佛山市央泽钢铁有限公司
双细丝埋弧焊工艺 在正交板单元拼装时,**板、底板单元对接焊缝数量多,焊接工艺为气体保护焊方法完成打底焊道后,采用埋弧焊填充。为了提高焊接效率,在板单元对接焊缝上采用了双细丝埋弧焊工艺,埋弧焊丝直径为1.6mm或2mm。
与传统的单粗丝埋弧焊相比,采用双细丝埋弧焊工艺焊接的焊缝成形美观,熔敷效率高15%~23%,焊接速度提高,焊接热输入减小35%~45%。因此,双细丝埋弧焊较单粗丝埋弧焊可以细化焊缝晶粒,提高焊缝力学性能。
三、我国桥梁钢结构焊接装备的发展
通过近十年的发展,我国公路钢箱梁桥正交板钢结构的焊接装备得到长足发展,今后需要针对公路钢箱梁整体拼装和铁路桁梁桥杆件钢结构制造发展焊接装备,提升自动化水平,减少人工焊接,提高焊接质量。
1.大力推广应用角焊缝
面对钢结构产量的逐年提高,而焊接工人短缺、技术水平高的焊接工人更少的境地,我们需要针对钢结构制造中大量平位、立位角焊缝,大力推广角焊缝的应用(见图7),从而减轻焊工劳动强度,这是提高钢结构焊接效率和焊缝质量的简便途径。
柱截面一般是根据经验先定个截面,然后在试算,也可先根据柱**力估算截面。梁的截面主梁一般按1/10左右取,次梁可取到1/15。这些都是前期估算,也可依经验定。终要根据位移、挠度、裂缝等综合调整。
在框架梁结构里,主梁是搁置在框架柱子上,次梁是搁置在主梁上。在相交处,小心计算主梁,这是个主要受力构件,马虎不得。
计算要点和构造特点:
1.主梁除承受自重外,主要承受由次梁传来的集中荷载。为简化计算,主梁自重可折算成集中荷载计算。
2.与次梁相同,主梁跨中截面按T型截面计算,支座截面按矩形截面计算。
3.主梁支座处,次梁与主梁支座负钢筋相互交叉,使主梁负筋位置下移,计算主梁负筋时,单排筋h0=h-(50~60)mm,双排筋h0=h-(70~80)mm。
4.主梁是重要构件,通常按弹性理论计算,不考虑塑性内力重分布。
5.主梁的受力钢筋的弯起和切断原则上应按弯矩包络图确定。
6.在次梁与主梁相交处,次梁**部在负弯矩作用下发生裂缝,集中荷载只能通过次梁的受压区传至主梁的腹部。这种效应约在集中荷载作用点两侧各0.5~0.6倍梁高范围内,可引起主拉破坏斜裂缝。为防止这种破坏,在次梁两侧设置附加横向钢筋,位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载应全部由附加横向钢筋(吊筋、箍筋)承担。附加横向钢筋应布置在长度为S=2h1+3b的范围内。
上海建工四建集团项目经理张永陟介绍说:“整个工程共用重达2万多吨的钢结构建造,单是屋面桁架及悬挑系统就有1万多吨,而且大量运用了Q420等高强度钢材。建筑外侧有跨度达16.8m的悬挑结构悬挂于屋盖,由28个斜拉杆支撑,受力原理跟扁担类似。国内也有其他结构设计原理相同的建筑,不过,这么大体量的悬挑结构应用在一栋单体建筑中的,却是少之又少。”
上海图书馆东馆项目主要包括新建一座集中式大型公共图书馆,总建筑面积为114951㎡,地上建筑面积为77968㎡。地下局部2层,上部结构7层,高度达50m,上部是钢结构为主体的框架剪力墙体系,28根支撑圆柱及核心筒东西侧均为清水混凝土。由上海图书馆建设,上海市工程建设咨询监理公司代建,丹麦SHL事务所及上海院合作设计,上海建科监理,上海建工四建集团总承包,安装集团、机施集团、三鑫科技分包。
本工程上部结构4个核心筒东西两侧剪力墙,以及主楼与部分裙房区域圆柱为清水混凝土。清水混凝土应用面积约11300平方米。
