¿Procesamiento y control de nervaduras de arco de tubos de acero en puentes de arco de tubos de acero rellenos de hormigón?

La estructura de hormigón con tubo de acero es una estructura compuesta formada mediante el relleno de hormigón en el tubo de acero. Tiene las características tanto de estructura de acero como de estructura de hormigón. Ejerce eficazmente las propiedades mecánicas del hormigón y el acero. El efecto aro del tubo de acero mejoró enormemente la resistencia de la estructura a la compresión y la deformación. Los puentes de arco atados con tubos de acero rellenos de hormigón tienen una apariencia hermosa, una estructura rigurosa, soportan tensiones científicas y son racionales desde el punto de vista económico. Se han utilizado ampliamente en la construcción de carreteras y puentes urbanos en los últimos años. Sin embargo, debido a su alto contenido técnico, mano de obra estricta, numerosos procedimientos y construcción difícil, resumir la experiencia de construcción y gestión de este tipo de puente en el futuro tiene una importancia guía práctica. Este artículo toma el puente Nanhe como ejemplo para discutir brevemente la producción y el control de la construcción de sus nervaduras de arco de tubos de acero.

2 Descripción general del proyecto

El puente Nanhe está ubicado en el oeste de la ciudad de Liyang, provincia de Jiangsu. Es un gran puente que cruza el río Nanhe en la recién construida autopista Nanjing-Hangzhou. con una longitud total de 659,44 metros Normas técnicas: Diseño La carga supera los 20 y la carga es -120; el ancho libre del tablero del puente es 2×15,25 metros el nivel del canal es el nivel de planificación 50,0×; 5,0 m; la intensidad sísmica es de 7 grados.

El tramo principal del puente Nanhe es una estructura de arco de hormigón pretensado con arcos de tirante rígidos. La luz calculada es 126,28 m, el eje del arco es una parábola cuadrática, la altura sagital es 25,256 m y la relación sagital-luz es 1:5. Las nervaduras del arco están hechas de hormigón de tubería de acero en forma de mancuerna, el diámetro exterior de las tuberías de acero superior e inferior es de 1 lOem, el espesor de la pared de la tubería de acero y el alma es de 1,4 em y está lleno de microexpansión de 40 #. concreto (ver Figura 1). La abrazadera contra el viento tiene forma de K y consta de tubos de acero soldados con diámetros exteriores de 110 cm y 80 cm. Todo el puente está equipado con 4 nervaduras de arco, 6 pares de tirantes contra viento (ver Figura 2), 38 vigas y 76 tirantes.

3 Procesamiento de nervaduras de arco de tubos de acero

3.1 Flujo de proceso principal

Inspección de materia prima → replanteo → corte → procesamiento → ensamblaje y soldadura → ensamblaje de micro pirotécnico -secciones de curvatura y soldadura de red → Inspección del proceso de ensamblaje e soldadura de piezas relacionadas con la pluma (accesorios) → Instalación de orificios de escape y lodo → Preensamblaje de nervaduras de arco → Prevención de pintura y oxidación.

3.2 Puntos clave del plan de procesamiento

División seccional: Para facilitar el izado, el tubo de acero con nervadura en arco se produce en secciones. De acuerdo con la capacidad de elevación en el sitio, cada nervadura del arco de este puente se divide en dos secciones incrustadas de pie de arco y siete secciones de elevación intermedias, y cada columna resistente al viento en forma de K es un segmento.

Método de fabricación: utilice una máquina laminadora de placas para enrollar la placa de acero en un tubo redondo; ensamble y suelde los tubos de nervadura del arco y los tubos de soporte del viento de 6 my 17 m de longitud básica de diseño; Los tubos de las nervaduras del arco superior e inferior se doblan ligeramente mediante pirotecnia. Después de la formación, el posicionamiento, la soldadura y el ensamblaje del segmento se completan en el marco del neumático especial. Cada segmento de arriostramiento se monta sobre otra abrazadera plana.

Gran margen para juntas: para garantizar que cada paso del plan y proceso de construcción cumpla con los requisitos de diseño y alcance la precisión de desviación especificada, se agrega un margen de 80 mm a las juntas grandes del arco superior e inferior. tubos de nervadura, que se reserva al ensamblar los segmentos. Alinee únicamente los segmentos a la longitud calculada. Aumente la compensación de soldadura: considerando el ensamblaje del segmento, la soldadura de la red afectará el espaciado de los tubos superior e inferior de cada segmento de costilla del arco. Se pueden agregar 5 mm a lo largo de la línea radial como compensación de soldadura para garantizar las dimensiones geométricas del diseño.

Marcado: Marca las líneas radiales del tubo nervado a 0°C y 180°C, como líneas de marcado para ingeniería contra incendios e inspección de ensamblaje de segmentos.

Marcado de instalación: para facilitar la instalación en el sitio, antes de preensamblar las nervaduras del arco, se deben marcar los puntos de control de cada junta durante la instalación en el sitio midiendo las líneas radiales y el número de estación. líneas, y se deben tomar ciertas precauciones durante la pintura.

