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鋼混疊合梁充分利用混凝土能夠承受壓力而鋼比較能承受拉力的特點,具有操作簡單、施工速度快、對橋下空間干擾少等優(yōu)點,常被用于施工難度大、交通特別繁忙、跨度比較大的城市橋梁。

1 工程概況

昆明市二環(huán)快速系統(tǒng)改擴建工程馬村立交N34～N35跨越龍泉路,東北二環(huán)封閉后,馬村立交節(jié)點不僅是連接主城區(qū)與北市區(qū)的主要通道,而且承接了大量的過境貨車,交通十分繁忙。N34～N35鋼混疊合梁為簡支結構,工字梁長28.65 m。工字鋼梁的鋼結構采用全焊工字梁,鋼梁由工字梁、橫梁及加勁肋組成,工字梁上翼緣板頂面設置剪力釘與混凝土面板連為整體。工字梁高1 098 mm,底板板寬500 mm,板厚28 mm,頂板板寬400 mm,板厚20 mm,頂板上沿橋跨方向焊接間距不等的抗剪栓釘,腹板厚12 mm,板高850 mm。每片工字梁沿縱向在腹板上成對設置了17道豎向加勁肋,加勁肋板厚16 mm,兩端的豎向加勁肋加厚到22 mm。梁與梁之間設置了8道橫向連接。橫向連接由加勁肋和角鋼及連接板組成。梁頂設1.5%的單向橫坡,梁底水平。等寬跨梁與梁之間的中心距為1 m。

2 主要施工步驟

1)考慮預拱度及豎曲線影響,按照梁的編號,在臺架上預拼合格后焊成整片梁;2)做防腐涂層;3)吊裝;4)橫向連接;5)焊接抗剪栓釘;6)立模、安裝鋼筋、澆混凝土面層;7)施工防撞墻,最后成橋。

3 本工程主要控制要點

3.1 原材料

1)本工字鋼梁使用的材料為Q345qd和Q235qd鋼板,進貨時要求廠家必須提供材料質量保證書,并委托具有資質的檢測單位對鋼材的化學和物理性能進行檢測,合格后方能使用。

2)焊條(絲)和焊劑,按照焊條需用的原則,手工焊必須采用E5015焊條,埋弧自動焊的焊絲和焊劑為H08MnA+HJ431,半自動焊焊絲采用H08Mn2Si或TH-S206。焊條使用前必須進行烘焙,烘焙溫度為300℃～450℃,每個焊工都必須配備保溫筒,以防止烘干后的焊條再次受潮。

3.2 焊接

1)工藝要求。腹板與頂、底板要求密貼,組裝焊接間隙不大于5 mm;裝配時應在坡口反面進行腹板與頂、底板的定位焊,在梁兩端要加強定位焊;鋼梁主體構件焊接主要包括橫隔板、橫向及縱向加強勁板及腹板的焊接,要求對稱焊,原則上先焊立角焊,后焊平角焊;先焊縱向焊縫,后焊橫向焊縫;工地現(xiàn)場橫向連接選擇合適的焊縫順序即:縱向宜從跨中向兩端,橫向宜從橋梁中軸線向兩側焊接,并盡量做到對稱和同時進行施焊。

2)焊縫質量要求。外觀質量:焊縫尺寸應符合要求,不得有咬邊、焊瘤、夾渣、未填滿弧坑和表面氣孔等缺陷;對接焊縫內部質量:頂板、底板、腹板及縱肋的橫向對接焊縫,以及支座橫隔板縱縫處對接焊縫要求達到Ⅰ級焊縫,頂板、底板及腹板的縱向對接焊縫要求達到Ⅱ級焊縫。

3)焊接質量控制及檢驗。焊工和無損檢測人員必須通過考試并取得資格證書,且只能從事資格證書認定范圍內的工作;焊接時,環(huán)境濕度應小于80%,焊接低合金鋼的溫度不應低于5℃(本橋使用材料為低合金鋼);焊接前必須徹底清除待焊區(qū)域內的有害物,焊接時嚴禁在母材非焊接部位引弧,焊接后應清理焊縫表面熔渣及兩側飛濺物;焊接材料應通過焊接工藝評定,焊劑、焊條必須按產品說明烘干使用,焊劑中的臟物,焊絲上的油、銹等必須清除干凈,CO2氣體純度應大于99.5%;焊前預熱溫度應通過焊接工藝試驗和工藝評定來確定,預熱范圍一般控制在焊縫兩側100 mm以上,在距焊縫30 mm～50 mm范圍內測溫;定位焊要求:定位焊縫應距設計焊縫端部30 mm以上,其長度為50 mm～100 mm,定位焊的焊腳尺寸不得大于設計焊腳尺寸的1/2;定位焊不得有裂紋、夾渣、焊瘤等缺陷,對于開裂的定位焊縫,必須先查明原因,然后再清除開裂的焊縫,并保證尺寸正確的條件下補充定位焊;埋弧自動焊必須在距設計焊縫端部80 mm以外的引弧板上起、息弧,焊接過程中不應斷弧,如有斷弧則必須將?；√幣俪?∶5的斜坡,并搭接50 mm再引弧施焊,焊后搭接處應修磨勻順;焊縫有缺陷時,應根據(jù)具體情況進行處理,對于要碳刨或其他機械方法清除缺陷時,應刨出有利于返修的坡口,并打磨掉氧化皮直至露出金屬光澤,焊接裂紋的清除長度應由裂紋端各外延50 mm,且同一部位的返修不宜超過兩次;所有焊接經外觀檢驗合格后方可進行無損檢測,無損檢測應在焊接24 h后進行。

