钢结构防撞墙模块化快速施工技术.docx

钢结构防撞墙模块化快速施工技术1工艺流程及操作要点1.1施工工艺潦程1.2操作要点1.2.1 防撞墙各单元块的下料结合防撞墙体的设计图纸及钢加工厂的设备条件，将单元增体划分为主面板、背板、内隔板、内置管道四部分分别进行加工，其中主面板及背板采用IOmm厚的钢板，内隔板为12mm厚的钢板，采用的材料均为Q235B；内部铺设4根圆钢，其中3根680的钢管，钢管拼接处采用100的钢套连接，一根50的钢管采用60的钢套进行连接。两根相对位置较高的中80钢管用于照明电缆线的铺设，另一根中80的钢管及50的钢管用于监控设施电缆线的铺设，以上所用钢管及钢套材料均为Q235A。防撞墙图纸大样如图122-1所示。图121-1防撞墙图纸大样根据图纸大样对钢料进行划线，并通过数控切割机对钢料进行切割，然后使用钢板铳边机对下料后的钢板进行打磨，完成下料后的钢板型材如图121-2所示。图1212完成下料后的钢板1.2.2 主面板的压制成型完成主面板的下料后，利用折弯机对主面板进行压制成型。首先按照图纸设计对主面板需弯折处进行划线，再将主面板置于折弯机工作面上,使刀口与划线处对齐。由于折弯机下模开口角度通常为90',需通过控制刀口行程和调整下模开口大小控制面板弯折角度及弯折处的曲率半径,压制示意图和压制过程图如图122-1和1.222所示。P-板料折弯压力S-折板厚度“斤板宽度O-弯折角度V-下模开口b-板边缘到弯折处最短距离h-刀口迸尺深度图1.221主面板压制示意图图1.222主面板压制过程图1 .弯折处的曲率半径r的控制按照图纸要求，防撞墙共4处弯折区域，其中墙。两处曲率半径较小可忽略不计，墙顶两处曲率半径为15mm。根据折弯机的使用说明，弯折处曲率半径r与下模开口V存在一定的对应关系，如表1.2.1-2所示。表122曲率半径、下模开口对应表（单位:mm）V4681020242832364080901120r0711.31.63.33£4.5566.513141619根据表122,对墙身两处弯折区进行压制时，考虑两处曲率半径较小及IOmm的板厚，宜选取开口大小为24-40mm的下模模具：对墙顶两处弯折区进行压制时，考虑形成曲率半径为15mm的弯折口宜选取开口大小为90-1.mm的下模模具。2 .弯折角度。的控制由于加工厂折弯机下模模具开口角度为90°，故面板弯折角度最小为90°。面板弯折角度受下模开口大小V和刀口进刀深度h影响，在V一定时，弯折角度与刀口进刀深度有如下关系：V=2arctan-在对目标。值的弯折区进行压制时，预先计算出刀口进刀深度并在刀具行程区域进行划线，当刀具下尺接近划线处时用测角仪对面板弯折角度进行测量，当不满足目标。值时，使刀口继续进尺并再次测量，宜至达到目标。值为止。完成压制成型后的主面板如图1.2.2-3所示。图122-3完成压制后的主面板1.2.3主面板的二次切割对于曲率半径较小的梁段，仅按照“以直代曲”的拼接方法会增加焊缝的宽度，降低安装的质量，因此需进行二次切割以满足墙体间的平滑对接，保证焊接质量。以全桥曲线弯曲的方向为桥的内恻，则桥面内恻的墙体称为内侧墙，外侧的墙体称为外侧墙，如图123-1所示。图1231内侧墙与夕域!墙示意图对两侧墙体顶面开设“喇叭口”，开口方向一致，具体操作为：1 .己知单元墙体总长为1.以墙体一端为基准面，选取该梁段上相同弧长1.的位置作为安装后墙体的末端位置J将墙体安装前后的末端位置夹角设为B:2 .采用氧乙焕切割机对墙体顶面进行切割，“喇叭口”开口个数般为2个，并分开均匀布置，设开口角度为,在进行切割开口时,需控制a比0/2,如图123-2所示。