工字鋼鋼混疊合梁的施工控制要點(diǎn)

石傳金

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(diǎn),具有操作簡(jiǎn)單、施工速度快、對(duì)橋下空間干擾少等優(yōu)點(diǎn),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(kuò)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(diǎn)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(guò)境貨車(chē),交通十分繁忙。N34～N35鋼混疊合梁為簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu),工字梁長(zhǎng)28.65 m。工字鋼梁的鋼結(jié)構(gòu)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(shè)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(duì)設(shè)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(shè)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(shè)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(yù)拱度及豎曲線影響,按照梁的編號(hào),在臺(tái)架上預(yù)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(diǎn)

3.1 原材料

1)本工字鋼梁使用的材料為Q345qd和Q235qd鋼板,進(jìn)貨時(shí)要求廠家必須提供材料質(zhì)量保證書(shū),并委托具有資質(zhì)的檢測(cè)單位對(duì)鋼材的化學(xué)和物理性能進(jìn)行檢測(cè),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(dòng)焊的焊絲和焊劑為H08MnA+HJ431,半自動(dòng)焊焊絲采用H08Mn2Si或TH-S206。焊條使用前必須進(jìn)行烘焙,烘焙溫度為300℃～450℃,每個(gè)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(shí)應(yīng)在坡口反面進(jìn)行腹板與頂、底板的定位焊,在梁兩端要加強(qiáng)定位焊;鋼梁主體構(gòu)件焊接主要包括橫隔板、橫向及縱向加強(qiáng)勁板及腹板的焊接,要求對(duì)稱(chēng)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(chǎng)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(cè)焊接,并盡量做到對(duì)稱(chēng)和同時(shí)進(jìn)行施焊。

2)焊縫質(zhì)量要求。外觀質(zhì)量:焊縫尺寸應(yīng)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(duì)接焊縫內(nèi)部質(zhì)量:頂板、底板、腹板及縱肋的橫向?qū)雍缚p,以及支座橫隔板縱縫處對(duì)接焊縫要求達(dá)到Ⅰ級(jí)焊縫,頂板、底板及腹板的縱向?qū)雍缚p要求達(dá)到Ⅱ級(jí)焊縫。

3)焊接質(zhì)量控制及檢驗(yàn)。焊工和無(wú)損檢測(cè)人員必須通過(guò)考試并取得資格證書(shū),且只能從事資格證書(shū)認(rèn)定范圍內(nèi)的工作;焊接時(shí),環(huán)境濕度應(yīng)小于80%,焊接低合金鋼的溫度不應(yīng)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(nèi)的有害物,焊接時(shí)嚴(yán)禁在母材非焊接部位引弧,焊接后應(yīng)清理焊縫表面熔渣及兩側(cè)飛濺物;焊接材料應(yīng)通過(guò)焊接工藝評(píng)定,焊劑、焊條必須按產(chǎn)品說(shuō)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(yīng)大于99.5%;焊前預(yù)熱溫度應(yīng)通過(guò)焊接工藝試驗(yàn)和工藝評(píng)定來(lái)確定,預(yù)熱范圍一般控制在焊縫兩側(cè)100 mm以上,在距焊縫30 mm～50 mm范圍內(nèi)測(cè)溫;定位焊要求:定位焊縫應(yīng)距設(shè)計(jì)焊縫端部30 mm以上,其長(zhǎng)度為50 mm～100 mm,定位焊的焊腳尺寸不得大于設(shè)計(jì)焊腳尺寸的1/2;定位焊不得有裂紋、夾渣、焊瘤等缺陷,對(duì)于開(kāi)裂的定位焊縫,必須先查明原因,然后再清除開(kāi)裂的焊縫,并保證尺寸正確的條件下補(bǔ)充定位焊;埋弧自動(dòng)焊必須在距設(shè)計(jì)焊縫端部80 mm以外的引弧板上起、息弧,焊接過(guò)程中不應(yīng)斷弧,如有斷弧則必須將停弧處刨成1∶5的斜坡,并搭接50 mm再引弧施焊,焊后搭接處應(yīng)修磨勻順;焊縫有缺陷時(shí),應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行處理,對(duì)于要碳刨或其他機(jī)械方法清除缺陷時(shí),應(yīng)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(zhǎng)度應(yīng)由裂紋端各外延50 mm,且同一部位的返修不宜超過(guò)兩次;所有焊接經(jīng)外觀檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行無(wú)損檢測(cè),無(wú)損檢測(cè)應(yīng)在焊接24 h后進(jìn)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(yù)處理。要求每塊鋼板及鋼材在放樣下料前進(jìn)行預(yù)噴砂,并噴涂臨時(shí)保養(yǎng)底漆。在鋼材放樣、切割、拼裝后必須進(jìn)行二次除銹,噴砂至Sa2.0級(jí)。2)鋼結(jié)構(gòu)表面處理。在二次噴砂前,所有自由邊用風(fēng)動(dòng)或電動(dòng)磨機(jī)打磨成鈍邊,在噴涂油漆或電弧噴鋁前必須做除塵處理(見(jiàn)表1)。