3.3 防腐涂裝

3.3.1 工字鋼涂裝工序

1)噴涂前鋼材表面預處理。要求每塊鋼板及鋼材在放樣下料前進行預噴砂,并噴涂臨時保養(yǎng)底漆。在鋼材放樣、切割、拼裝后必須進行二次除銹,噴砂至Sa2.0級。2)鋼結構表面處理。在二次噴砂前,所有自由邊用風動或電動磨機打磨成鈍邊,在噴涂油漆或電弧噴鋁前必須做除塵處理(見表1)。

表1 不同方法防腐涂裝

3.3.2 噴涂質量要求

1)油漆的外觀要求。底漆、中間漆要求平整、均勻,漆膜無氣泡、裂紋、無嚴重流掛、脫落、漏涂,面漆顏色與比色卡一致。2)油漆厚度要求。鋼結構外部所測點的值必須有90%達到或超過規(guī)定漆膜值,未達到規(guī)定膜值的測點值不得小于規(guī)定膜值的90%;鋼結構內部所測點的值必須達到兩個85%。

3.4 抗剪栓釘

1)工藝流程。工藝流程:栓釘試驗合格→現(xiàn)場栓釘、瓷環(huán)檢查→現(xiàn)場清理放線→栓釘焊機性能檢查→焊槍檢查→確定焊接參數(shù)→拉伸、彎曲試驗→做焊前試件→打彎試驗→正式施焊栓釘→自檢→專檢→隱蔽工程驗收。

2)操作工藝。焊前準備工作:放線、抽檢栓釘及瓷環(huán),烘干。潮濕環(huán)境下焊件也需要烘干。焊前試驗:每天正式施焊前做兩個試件,彎45°檢查合格后,方可正式施焊。栓釘焊接前,必須對不同材質、不同規(guī)格、不同廠家、不同批號生產的栓釘,采用不同型號的焊機及焊槍進行嚴格的與現(xiàn)場同條件的工藝參數(shù)試驗。經以上工藝試驗合格的工藝參數(shù),方可在工程中使用。

3)操作要點。焊槍要與工件四周呈90°角,瓷環(huán)就位,焊槍夾住栓釘放入瓷環(huán)壓緊。扳動焊槍開關,電流通過引弧劑產生電弧,在控制時間內栓釘融化,隨槍下壓、回彈、弧斷,焊接完成,然后用小錘敲掉瓷環(huán)。

3.5 鋼筋網綁扎及混凝土施工

縱向鋼筋通長焊接連接,以增強其抗彎抗拉性能,并盡量與抗剪栓釘綁連在一起,以防鋼筋網在澆筑鋪裝層時被混凝土沖擊而下沉,確保鋼筋網的保護層厚度。待鋼筋網綁扎完后,再清掃鋼梁面,以免有焊渣等雜物。澆筑混凝土嚴格按照設計標高進行,表面必須抹平、壓光,初凝后拉毛。

4 結語

1)施工時,疊合梁兩側必須設置防止落物的密目網;橫向連接焊接前,必須確保架在工字鋼底板的防護板拼裝嚴密,以防焊渣往下掉;對于有著大量過境車通行的本工程而言,施工過程中設置限高標示和限高架對安全施工起到了重要的作用。2)工字鋼鋼混疊合梁可以安全、快速地通過交通節(jié)點,對于有跨線橋城市有著非常大的推廣價值。

[1]GB 50205-2001,鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范[S].

[2]TB 10212-98,鐵路鋼橋制造規(guī)范[S].

[3]JGJ 138-2001,型鋼混凝土組合結構技術規(guī)程[S].

[4]韓冬歡.對鋼結構穩(wěn)定設計的一些見解[J].山西建筑,2009,35(21):67-68.