图1232顶面开口的控制二次切剂开U墙体J1.ii3 .完成顶面开口后，对内侧墙主面板进行折弯处理并对坡口进行焊接，外侧墙主面板需进行整体分段切割并焊接成整体，二次切割完成后的墙体模块如图123-3所示。图1233完成二次切割后的墙体模块1.2.4主面板、背板及内隔板编号对防撞墙各单元主体的合理编号是保障墙体安装有序施工的重要环节，首先需根据全桥的匝道分段对单元墙体进行号码编排，再按照墙体在各匝道分段的俗桩位置确定编号参数，最后按照安装方向及布置图上的具体位置完成最终的墙体编号。各单元墙体上的编号代表了该段增体的安装位置，墙体的分段吊装和安装工作均需根据编号完成，具体编号方法如图所示。SE00-02/H1.B->布置图上的位置>安装方向>O桩到2桩>匝道分段SE图1.2.4-1编号方法不意图墙体模块出厂前编号如图1.2.4-2所示。图1242墙体模块出厂前编号1.2.5墙体预拼装按照全桥防撞墙的安装顺序，对墙体分次进行预拼装。以墙体主面板为基准，先将内隔板按编号与各个单元墙主面板进行配对，再将每组内隔板按规定位置安装在主面板内侧并对接触边区域两端进行焊接。在焊接接触边区域一端时，应控制好预变形量，完成另一端的焊接后应使内隔板与主面板保持正交。完成主面板与内隔板的焊接后，分别将4根钢管按照相应的长度安装在内隔板的圆孔内，并通过点焊将钢管与内隔板进行固定连接，如图1.2.5所示。1.2.6焊缝的打磨、探伤墙体预拼装产生的焊缝主要为内隔板与主面板连接处的角焊缝，利用直砂轮机对内隔板两侧角焊缝进行打磨，清除焊健上的焊渣、焊点、毛刺，保证焊缝的光滑平整。完成打磨后的预拼装墙体单元如图1.2.6所示。126完成打磨后的预拼装墙体完成焊缝打磨过程后，抽取20%的预拼装墙体进行焊缝探伤检测，根据现行国家标准GB/T11345-2013焊缝无损检测超声检测技术、等级检测和评定对焊缝质量进行评定。检测的缺陷有：气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹等。如发现有超标缺陷，向车间下达整改通知书，令其整改后进行复验宜至合格。1.2.7施工吊篮的设计制造设计并制造了一种公路桥梁施工吊篮，包括操作平台支架、支承机构、平衡机构、行走机构，操作平台支架和平衡机构设置于支承机构的两端，行走机构设置于底部及与墙体接触的内部区域。施工吊篮的设计图纸如图127-1所示。I-操作平台支架2保护板3焊渣收集箱4一爬梯5一三角架501一限位松架502一扶手6横向支撑架7一万向轮8矩管9一保护框架901活页902盖板后支撑903盖板前支撑10盖板11一滑动滚轮图127施工吊篮的设计大样主要结构的作用相互间的拼接关系：1 .操作平台支架：操作人员的主要工作平台，主要由横向和竖向布置的1.型钢焊接构成，其外端设有保护板，保护板采用M12的螺纹固定在1.型钢上，底部设有焊渣收集箱，内部设有爬梯。其中竖向布置的1.型钢规格为1.40×3,横向布置的1.型钢规格为1.30×3o2 .支承机构：用于连接操作平台支架和平衡机构，包括矩管、保护框架和盖板，两根矩管平行布置，保护框架的下端与矩管进行焊接连接，保护框架由1.型钢与钢条焊接形成，盖板与后支撑采用活页的方式连接，活页使用M1.O的螺纹进行固定，盖板能绕后支择进行转动。3 .平衡机构：用于平衡操作人员和平台支架的重量，包括三角架、横向支撑架、限位框架和扶手，三角架由1.型钢焊接形成，上端焊接在矩管内侧面，横向支撑架由多块钢条构成，焊接在两三角架之间，限位框架由1.型钢组成，与三角架和矩管进行焊接连接。4 .行走机构：用于吊篮由万向轮和滑动滚轮组成.