柳州市龙屯路刚架系拱桥及铁路框架中继顶进法施工组织设计

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柳州市龙屯路刚架系拱桥及铁路框架中继顶进法施工组织设计

龙屯路立交桥位于柳州市内环路南段,作为环城快速路的组成部分,西起车辆厂路口,东至新风桥东岸与城站路相接,主要跨越柳铁工程材料厂专用线、铁路站场线、既有南站路和规划南站路。

桥主跨中线与湘桂铁路于K533+883.365处相交,交点公路里程K0+884.341。

1.2施工内容及工程特点

龙屯路立交桥C标段施工里程为K0+855.2~K0+944.2,施工内容主要为上跨铁路站场线的钢管混凝土刚架系杆拱桥、下穿站场既有铁路线框架地道桥及排水管工程。

主桥桥墩采用双柱式,并与拱肋固接,墩身截面为圆端形且通过端横梁相连,墩高15m。基础采用挖孔桩《建筑施工临时支撑结构技术规范》JGJ300-2013,桩径1.5m,承台厚2.5m,桩尖嵌入微风化基岩2.0m

框架桥下穿七条既有铁路股道,与铁路交角为70°11′32″,桥净跨度为单孔14m,桥内结构高度按5.5m设计,竣工后使用净高不小于3.5m。此桥分三节,东侧桥体(预留线部分)采用现浇法施工,西侧两节(既有线部分)采用中继间顶进法施工,基坑位于西侧,由西向东顶进。在顶进中使用气垫,待顶进段就位后,再现浇东侧段桥体。

本标段的钢管拱肋在制作及安装工艺方面都较为复杂,具有一定的施工难度,为施工的重难点。

站场线下的框架下穿线路既有七股道,线路加固困难,行车干扰大,施工中必须确保铁路行车的安全。

道路等级:城市主干道Ⅰ级。

计算行车速度:主路50km/h;辅路50km/h。

设计年限:道路交通量达到饱和状态设计年限:20年

砼路面设计使用年限:30年。

规划道路红线宽度:龙屯路设辅路段42m,未设辅路段31m;桥面净宽17m;下穿通道宽14m;龙屯新道40m;新风桥宽40m;城站路34m;革新路20m;规划南站路30m。

桥下净空:跨铁路线不小于7.8m,跨材料线不小于6m,跨规划南站路、柳铁汽车运输公司、材料厂路5m。跨红岩路、革新路、既有南站路4.5米。

下穿通道;非机动车道净空:3.5m

抗震设防要求:主桥按地震基本烈度7度设防,其余按6度考虑。

1.4.2施工及验收技术标准

本桥所处地区属柳江Ⅱ级阶地,古地貌为坡丘地形,并有零星水塘分布,后因建筑施工的填挖较为平坦,呈西高东低之势。

2.3工程地质及水文地质

桥址位于拉堡断层以北、波庙断层以西、鹅山断层以南一带,区域稳定性良好。桥址所处范围内地层主要由第四系土层和石炭系中统大辅组白云岩组成,基岩埋深较浅,为6.8~26.5m,覆盖层多为硬塑状态土,承载力基本值较高,而可塑软塑状态的土层较薄,一般在1.1~3.2m,局部稍厚达4.8m左右,下伏白云岩虽多见溶蚀现象,但以溶蚀峰窝状小孔及溶蚀裂隙居多,强风化-中等风化岩层厚度较薄,一般小于1m,岩石完整性较好,承载力较高,地质条件较好。

桥址处地下水位较浅,距地表1.8~5.5m。铁路线与南站路之间的低洼地,地下水位更浅,为0.6~1.4m,本处地下水位为双层结构类型,上覆孔隙水,下伏裂隙溶洞水,孔隙水主要受大气降水补给,向鹅溪排泄,下伏白云岩大型溶洞少见,但裂隙孔洞发育,含水量丰富,根据柳州市水文地质图,桥址处白云岩组较富水。因此该地地下水位浅,对施工影响较大。

本标段西侧可由革新路进入柳铁工程材料厂,厂内道路通达施工场地;东侧可由既有南站路、城站路、永前路至施工场附近,但需沿桥址方向修建长约200米施工便道方能到达施工点。

