定膜厚的85%。涂装施工过程中必须通过检测涂层的湿膜厚度，有效控制涂层的最终干膜厚度，重点关注棱角边缘等部位的遮盖率。5、工地涂装⑴构件在运输以及在安装过程中的漆面碰损部位：对仅表面划伤，底漆完好没有生锈的地方，用细纱布打磨，打磨范围较损伤部位外延50mm,使其形成细