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        超寬橋面大跨度轉(zhuǎn)體斜拉橋鋼箱梁數(shù)控套料焊接施工技術(shù)

        2021-05-25 02:36:42朱立新
        建材與裝飾 2021年14期
        關(guān)鍵詞:套料藥芯實(shí)心

        朱立新

        (中鐵九局集團(tuán)有限公司,遼寧 沈陽 110013)

        1 工程概況

        昆山路高架橋工程跨線主橋?yàn)殇撓淞恨D(zhuǎn)體斜拉橋,跨徑布置為155m+120m,分為44 個梁段,共13 種類型。主梁中心梁高2.5m,頂板寬31m,1.5%的雙向橫坡,底板寬22.02m,橫向?yàn)槠狡隆d撓淞汗仓?264t。本工程通過對數(shù)控套料、數(shù)控火焰切割、埋弧自動焊、藥芯焊絲CO2氣保焊、剛性支架系統(tǒng)焊接質(zhì)量控制等方面嚴(yán)格把控,順利完成了鋼箱梁的焊接、安裝工作,解決了超寬橋面、大跨度、鋼箱梁高精度焊接制作的難題。

        2 超寬橋面鋼箱梁焊接技術(shù)特點(diǎn)

        2.1 數(shù)控套料特點(diǎn)

        將FastCAM 與CAD 結(jié)合,對比零構(gòu)件尺寸進(jìn)行繪圖和套料,自動生成智能數(shù)控切割機(jī)代碼,以圖形的方式演示切割機(jī)的切割過程。

        2.2 數(shù)控火焰切割技術(shù)特點(diǎn)

        使用增益天然氣作為火焰切割燃?xì)馓娲鷤鹘y(tǒng)乙炔、丙烷、液化氣,不僅節(jié)約了成本,而且解決了傳統(tǒng)燃料遇冷汽化影響生產(chǎn)進(jìn)度的難題。

        2.3 埋弧自動焊接技術(shù)特點(diǎn)

        平接焊縫采用雙絲埋弧自動焊接,可實(shí)現(xiàn)小于20mm 厚度鋼板免開坡口焊接,減少了開坡口及清根程序,提高了工作效率。

        2.4 藥芯焊絲CO2 氣體保護(hù)焊技術(shù)特點(diǎn)

        廠內(nèi)及現(xiàn)場的鋼梁焊接采用藥芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。不僅能提高焊縫性能,而且焊縫效率高、焊接變形小、焊縫成形美觀。

        2.5 剛性胎架結(jié)合鋼管支架系統(tǒng)控制焊接質(zhì)量

        在廠內(nèi)制作統(tǒng)一可調(diào)整線型的具有一定剛度的胎架,現(xiàn)場搭設(shè)具有足夠穩(wěn)定性的臨時支架,并且在連接節(jié)段處設(shè)置馬板,焊接完成后再拆除,來確保鋼梁焊接的收縮量及幾何尺寸。

        3 施工工藝流程及關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

        3.1 鋼箱梁焊接施工工藝流程

        利用數(shù)控套料、數(shù)控火焰切割的方式生產(chǎn)鋼箱梁零構(gòu)件;采用埋弧自動焊與藥芯焊絲CO2氣保焊的焊接工藝完成鋼箱梁的廠內(nèi)焊接及現(xiàn)場拼接;通過廠內(nèi)剛性胎架與現(xiàn)場穩(wěn)定的臨時支架系統(tǒng)控制鋼箱梁的制作及拼接質(zhì)量。鋼箱梁焊接施工工藝流程見圖1。

        圖1 鋼箱梁焊接施工工藝流程

        3.2 鋼箱梁焊接施工操作要點(diǎn)

        3.2.1 數(shù)控套料

        由于CAD 繪制的零件圖難免會有多余的點(diǎn),重疊的線,以及連續(xù)小折線組成的曲線,如果直接拿這種DWG 文件進(jìn)行套料編程切割,就會造成切割機(jī)跑空車、重復(fù)切割、頻繁加減速等現(xiàn)象,不僅影響切割效率和切割質(zhì)量,還會對切割機(jī)造成傷害。所以套料前一定要使用FastCAM 軟件的CAD 優(yōu)化功能,對DWG 文件進(jìn)行優(yōu)化處理。最后通過FastPLOT 程序?qū)μ琢辖Y(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn),校驗(yàn)過程中可以通過切割軌跡和分布模式檢驗(yàn)套料結(jié)果是否符合原有設(shè)想,發(fā)現(xiàn)不足之處及時調(diào)整。

        3.2.2 構(gòu)件切割下料

        切割供氧采用液氧,雖然一次性投入大,但是切割速度快,切割斷面光滑整齊,切割縫窄,節(jié)省了大量后續(xù)處理的時間和人工成本,綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高。

        3.2.3 試件焊接、確認(rèn)焊接參數(shù)

        全橋采用Q345qe 鋼材,根據(jù)設(shè)計要求及工程的實(shí)際制造情況,雙絲埋弧自動焊應(yīng)用于頂板、底板、腹板的對接焊縫;CO2氣體保護(hù)焊應(yīng)用于箱室內(nèi)的焊接及現(xiàn)場安裝焊接。埋弧自動焊選擇CHW-STH550-Ⅲ型焊絲(φ4mm),焊材滿足《埋弧焊用高強(qiáng)鋼實(shí)心焊絲、藥芯焊絲和焊絲-焊劑組合分類要求(GB/T 36034—2018)》;CO2氣體保護(hù)焊選擇GFR-81W2(φ1.2mm)藥芯焊絲,TH550-NQ-Ⅲ型(φ1.2mm)實(shí)心焊絲,保護(hù)氣體CO2濃度不低于99.5%,焊材滿足《氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲(GB/T 818.2008)》。箱梁各梁段主要構(gòu)件鋼板厚度參數(shù)見表1。