施工点所在地柳州的建筑材料丰富,能满足大规模用料要求。本标段所用材料就近购买。

本工程施工用电、用水均可利用柳州铁路局资源,并自设变电房,同时配备发电机组供电,防止孔桩施工及钢管混凝土灌注过程突然停电等情况发生,确保工程施工质量。

第二节 施工总体布置

根据本标段的工程特点,在我单位已完工的几个工地中,抽调具有类似施工经验的人员。组成管理层、钢管拱桥施工队、下穿框架及排水系统施工队,各施工队的人员配备以年青人为主体,由年长且具有丰富施工经验的人员进行监督指导。

为确保“安全、优质、高效、低耗”完成本工程施工,按高效精干的原则组建“龙屯路立交桥C标段项目经理部”。按项目法组织施工,实行项目经理负责制,管理层与作业层相对分离,劳动力按弹性编制,对各项资源投入进行动态管理,独立核算,全面考核。项目部设在柳铁工程材料厂内,下设六部室,即试验室、工程技术部、安全质量监察部、财务部、物资设备部和计划计量部。项目经理部的管理层将选派具有丰富施工经验的专家和专业技术人员组成。具体组织机构见下图。

龙屯路立交桥C标段施工组织机构框图

(1)项目经理:负责组织制定和实施本合同段的施工组织计划,制定重大工程项目的施工方案,负责监督实施、协调各部门的关系,充分发挥各自优势。制定日常的生产工作计划,使本工程能够高效、优质,按期顺利完成任务。

(2)总工程师:认真熟悉工程设计文件、规范及各种规定,负责本工程的各项技术工作,制定施工方案,并在施工过程中做好中间检查和指导。

(3)试验部:做好施工过程中各项试验工作(材料质量、电焊工艺质量、砼和砂浆试块试压等项目),把试验结果快速、准确地反馈回现场。

(4)工程技术部:负责合同段的图纸审核、工程量复核、施工组织设计、施工计划编制、落实、监督、变更文件的编制、测量放样、生产调度、技术管理。做好各种原始记录资料的收集和整理,及时办理各项工程的质量检查和签证,按时上交各种报表,负责编制竣工验收资料。

(5)安全质量监察部:主要负责本合同段各工程的质量检测、试验、监控,处理质量问题。安全生产、消防保卫、环境保护和质检资料收集和整理。

(6)财务部:主要负责资金收支、成本核算、财务管理等。

(7)材料设备部:负责配合技术部编制整个工程施工材料、施工设备的年、季、月计划用量表;负责材料的询价、采购、管理、运输,并坚持优质优价的原则;对进场的材料应妥善保管。负责施工设备的管理及维护,保证施工设备的正常使用。

(8)计划计量部:主要负责合同管理、工程结算。工程计划管理,掌握工程进度,了解计划执行和实际工作进度,根据实际情况调整生产计划。

2.专业技术人员配置及施工队伍安排

2.1专业技术人员配置表

2.2施工队伍安排及任务划分

本标段根据施工专业性质的不同。分为钢管拱桥施工队及下穿框架施工队各一个,其任务安排见下表:

3.1工期及开、竣工日期

本工程业主计划工期为十个月,即从2003年7月至2004年5月。我合同段计划于2003年7月15日正式开工,2004年3月25日竣工,日历工期为255天。

(1)2003年7月10日至7月15日:施工准备(本时间不列入合同工期);

(2)2003年7月15日至9月2日:顶进框架预制完毕;

(3)2003年7月15日至9月11日:主桥东侧下构施工完毕;

(4)2003年7月15日至9月2日:线路加固完成,东侧缆索吊塔架施工完毕;

(5)2003年9月3日至9月30日:框架顶进就位;

(6)2003年10月1日至12月5日:主桥西侧下构施工完成,缆索吊安装调试完成;

(7)2003年10月5日至12月10日:现浇框架及上部附属施工完成;

(8)2003年7月31日至12月5日:拱肋制造拼装调试完成;

(9)2003年9月3日至11月9日:中横梁预制,线路恢复;

(10)2003年10月6日至2004年1月28日:拱肋吊装,拱肋砼灌注,中横梁吊装;

(11)2003年11月10日至2004年1月10日:栈桥顶管施工,行车道板预制;

(12)2004年1月28日至2月29日:桥面板吊装及桥面附属;

(13)2004年1月11日至2月29日:道路路面路灯及绿化;