3.3 Puntos clave del control de la construcción

(1) Con base en las especificaciones de aceptación relevantes y los requisitos de proceso proporcionados en los documentos de diseño, se compilan elementos de aceptación y estándares específicos para cada proceso.

(2) Al realizar el replanteo, se debe garantizar la exactitud e integridad de todas las tablas de soporte, tarjetas de anidamiento y bocetos en blanco, y se deben marcar ángulos, dimensiones, nombres, datos, etc. Posición de muestras y tiras de muestra en procesos posteriores.

(3) Verificar el corte de todas las piezas. Las piezas que estén fuera de tolerancia no deben fluir al siguiente proceso; las piezas oxicorte deben limpiarse y pulirse, y aquellas con deformación térmica deben corregirse antes. usar.

(4) La rectitud y el ángulo del borde de la ranura deben cumplir con los requisitos de tolerancia.

(5) El marco del neumático debe tener suficiente rigidez para controlar la deformación estructural. Si es necesario, se deben marcar la línea central, la línea de referencia de posicionamiento y la línea auxiliar del marco del neumático.

(6) No se debe realizar ningún montaje con fuerza para evitar dañar el material base, y las tuberías se deben instalar estrictamente para controlar los espacios. Una vez completada la soldadura, se debe corregir a tiempo.

(7) Controle estrictamente la temperatura pirotécnica del tubo acanalado y está estrictamente prohibido utilizar agua para enfriar.

(8) Desarrollar un proceso de medición profesional exhaustivo. Los instrumentos de prueba deben ser inspeccionados por el departamento de metrología y se debe considerar el impacto ambiental durante la operación.

(9) Mejorar las medidas de seguridad.

4 procesos clave

4.1 Soldadura por cordón

La soldadura es un trabajo profesional y estandarizado, que es muy importante en la construcción de proyectos de estructuras de acero. Por lo tanto, es clave monitorear todo el proceso de procesamiento de las nervaduras del arco de tubería de acero de este puente.

4.1.1 Preparación antes de soldar

El departamento de tecnología de la construcción formula los principios del proceso de soldadura basándose en los documentos de diseño y con referencia a las normas, especificaciones y procedimientos relevantes, y aclara los métodos y procesos de soldadura. medidas, estándares de calidad y especificaciones de Aceptación. Los métodos de soldadura de los tubos de acero con nervadura en arco de este puente incluyen soldadura por arco manual, soldadura con protección de gas CO2 y soldadura por arco sumergido automática.

Evaluación del proceso: la evaluación del proceso de soldadura es la base para la fabricación de estructuras de acero. La unidad de construcción debe completar el documento de evaluación del proceso basado en el proyecto real y guardarlo como un documento de finalización. De acuerdo con la forma de soldadura de la junta a tope, la junta traslapada y la junta en T, se determina el método de soldadura correspondiente y no se debe cambiar a voluntad.

Dentro del rango de 25 mm, se debe limpiar según sea necesario para eliminar el aceite, el óxido, las incrustaciones y el polvo de la superficie. ·Límpielo antes de soldar. Las juntas cerámicas deben construirse de acuerdo con los procedimientos operativos.

Placa de prueba de producción: para garantizar la calidad de las soldaduras, la estructura de nervaduras del arco del puente Nanhe está equipada con una placa de prueba de producción, que tiene el mismo material, espesor, ranura y dirección de rodamiento que la placa de prueba correspondiente. soldaduras Según la tecnología correspondiente Las pruebas de propiedades mecánicas se llevan a cabo de acuerdo con las normas para garantizar que sus parámetros cumplan con los requisitos de las especificaciones. Formule un proceso de evaluación de placas de prueba de producción y defina claramente el propósito, el alcance de la aplicación, los estándares de referencia y el contenido del proceso para garantizar la calidad de las soldaduras.

4.1.2 Requisitos de soldadura

Soldadura en fábrica: durante el proceso de producción y ensamblaje de la tubería de acero con nervadura en arco del puente Nanhe, las costuras longitudinales y circunferenciales adoptan ranuras en forma de V, soldadas un lado, formado en ambos lados y formado en el reverso Aplicar junta de cerámica (dentro del tubo). El proceso de llenado de soldadura se divide en cuatro pasos, a saber, dos pasos para el llenado inferior de la soldadura protegida con gas CO2, un paso para el llenado de la soldadura por arco sumergido y un paso para la cubierta. La placa de inicio de arco y la placa de extinción de arco se instalan al principio y al final de la soldadura de costura longitudinal respectivamente, y el tipo de ranura es el mismo que el de la costura longitudinal. La soldadura de costura circunferencial adopta un marco de neumático rodante y soldadura aérea. La soldadura de cada proceso debe completarse al mismo tiempo. Cuando se detiene la soldadura por algún motivo y se continúa soldando, el arco no debe desprenderse del metal base. El punto de inicio del arco debe cepillarse o pulirse hasta lograr una superposición en pendiente de 1:4 y la longitud de la superposición no debe ser inferior a 50. mm..