表1 不同方法防腐涂裝

3.3.2 噴涂質(zhì)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(wú)氣泡、裂紋、無(wú)嚴(yán)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(jié)構(gòu)外部所測(cè)點(diǎn)的值必須有90%達(dá)到或超過(guò)規(guī)定漆膜值,未達(dá)到規(guī)定膜值的測(cè)點(diǎn)值不得小于規(guī)定膜值的90%;鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部所測(cè)點(diǎn)的值必須達(dá)到兩個(gè)85%。

3.4 抗剪栓釘

1)工藝流程。工藝流程:栓釘試驗(yàn)合格→現(xiàn)場(chǎng)栓釘、瓷環(huán)檢查→現(xiàn)場(chǎng)清理放線→栓釘焊機(jī)性能檢查→焊槍檢查→確定焊接參數(shù)→拉伸、彎曲試驗(yàn)→做焊前試件→打彎試驗(yàn)→正式施焊栓釘→自檢→專(zhuān)檢→隱蔽工程驗(yàn)收。

2)操作工藝。焊前準(zhǔn)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(yàn):每天正式施焊前做兩個(gè)試件,彎45°檢查合格后,方可正式施焊。栓釘焊接前,必須對(duì)不同材質(zhì)、不同規(guī)格、不同廠家、不同批號(hào)生產(chǎn)的栓釘,采用不同型號(hào)的焊機(jī)及焊槍進(jìn)行嚴(yán)格的與現(xiàn)場(chǎng)同條件的工藝參數(shù)試驗(yàn)。經(jīng)以上工藝試驗(yàn)合格的工藝參數(shù),方可在工程中使用。

3)操作要點(diǎn)。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(dòng)焊槍開(kāi)關(guān),電流通過(guò)引弧劑產(chǎn)生電弧,在控制時(shí)間內(nèi)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(wǎng)綁扎及混凝土施工

縱向鋼筋通長(zhǎng)焊接連接,以增強(qiáng)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(wǎng)在澆筑鋪裝層時(shí)被混凝土沖擊而下沉,確保鋼筋網(wǎng)的保護(hù)層厚度。待鋼筋網(wǎng)綁扎完后,再清掃鋼梁面,以免有焊渣等雜物。澆筑混凝土嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行,表面必須抹平、壓光,初凝后拉毛。

4 結(jié)語(yǔ)

1)施工時(shí),疊合梁兩側(cè)必須設(shè)置防止落物的密目網(wǎng);橫向連接焊接前,必須確保架在工字鋼底板的防護(hù)板拼裝嚴(yán)密,以防焊渣往下掉;對(duì)于有著大量過(guò)境車(chē)通行的本工程而言,施工過(guò)程中設(shè)置限高標(biāo)示和限高架對(duì)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(guò)交通節(jié)點(diǎn),對(duì)于有跨線橋城市有著非常大的推廣價(jià)值。

[1]GB 50205-2001,鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)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(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].

[4]韓冬歡.對(duì)鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)的一些見(jiàn)解[J].山西建筑,2009,35(21):67-68.