(14)2004年3月1日至3月15日:缆索吊拆除;

(15)2004年3月10日至3月25日:清退场;

具体施工安排详见施工进度网络图及施工进度横道图。

4.施工场地布置及临时工程规划

本标段东侧可由既有南站路、革新路、永前路至施工场附近,需从既有南站路沿桥址方向修建长200米施工便道方能到达施工点。

4.2.2生产生活用水、施工用电及通讯设施

本工程项目部设在柳铁工程材料厂内,生活、生产用水直接接用铁路水源,用φ50钢管引至生产现场及生活区。另外在桥跨两侧各设置一个储量为10m3的储水箱,在短时间内用水量较大及缺水时备用。

生产、生活用电也接自铁路电源,自设变电房,同时配备发电机组发电。以应付突然停电等情况。

4.2.3生产、生活、办公室及监理工程师用房

项目经理部及各施工队拟在柳铁工程材料厂内租用房屋作为办公及生活用房。

项目经理部根据地形条件在施工点附近搭设工地料库、钢筋棚、修理棚及木工房,水泥库设于砼搅拌站旁,地面设防潮措施。

在项目经理部驻地设监理用房,房屋面积约60m2,其装修标准、设施配备均按合同条款执行。

工地设一简易实验室,设在项目经理部驻地,占地面积约15m2,因施工地点距本集团公司中心试验室较近,大部分试验在本集团公司中心试验室完成。

为保证砼灌注的连续性,同时考虑交通及砼供应等情况,确保砼灌注质量,故在主拱两侧各设一个搅拌站。

4.2.6临时工程数量汇总表

第三节 设备、人员的动员周期和设备、人员、材料、构件运输方法

施工所需全部设备在待命期间均进行定期检修及养护,机械性能处于良好状态,保证能优质高效地投入施工中。

本工程工作量大,工期较紧,各专业施工队及机具设备将根据工程的先后需要,分批、分次及时运到施工点,做好施工前的各项准备工作。

施工前组织所有项目经理部管理人员和施工人员进行学习。就本工程的概况和施工意义作总动员,就工期、质量、安全等方面进行系统学习,使全部施工人员充分认识到只有在保证工期、质量和安全的前提下,争创一流产品才是企业在市场经济中生存的最佳途径,要以热情高涨的精神状态投入到施工中。

3.材料及构件的采购及运输

施工所需的各种材料及构件,如油料、砂石料、水泥、钢材等作好需求计划,做到施工前及时到位。多方面落实材料来源的渠道,片石、河砂、水泥等大堆料及时联系好料场,并与料场签订好供料合同,保证施工材料供应充足;由于各材料场距离施工点较近,且交通便利,施工所用材料采用汽车运输方式。

4.施工机械设备使用计划表

5.材料构件用量计划表

第四节 钢管拱桥施工方案及关键工序技术方案

主桥基础为人工挖孔桩,桩径为1.5m,承台厚2.5m,采用双柱式圆端形桥墩,通过端横梁与拱肋相连。桥墩及端横梁均采用整体组合钢模。

钢管拱肋的制作、安装为本桥的控制工序。拱桥主拱肋钢管采用钢板卷制焊接管,在工厂加工制作,腹杆及横联管采用无缝钢管。钢管在工厂加工制作,经检测合格后运至工地预拼场,利用现场设置的90t龙门吊和汽吊配合进行拼装。主桥钢管拱肋安装采用无支架法施工,选择千斤顶、钢绞线斜拉扣挂合龙后松索工艺。设置2×45t的缆索吊系统,用于钢管拱肋的安装和合龙。钢管拱肋合龙后,其拱肋内混凝土由拱脚至拱顶对称均衡连续浇注。在混凝土浇注的同时,调整各组扣索,控制浇注混凝土过程中拱肋截面产生的应力和变形,使其控制在规定的范围内。

在钢管拱肋的制作、安装的同时,桥面工字形中横梁及行车、人行道板在本公司桥梁厂预制。待拱肋混凝土强度达到要求后,通过火车运至拱桥下火车线路上,利用缆索吊配合进行安装。施工时,根据设计要求,分级张拉系杆。

首先进行“三通一平”,交接桩、复测和工地调查工作,组织有关技术人员进行图纸会审,审核设计文件、编写审核报告,需办理变更设计手续按有关规定及时办理,组织技术人员和现场管理人员编制实施性施工组织设计报监理工程师批准,提报材料计划并进行各种材料的材质试验检定,做好施工所需的各类砼施工配合比。