，其中万向轮焊接在三角架5的底部四角，滑动滚轮分为三组，分别焊接于限位框架、矩管及平台支架上。按照设计图纸对施工吊篮各部件进行下料、整体拼装焊接、涂装,制造完成后的施工吊篮如图127-2所示。图1.272施工吊篮实物图1.2.8 防撞墙单元体的就位预拼装后的墙体在出厂前按照编号在厂内进行有序排列，如图1.2.8所示。图128-1防撞墙体出厂前的有序放置根据施工方案将预拼装后的墙体单元和背板分批次运送至相应匝道分段的桥下，并按照编号顺序依次吊装到桥面，完成安装前的就位准备工作，如图128-2所示。图1.282墙体单元的吊装就位1.2.9 调整墙体的标高、坐标每一块单元墙体在出厂前进行编号，所对应的在桥体上的安装位置一定，即标高和坐标位置确定。在安装各个匝道的第一块单元墙体时.，首先调整好墙体在桥面上的坐标位置，再用钢尺对墙体的安装高度进行溯量和调整，超出安装高度需进行切割处理，低于安装高度需垫钢板焊接，然后在墙体侧面及顶面进行拉线，以确保后续墙体安装工作的持续进行，避免了重熨的测量工作对工作效率的影响。1.2.10 主面板与桥面的焊接在进行主面板与桥面的焊接前，需对钢箱梁上表面与防撞墙焊接处进行除漆处理，以保证墙体与桥面的焊接质量，除漆的措施为采用局部涂抹除漆剂辅助机械刮产打磨的方法以除去钢箱梁相应区域的涂装层。预拼装后的主面板与桥面的焊接应与标高和位置的调整工作同时进行，以保证墙体的安装精度。首先进行主面板内侧角焊缝的焊接以实现初步固定，然后进行单元墙体主面板间的对接焊接，完成全桥的主面板焊接后，搭建吊篮并进行外侧角焊缝的焊接。以上焊接方式均为CCh保护焊。主面板与桥面钢箱梁的焊接方式如图1.2.10所示。图1210主面板与钢箱梁的焊接图示1.2.11 施工吊篮的搭建主面板外侧脚焊、内隔板与桥面的焊接、背板的焊接以及墙缝外侧的焊接工作需搭建好施工吊篮后才能进行。完成全桥主面板的焊接后，首先对施工吊篮进行工作前的安全检查，然后利用载重2t的义车对施工吊篮进行提升并将其放置于墙体上，该过程需至少两名操作人员进行辅助，施工吊篮与墙体的位置关系示意图如图1.2.11-1所示。图1211施工吊篮工作示意图施工吊篮搭建的现场具体过程如图1211-2图1211-2施工吊篮搭建过程图1.2.12 防撞墙外墙的焊接完成施工吊篮的搭建后，首先进行主面板外侧的脚焊和内隔板与桥面的焊接，再进行墙体对接缝外侧的焊接，最后进行防撞墙背板的焊接。背板的安装分为三个过程：1 .利用起重机对背板进行提升并移交至吊篮平台的操作人员；2 .以两架吊篮为一组，两名操作人员将背板拼接于主面板与桥面之间，采用点焊的方式对背板进行初步固定（如图1.2.12-1所示），并沿桥面曲线移动施工吊篮进行后续的背板固定。3 .完成全桥背板的初步固定后，对背板四周连接缝隙进行全焊,即完成最终的焊接。为了提高工作效率，可使2、3同时进行，焊工的现场焊接过程如图1212-2所示。图1212-2操作工人焊接背板过程整个焊接过程需严格控制焊接电压和速度，完成每一步焊接工作后需进行及时的打磨处理。2材料与设备2.1 材料2.1.1 防撞墙主面板及背板采用1Omm厚的钢板，内隔板为12mm厚的钢板，采用的材料均为Q235B；内部铺设5根圆钢,其中4根80的钢管，钢管拼接处采用100的钢套连接，一根50的钢管采用中60的钢套连接，以上所用钢管及钢套材料均为Q235A.2.1.2 施工吊篮所用1.型钢型号有1.30X3、1.40X3,所用两根矩管型号为口80X4,钢板的厚度为5mm,钢条的厚度为3mm,所用滚轮直径为50mm。吊篮所用钢材的材料均为Q235B。2.2 采