1)层高高、内部有较大截面的型钢柱
劲性圆柱普遍高度在6.2m以上,包括1根高21.5m,1根20.2m以及2根14m圆柱。
立柱层高很高,混凝土浇筑必须分段实施。如何防止砼离析,同时保证砼浇筑密实,尤其是要控制立柱整体垂直度,这给现场施工带来了严峻挑战。
2)梁柱节点有外伸钢牛腿
本工程梁柱节点处存在外伸钢牛腿,限制了模板的安装和合模方式,模板的选择余地变小,且圆柱模必须在梁下合模。此外,工字型或箱型钢梁对梁柱节点模板的现场镶拼带来不小难度, 其施工质量将直接影响圆柱节点造型及是否会产生漏浆。
3)劲性混凝土强度等级高、易产生温度裂缝
本工程框架柱及剪力墙的混凝土强度高,等级为C60。在保证强度的情况下,单位立方米水泥用量较高,水化热较大,加上墙柱内部暗柱、剪力钢板等的约束,较易产生裂缝, 裂缝对清水砼的观感影响较大,且难以进行修补。
4)门洞、管弄等的不规则分布对模板、螺栓眼的排列影响较大
从现有图纸看,核心筒内分布着较多的门洞、管弄、消防箱等,且分布没有规律可循,这些均影响饰面清水混凝土蝉缝、螺栓眼的设置,饰面清水混凝土对模板、螺栓眼的排版要求很高。此外,与桁架梁连接的外伸牛腿、幕墙埋件等也是影响清水砼墙面观感质量的重要因素。
为施工难题,项目部开展了多场科技攻关活动,先后进行了四次清水混凝土试验,保证了终成品一次成优。
主梁钢—混凝土结合段设置在距墩中心线1.8m处,这种布置可充分利用位于墩**主梁横梁来实现力的传递,减少施工难度。尽管结合段处于支点负弯距区,但由于斜拉桥轴力较大,支点负弯距相对较小,且配置有足够的负弯距束,使全截面处于受压状态,对结构耐久性无任何不利影响。钢—混凝土结合段的内力传递及其构造特点如下:
①结合段的钢箱梁套在预应力混凝土箱梁之外,深入混凝土梁2.0m左右,并且全断面连接使其成为一体。两种材料在此区间的重叠,也避免了结构在材料上的突变。
②箱梁的上、下翼缘板通过抗剪焊钉与混凝土梁体牢固结合,并利用混凝土箱梁内的纵向预应力束加以锚固,形成弯矩的传递。
③通过端承压板紧贴在混凝土实体横梁的侧面上,传递轴向力。梁中的剪力则通过端面焊钉得到传递。
④而两种梁体在刚度上相差4倍,为了避免刚度的突变,由在钢箱梁上、下翼缘板的U形加劲肋上加焊T肋并逐渐变高而得到缓解。钢箱套于混凝土梁之外,也起到缓解刚度突变的作用。
(4)斜拉索
斜拉索采用φ7镀锌高强钢丝束斜拉索,扇形布置,Rby=1670MPa,双层护套防护,内层为黑色高密度聚乙烯,外层为浅灰色高密度聚乙烯。全桥斜拉索有85φ7、109φ7、139φ7、151φ7、163φ7、187φ7、199φ7共7种类型,合计56对112根斜拉索,长斜拉索245.5m,单根重量16.5t,全桥斜拉索钢丝净重790t。斜拉索表面设有凹坑,梁端设有体外减振器,以抑制斜拉索风雨振。
(5)施工
主塔施工期间,引桥预应力混凝土箱梁即可缩短工期,又使主跨钢箱梁架设变为单悬臂拼装施工,大大降低施工风险,工程质量易于保证。
钢箱梁架设采用桥面吊机进行悬臂对称安装,期间对边跨预应力混凝土主梁采用满布膺架法进行现浇施工,边跨合龙后,成为单悬臂继续进行钢箱梁安装,直至主跨合龙(图8)。在钢梁架设过程中,每对斜拉索均采取“一拉到位”的原则,但在挂索初期,为保证安全,前3对斜拉索采取“二拉到位”的原则。
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