(1)桥位轴线复测及护桩设置:

中标后应马上会同设计单位进行交接桩工作。交接桩手续完毕,立即组织人员进行中线、水平、桥位轴线的复测。利用设计提交的三角网控制点复测桥位轴线控制点点位,并复测其轴线长。若设计提交的轴线控制点即为三角控制点,则直接复测其桥轴线长,边长相对中误差应在L/50000以上。复测无误且精度满足要求后,对桥位轴线控制点进行护桩测设。

(2)施工控制三角网布置:

以桥位轴线作为基线,分两级布设施工控制三角网。

按测量规范要求测设高程控制网,高程控制网采用黄海高程系。测量工作符合公路规范的有关规定,坚持“双检”制。

采用坐标和交会法定测桥墩位置。

1.3各分项工程的施工顺序

钢管混凝土系杆拱桥施工顺序如下:

(1)主桥东侧塔架基础、主地垅施工。

(2)拱肋构件制作与加工,东侧塔架组装,及工字形中横梁预制。

(3)主桥西侧塔架基础、主地垅施工及主桥桩基、承台施工。

(4)西侧塔架组装,主桥墩身、端横梁施工,缆索吊安装、调试,及拱肋现场拼装。

(5)采用缆索吊机斜拉扣挂法安装拱肋,选择时间和温度,合龙拱肋。系杆的张拉按照设计要求分级分次张拉。

(6)拱肋内混凝土浇注。

(7)混凝土强度达到设计要求后,利用缆索吊安装工字形中横梁。

(8)行车、人行道板的安装,桥面路面施工。

主桥桥墩的挖孔桩采用人工开挖,砼护壁进行防护,汽吊配合吊装钢筋笼,垂直导管法灌注桩基砼。承台基坑开挖以机械开挖为主,人工开挖为辅,安装钢模后,绑扎钢筋,浇注承台砼。

1.5圆端形墩柱及端横梁施工

圆端形墩柱采用整体组合钢模一次性组装成形,采用搅拌站集中拌合混凝土,混凝土输送泵输送,插入式振捣器振捣,混凝土连续浇注成形。搭设万能杆件支架,安装端横梁整体钢模,钢筋现场绑扎成形,利用缆索吊整体吊装后,灌注端横梁混凝土,强度达到设计要求即进行张拉作业。

在工厂制作和加工拱肋钢管,用汽车运输到现场拼装场拼装成节段,采用缆索吊机斜拉扣挂法,利用缆索及扣索系统逐节安装拱肋,准确选择合龙时间和温度,焊接合龙口合龙。选择高性能混凝土,输送泵输送,自两拱脚至拱顶对称均衡地一次压注完成拱肋内混凝土。混凝土强度达到要求后,利用缆索系统,安装、锚定工字形中横梁和吊杆,吊装行车、人行道板,浇注桥面钢纤维混凝土和沥青混凝土。

同时,在两拱脚安装系杆,根据设计要求分级张拉系杆。

2.挖孔桩基础施工技术方案

2.1挖孔桩基础施工工艺流程图

2.2挖孔桩基础主要工艺施工方法

平整场地、测量定位:平整场地后,清除地面危石浮土,铲除松软土层并夯实后,即可施测墩台十字线,定立桩孔位置,设置护桩。孔口四周挖排水沟,作好排水,及时排除地表水,搭好孔口雨棚,安装提升设备,布置好出碴道路,合理堆放材料和机具,不致增加孔壁压力。

设置井口防护:井口周围用混凝土制成锁口予以围护,其高度高出地面20~30cm,防止土、石、杂物滚入孔内伤人。

挖孔桩基础施工工艺流程图

挖掘:每掘进1.0m立模灌注砼护壁,砼护壁厚10~20cm。桩孔挖掘与支撑护壁两个工序,连接交替作业。在开挖过程中,经常检查桩尺寸和平面位置,孔的中线误差不大于桩长的0.5%,截面尺寸做到满足设计要求。孔深超过10米后,经常检查孔内的二氧化碳浓度,如超过0.3%,增设通风设备。挖孔工作暂停时,孔口加盖,以策安全。