Instalación en el sitio: Se utiliza soldadura por arco manual para la instalación en el sitio, y soldadura simétrica para las líneas de intersección y segmentos de las columnas resistentes al viento y las nervaduras del arco. Una vez colocada la sección de cierre de la nervadura del arco y alcanzada la temperatura de cierre de diseño, se puede realizar la soldadura.

4.1.3 Inspección de calidad de soldadura

El grado de soldadura de Nanhe Bridge cumple con los requisitos de soldadura de primer nivel de GB50205. La calidad de la apariencia de las soldaduras debe ser hermosa y ordenada, y el tamaño debe cumplir con los requisitos de diseño y proceso para garantizar que no haya defectos de soldadura como grietas, poros, inclusiones de escoria, nódulos de soldadura y cráteres de arco. El requisito de calidad inherente es que después de 24 horas de soldadura, el 100% de la longitud de la soldadura debe someterse a inspección ultrasónica y el 10% debe someterse a detección de defectos por rayos X.

4.2 Procesamiento lineal segmentado

El segmento costal del arco es la unidad básica que constituye el eje del arco, y su forma lineal depende de la ligera flexión del tubo costal del arco. El método de microflexión de la pirotecnia consiste en que la pirotecnia y la fuerza externa forman una curva de diseño. De acuerdo con la ecuación del eje del arco diseñada, las coordenadas de todos los puntos de control de los tubos de acero de las nervaduras del arco superior e inferior de cada sección se determinan mediante cálculos por computadora como base para la microflexión y la medición y control, y se elaboran documentos de proceso estándar de aceptación específicos. compilado.

Pasos de implementación: diseñar y construir el marco del neumático modelo → marcar sus líneas centrales verticales y horizontales y líneas auxiliares → determinar la posición de cada línea de estación en el marco del neumático, instalar con precisión los soportes y el equipo para la aplicación externa fuerza → coloque la tubería de acero acanalada en su lugar, establezca las coordenadas del plano → dibuje el área de calentamiento → aplique fuerza externa calentando en diferentes áreas.

Puntos de control:

(1) Asegúrese de que el tubo de acero que se va a doblar en el marco del neumático superior esté en la posición correcta, es decir, la línea radial del tubo de acero y su línea central debe estar alineada con la línea central longitudinal del marco del neumático. De acuerdo con la línea central;

(2) El calentamiento debe realizarse simétricamente desde ambos extremos hasta el centro;

(3) La aplicación de fuerza externa debe ser simétrica y razonable, y la presión debe ser gradual y apropiada;

(4) Enfatizar el control coordinado de la presión y la temperatura;

(5) El cinturón calefactor debe evitar la posición de la costura del anillo, y el ancho de banda acordado se puede ajustar adecuadamente de acuerdo con la situación real;

(6) Observe y mida las coordenadas del eje del arco en cualquier momento. para controlar la flexión.

4.3 Empalme previo de las nervaduras del arco

Si la moldura de las nervaduras del arco se ajusta a la línea diseñada es la clave para la finalización del puente. Por lo tanto, una vez completados los segmentos de las nervaduras del arco, se debe inspeccionar exhaustivamente su envergadura, el eje del arco, la horizontalidad (desviación lateral del eje del arco) y la precisión de la posición de la pluma mediante el empalme previo para preparar el izado en el sitio. El premontaje de fábrica de nervaduras del arco del puente Nanhe adopta un plan de premontaje monolítico horizontal.

Método de premontaje: Siga completamente la secuencia de elevación segmentada in situ, comenzando desde la sección preincrustada del arco del pie y procediendo simétricamente desde ambos extremos. El margen de fabricación del segmento debe dejarse en la sección cerrada (eliminado durante la instalación en el sitio), y el margen de fabricación de otros segmentos debe eliminarse (solo queda el margen para la costura del anillo).

Puntos de control:

(1) Seleccione un sitio y un espacio plano suficientemente rígido y equípelo con el equipo de elevación y las herramientas de marco de neumáticos correspondientes.

(2) Los instrumentos de prueba deben enviarse a una unidad de medición especializada para su calibración.

(3) Desarrollar un plan de premontaje basado en el proceso de premontaje preparado.

(4) Realice el premontaje de acuerdo con el plan de premontaje, guarde adecuadamente los datos de medición previos al montaje y tome ciertas medidas para proteger los puntos de control de premontaje para su uso durante la instalación.

Mediante el premontaje en fábrica, se probó la precisión del procesamiento de los segmentos de nervadura del arco, se eliminó al máximo la desviación del procesamiento de los segmentos de nervadura del arco y se realizaron todos los preparativos para el izado en el sitio. terminado.

5 Conclusión

Con el rápido desarrollo de la construcción de transporte nacional, como modelo de utilización racional de materiales compuestos en la ingeniería de puentes, el desarrollo de puentes de arco de tubos de acero rellenos de hormigón está en auge. el ascendente. Sin embargo, no existen especificaciones ni procedimientos cualitativos o cuantitativos para la producción de nervaduras de arco de tubos de acero de su estructura principal, tecnología de formación de arcos, tecnología de preensamblaje, procedimientos de control y supervisión de calidad, etc. Este es un problema que debe resolverse. urgentemente. Espero que lo anterior pueda ser de algún valor de referencia para esto.

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