        表1 箱梁各梁段主要構(gòu)件鋼板厚度參數(shù)

        3.2.4 焊接試件接頭方式及焊接方法

        試件1:t=40、32(t×150×400,各2 件)。

        焊接位置:平焊對接。

        焊接方法:實(shí)心焊絲CO2氣保焊打底,雙絲埋弧自動焊填充、蓋面。

        試件2:t=20、16、12(t×150×400,各2 件)。

        焊接位置:平焊對接。

        焊接方法:實(shí)心焊絲CO2氣保焊打底,雙絲埋弧自動焊填充、蓋面。

        試件3:t=26+20(26×150×400,20×150×400,各1 件)。

        焊接位置:平焊角接。

        焊接方法:藥芯焊絲CO2氣保焊。

        試件4:t=26+32(26×150×400,32×150×400,各1 件)。

        焊接位置:仰焊角接。

        焊接方法:藥芯焊絲CO2氣保焊。

        試件5:t=16+12(16×150×400,12×150×400,各1 件)。

        焊接位置:平焊角接。

        焊接方法:藥芯焊絲CO2氣保焊。

        試件6:t=8+20(8×150×400,20×150×400,各1 件)。

        焊接位置:平焊角接。

        焊接方法:藥芯焊絲CO2氣保焊。

        試件7:t=8+20(8×150×400,20×150×400,各1 件)。

        焊接位置:平焊角接。

        焊接方法:藥芯焊絲CO2氣保焊。

        3.2.5 鋼箱梁廠內(nèi)埋弧自動焊焊接制作

        鋼箱梁平焊對接采用埋弧自動焊,本工法通過對焊接參數(shù)的調(diào)整實(shí)現(xiàn)了小于20mm 厚度鋼板免開坡口焊接,采用對接平焊方式即可滿足焊接要求。焊接電流分別通過兩根獨(dú)立的焊絲,當(dāng)焊絲間距小于50mm 時,兩根焊絲共同形成一個共熔池,較長的熔池長度使冶金反應(yīng)更為充分。不僅能提高焊接速度、改善焊縫質(zhì)量,也可以滿足不同板厚的對接和交接及堆焊的應(yīng)用要求。

        3.2.6 藥芯焊絲CO2 氣體保護(hù)焊

        在廠內(nèi)部分鋼梁構(gòu)件連接及現(xiàn)場鋼梁焊接施工過程中,采用藥芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。

        生產(chǎn)效率方面:與實(shí)心焊絲相比,由于藥芯焊絲焊接飛濺少、焊縫成形好,減少了清除飛濺與修磨焊縫表面的時間,因此生產(chǎn)效率高。

        鋼材的適應(yīng)性方面:與實(shí)心焊絲相比,由于藥芯焊絲一般是通過藥芯過渡合金元素,可以像手工焊條那樣方便地從配方中調(diào)整合金成分,以適應(yīng)被焊鋼材的要求。

        使用成本方面:與手工焊條及實(shí)心焊絲相比,雖然藥芯焊絲本身的價格高,但對于大型工程來講,使用藥芯焊絲后,生產(chǎn)周期縮短且焊縫質(zhì)量容易保證,所以帶來的綜合效益很高。

        3.2.7 鋼梁吊裝

        鋼箱梁采用工廠集中制作成型,運(yùn)至施工現(xiàn)場后,整跨式一次吊裝到位。

        (1)起吊點(diǎn)設(shè)立:為保證鋼箱梁不變形,吊梁點(diǎn)設(shè)置在梁端部橫隔板的加強(qiáng)處,并配備扁擔(dān)梁使其在吊裝過程中始終受豎向力。

        (2)掛鉤:當(dāng)鋼梁運(yùn)到起吊位置時,起重工開始分別拴繩扣,吊車收繩使鋼絲繩稍微吃上力,保持吊鉤始終與鋼梁中心垂直。

        (3)試吊:使鋼梁稍微離開加工平臺一段距離,并保持一段時間,觀察吊車支腿有無變化,若無變化則可以勻速起吊,當(dāng)起升高度超過臨時支架0.5m 時,方可開始回旋就位。

        (4)當(dāng)確定支架頂上沒有異物,同時在指揮人員下達(dá)命令后方可落鉤,梁段緩慢勻速落下,支穩(wěn)找正,并按要求完成所有的限位結(jié)構(gòu)后才可完全摘鉤。

        4 結(jié)語

        昆山西路與304 國道連通—高架橋工程跨線主橋?yàn)殇撓淞盒崩瓨?,跨徑布置?55m+120m,鋼箱梁分為44 個梁段,共13種類型。主梁采用正交異性橋面板鋼箱梁,中心梁高2.5m,頂板寬31m,1.5%雙向橫坡,底板寬22.02m,橫向?yàn)槠狡?。鋼箱梁總?264t。鋼箱梁采用廠內(nèi)分節(jié)段制作,現(xiàn)場吊裝焊接的方式架設(shè)。開工、竣工時間2018年11月10日—2019年7月1日,鋼梁外觀及探傷檢測均達(dá)到規(guī)范要求。

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