孔内排水:孔内渗水量不大时,用铁皮桶盛水,人工提升排干,必要时用水泵排走。

孔内石方开挖:本标段挖孔桩挖石较多,孔内石方原则上采用风镐开挖,当孔内岩石坚硬,风镐开挖有困难时,采取孔内浅眼松动爆破,爆破作业严格按照技术规范进行操作,不得使用火雷管,确保人身安全及桩孔质量。爆破时炮眼附近的支撑进行加固,以免支撑破坏引起坍孔。爆破后孔内要迅速排烟,采用鼓风机送风进入孔底等措施。

终孔检查处理:挖孔达到设计标高后,进行孔底处理。做到平整,无松碴、污泥及沉碴等软层。嵌入岩层深度符合设计要求。开挖过程中经常检查了解地质情况,如与设计资料不符,及时报设计,提出变更。

钢筋笼的制作与安装:钢筋笼在地面绑扎,用汽吊安装,严格控制焊接质量。

灌注混凝土:严格控制混凝土的塌落度,由于孔内设置钢筋骨架,宜为7~9厘米。当自由高度超过2米时,应设串筒。开始灌注时,孔底积水不超过5厘米。孔内混凝土一次灌注完毕。

由于地下水位较高,当孔桩内水无法排除时,采用水下混凝土灌注施工方案施工。

(1)导管插入:导管采用直径219mm的钢管,壁厚3mm,每节长2.0~2.5m,底节长4.0m,由法兰盘连接,接头处用橡胶圈密封防水。导管使用前先进行试拼,试压,不得漏水,并自下而上标示尺度和编号。混凝土浇注架由型钢做成,用于支撑悬吊导管,上部放置混凝土漏斗,混凝土由漏斗进入导管。同时以一台12t吊车配合吊放拆卸导管。

先灌入首批混凝土进入漏斗,其数量经过计算,使其有一定的冲击能量,并能把导管下口埋入砼,其深度不少于1m,堵塞导管采用混凝土隔水栓,隔水栓预先用8号铁丝悬吊在混凝土漏斗下口,当混凝土装满漏斗后,剪断铁丝,隔水栓和混凝土进入到孔底,并把导管下口埋入混凝土至少1m,随着浇注连续进行,随浇随拔导管及拆管,在整个浇注过程中,导管最小埋深不小于1m。利用导管内混凝土的压力使混凝土的浇注面逐渐上升,直至高于设计标高1m。

2.3挖孔桩基础施工技术措施

第一节桩孔挖土:平整场地,清除坡面危石浮土。孔口四周设好排水沟,作好排水,搭设雨棚。对提升设备要每班检查。合理堆放材料和机具,不致增加孔壁压力。设置混凝土锁口,其高度高出地面20~30cm。

第一节护壁浇筑:护壁模板安装以桩中心控制,内撑支撑稳定,护壁模板上窄下宽,以利于浇筑护壁砼。砼捣固严格控制,满足设计要求。

下一节桩孔挖土:在第一节护壁成形情况下,复核桩孔中线及标高后,即可用第一节护壁进行中线及标高控制。孔深超过10米后,增设通风设备。孔内渗水量不大时,用铁皮桶盛水,人工提升排走,如渗水量大则水泵排走。挖孔桩持力层一般在岩石,孔内石方爆破作业严格按照爆破作业有关技术规范进行操作。终孔时对孔底进行检查,做到平整,无松碴、污泥及沉碴等软层;嵌入岩层深度符合设计要求。

下一节护壁浇筑:护壁的浇筑和第一节一样,两节护壁间的缝隙用砼或砂浆进行封闭。

安装钢筋:钢筋焊接轴线必须位于同一竖直线上。用汽吊吊装,不得扭转变形。按设计要求控制好保护层,并牢固定位。

桩身混凝土浇筑:严格控制塌落度,孔内混凝土必须连续灌注。

3.钢管拱肋加工技术方案

本工程钢管拱肋构件在工厂加工,经检测合格后运至工地预拼场,组拼成三个吊装段。然后利用缆索和扣索系统进行安装。对钢管拱肋的加工、涂装等工序进行全过程的质量控制,及时上报相关的检查表格,严格按相应的技术标准验收,确保钢构件加工质量优良。

(1)钢材材质符合现行国家标准。

钢管拱肋加工工艺流程图

(2)生产厂家具有出厂质量证明书,其炉号、批号与实物相符。钢材进厂后进行复验,经复核合格的材料,方进行下料施工。

(3)钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时,其深度不大于该钢材厚度负偏差的1/2。

(4)钢材表面锈蚀等级至少达到国家现行标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB8923)中的B级标准。

(5)按钢材的种类、材质、炉号(批号)、规格等分类平整堆放,做好标记,避免潮湿腐蚀。

3.3钢管拱肋加工制作方法

3.3.1放样、号料和切割

(1)对施工图中结构或构件的重要节点尺寸进行1:1精确放样或计算校核。

(2)放样和号料根据工艺要求,考虑温度和焊接变形的影响,预留制作和安装时的焊接收缩余量及切割、蚀边和铣平等加工余量。

(3)放样和样板的允许偏差符合下表规定。

(4)号料前核对钢材规格、材质、批号,并清除钢材表面的油污、泥土等脏物,对钢材进行矫正。

(5)号料的允许偏差符合下表的规定。

号料的允许偏差(mm)

(6)板材号料标出基准检查线和规孔线。号料后在零件上注明生产号、零件号、数量、加工方法等,并根据零件不同的材质,采用不同颜色标注。

(7)板材采用自动气割:角钢或其它型材采用锯床切割;手工气割采用靠模、圆规等辅助工具,型材手工气割时,切割面用砂轮打磨处理。

(8)气割用的氧气纯度在99.5%以上,乙炔纯度在96.5%以上。

(9)板材气割在专用平台上进行,平台与板材的接触为线状或点状接触。

(10)气割前将钢材切割区域表面的铁锈、污物等清除干净,气割后消除熔渣和飞溅物。

(11)气割的允许偏差符合下表的规定。

气割的允许偏差(mm)

(1)冷矫正和冷弯曲的最小曲率半径和最大弯曲矢高符合有关规定。

(2)炭素结构钢和低合金结构钢在加热矫正时,加热温度根据钢材性能选定,但不超过900℃。低合金结构在加热矫正后缓慢冷却。

(3)矫正后的钢材表面,没有明显凹面或损伤,划痕深度不得大于0.5mm。

3.3.3整平除锈、清边和开坡口

(1)利用整平机对钢板进行整平。整平标准符合设计和规范要求。

(2)钢板矫正后采用动力机械化除锈。钢材表面无可见的油脂和污垢,没有附着不牢的氧化皮、锈和油漆涂层等附着物。

(3)采用清边机对钢板进行清边,刨边时避免油污污染钢板,加工面的表面粗糙度Ra≤25um,垂直度≤0.05t且不大于2mm。

(4)利用刨边机刨削坡口,坡口为双面V型坡口,坡口角度为60°,其坡口尺寸允许误差符合设计和规范要求。

(一)卷管之前,对卷制钢板的几何尺寸进行检查,各项检查尺寸符合设计图纸要求。

对15t以上的较大的钢卷,可用擦压法进行钢卷展头;对15t以下的小卷带钢,可另制一个展卷斜台展出带钢头。

钢卷上台,预送进,通过五辊矫平机进行钢带矫平。预送进过程用导向轮限制钢带边,保证钢带以给定精确的成型角进入成型台。

(四)钢带头尾切割和对接焊:

清理钢带边,并用机组上的铣边机将钢带两边铣削出V型或X型坡口。分别用直流电动机带动递送机的双辊,进行钢带主递送。靠三组排辊作用,将带钢弯圆,使带钢弯出不同曲率的圆弧面,直到接近于达到所要求的管子曲率。

(六)内、外埋弧自动焊:

管节校圆分整体校圆和局部校圆两道工序。整体校圆在三星辊床上进行。局部校圆采用薄钢板剪成直径为钢管内径的圆弧的一部分作为样板,用样板内靠筒壁进行检查,对不密贴处局部锤击直至密贴。管节校圆后,用样板进行检查,管节端口300mm范围内的失圆度与样板的偏差不超过1.0mm,直径偏差为±2.0mm。

3.3.6管节对接接长

首先对校圆合格的管节端部进行坡口处理,包括对接不平度的检查,然后进行对接焊,形成接长段。管节的对接在带有滚轮的简易胎架上进行,并使相邻管节纵向焊缝错开150mm以上,先施以定位焊接,采用伸臂式自动埋弧焊接内壁,然后用碳弧气在外圆上清根后再焊接(自动埋弧焊)。

管节对接接长后,在管节内圆内焊接加劲肋,采用伸臂式自动焊接,加劲肋以间距2000mm均匀布置。若遇管节对接焊缝时,适当移动其位置。

已经焊接接长的管节段,对其横环焊缝进行外观检查和100%的超声波探伤,并在T字接头处拍X光片1张;外观质量缺陷用手工电弧焊返修,内部质量缺陷用碳气弧割开后,用自动埋弧焊返修,但每道焊缝返修次数不得超过两次。

弯管采用火工煨弯方法。

(1)根据设计要求和运输条件,确定拱肋运输段长度,计算出拱肋的悬链线坐标和最大弯制力,设计及制作弯管台座。

(2)根据设计轴线形式调整支架,并对其反复测量,其误差不得超过1.0mm,确保弯成的管节符合要求。

(3)进行评定试验,确定加热范围、加热温度、加热速度与管端加压速度的匹配,并将已证实成功的工艺细则报设计单位和监理工程师批准。

(4)将直管吊至台座上,管内灌注密实砂粒,避免管变形。旋紧管两端螺杆,将管节就位。

(5)在拱背上画线做直线标记,弯曲后与胎架中心线吻合,偏差不超过2.0mm。

(6)从中间向两端标记加热范围,每隔20cm~50cm加热一处,加热宽度5cm~8cm。

(8)随着加热的进行,不断旋紧螺杆,对管节两端逐步施加压力,从而使钢管弯曲至设计线型。

(9)已成型的管节,在台座上自然冷却至常温后,吊离台座,严禁用水加速冷却。

3.4风撑加工制作方法

(一)风撑制造及预拼装

(1)根据设计图纸划分各单元管段,排列规定与主肋一致,在每个对接环缝处,放2.0mm的收缩量,在吊装合龙口处放25mm的安装余量;绘下料草图和制作相贯线纸样。

(2)风撑钢管:钢管对接采用焊接操作架和滚轮架相结合,用点焊定位,自动焊焊接所有内、外对接缝。

(3)对所有焊缝进行外观质量检查和无损探伤检查;用水火校正法调直;直线度偏差不超过5.0mm,随圆度偏差不超过2.0mm。

(二)风撑的装配与焊接

(1)将调直的钢管放在水平胎架上固定,按中间向两边的顺序,装焊直腹杆和斜腹杆;风撑脚短节部分装焊于主拱肋弦管上,合龙定位、拉合。

(2)合龙口的安装余量待现场拼装时,根据实际安装尺寸进行修正,并将焊口割正、打磨,全部合龙口采用无衬垫手工焊,双面成型工艺,焊缝表面打磨光顺,余高小于2.0mm。

3.5钢管拱肋运输及拼装

运输段在工厂加工完成。

(1)根据设计,制作1:1的拼装样台胎架。

(2)精确放样与下料,按照1:1进行放样,并按实际放样下料。

在钢管拱肋节段上,相邻两螺旋焊缝错开80mm以上,钢管管节对接缝与上、下弦杆管连接的对接焊缝不在同一截面上,彼此错开200mm以上;拱肋弦管的纵向焊缝在腹腔内;拱脚处的上、下弦管和连接钢筋板外伸100mm,作为总装时的修正余量;缀板焊缝远离吊杆孔中心1m以上;风撑与拱肋的焊缝错开拱肋接头200mm。

(3)对要填充混凝土的上下弦管,管内利用喷砂进行除锈与防护。

(4)将焊接的缀板按规范和设计要求开坡口。采用自动加工方式来保证相贯线和坡口的制作精度。

(5)采用立装法,将两桁架拱片在胎架上,用缀板焊接成整体,形成拱肋运输节段。

(6)为防止在运输过程中拱肋变形,运输段端头处采用∠100×100×10角钢进行加固,在拼装吊装段时割除。

运输节段在工厂定作加工,验收合格后出厂,然后用汽车运至工地。

3.5.3吊装段的拼装

根据设计要求,钢管拱肋分三大段吊装。

(1)吊装段由三节运输段组成,吊装段的拼接在现场的1:1样台胎架上进行。

(2)拼接时需注意相邻两纵向焊缝错开150mm以上。

纵向:即先计算出a、a′、b、b′、c、c′的数据,以a、a′′、b、b′定位,以c、c′检查,采用计算机计算端面修正量,以样板对其进行修正。详见下图所示。

横向:根据计算要求,对弦管间距进行检查修正。

将精心修正的接长段吊放在样台胎架上进行校正后,采用有衬管的单面焊接,双面成型的工艺进行坡口对称环焊,焊缝段100%超声波探伤,接头拍光片1张,焊缝打磨修正,焊缝余高不超过2.0mm。

焊接前,调整拱肋轴线,使拱肋轴线符合设计和规范要求。

为保证焊接质量,在环向对接焊缝处设置内衬管,对接前,在拱肋接缝内壁焊接附加内衬管,内衬管材质为Q345C。

3.5.4钢管拱肋总体预拼装

(一)胎架场地地标及坐标杆的设置

钢管拱肋拼装在胎架样台上进行,对拱肋总体坐标及尺寸进行检验。胎架场地地标和坐标标杆的布置及放样图,报设计单位和监理工程师审核确认后进行。预拼原则按1:1施作,至少进行半跨的总体预拼。在总体预拼装时考虑温差给拱肋带来的影响并给予修正。“预拼胎架场地地标及坐标标杆示意图”如下。

(二)吊杆护筒管与吊杆横隔板的拼装

吊杆护筒管与吊杆横隔板焊接在总体预拼胎架上进行。根据其设计位置,找出吊杆中心线与上、下缀板的相近交点,在缀板上钻φ10mm的小孔,通过标杆将钢丝穿过两缀板管,得到准确的吊杆轴线焊接吊杆护筒及隔板。

(三)拱肋合龙口弦管修正,拉合装置的设置

(1)在总体预拼装胎架上,上、下弦管端部需进行修正。

(2)为了便于总体拼装及以后的吊装,必须在弦管上设置临时性的合龙口调节螺栓和“对口卡板”,利用螺栓衬套控制长度,为合龙创造有利条件。

(四)按照设计要求和位置,焊接风撑脚。

(五)焊接吊、扣点处加劲板,吊装接头处定位板和连接螺栓板。

(六)为防止拱肋在吊装时变形,在吊装接头处需焊接加固板,待拱肋吊装好后割除。

(七)焊接混凝土灌注导管(配法兰盘)及排气孔。

3.6焊接工艺、方法及要求

(1)经过焊接工艺评定实验选定和采购焊接材料,购进的材料按焊接材料的管理办法进行入库登记、编号。

(2)焊接材料按入库的先后顺序进行发放,同时做好发放记录,并经常对焊接材料的发放记录和管理保管情况进行检查和考核。

(3)焊接材料的领用必须与工艺要求的牌号、规格一致。凭领料单领用焊材。

(4)焊条、焊剂均存放在干燥通风良好的地方并有专人保管,焊条、焊剂按产品说明书及有关标准规定的技术要求使用。

(1)经培训合格,取得相应资格证书的人员,才允许进行焊接操作。在其施焊焊缝处的指定位置打印标记,杜绝无证焊工施焊。

(2)施焊前,焊工检查焊接部位的组装质量和焊缝表面的清理质量GB/T 51345-2018标准下载,若不符合要求,修整后才施焊,绝对禁止在焊接缝之间加金属充填物。

(3)焊工施焊,严格按焊接工艺规定的参数及焊接顺序进行。采用多层焊时,将前一道焊缝的表面清理干净后再继续施焊。

(三)焊接工艺评定试验

(1)根据施工规范要求,本工程进行焊接工艺评定试验。焊接工艺经过评定及监理工程师认可,以便保证焊接接头的质量,确定的工艺参数,施工中不随意改动。

(2)焊接工艺评定试验用的钢材和焊接材料与本工程所用材料相同。工艺评定的选定范围与本工程的焊缝及接头型式相符合。焊接工艺评定实验用的工艺、所用的机具与生产中的工艺、机具相一致。

(3)经焊接工艺评定试验认定合格的焊接工艺不随意进行改变。

(4)施工过程中,如果材料变更或焊条、焊丝、焊剂、焊接方法、焊接工艺改变,重新进行工艺评定实验。

(5)根据焊接工艺评定试验编制合格的焊接工艺,并经监理工程师认可。焊工严格按照工艺要求进行施焊。

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