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双线铁路32m跨下承式钢板梁制造技术

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双线铁路32m跨下承式钢板梁制造技术_第1页
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双线铁路32m跨下承式钢板梁制造技术[摘要]跨度32m双线铁路下承式钢板梁为栓焊结构,主体结构由主梁、横梁、 纵梁、下平纵联等部分构成主梁、横梁、纵梁及下平纵联杆件均为工厂焊接构 件,各构件在桥位以高强度螺栓连接成整体本文就其结构设计特点、制造的关 键与难点,依据“铁路钢桥制造规范(TB10212—98)”为标准,提出了钢板梁工厂制 造前主要应做的技术工艺准备工作,较详细的阐述了 32m下承式钢板梁的工厂加 工、制造及整体试拼装的工艺方案[关键词]钢板梁制造试拼装工艺方案1、钢板梁结构设计简介本钢板梁为用于行车速度160 km/h铁路区段、线间距为4.2 m的双线铁路下 承式钢板梁设计跨度为32 m,全长为32.6 m,两主梁中心距为9.8 m钢板梁总 体简图见“图1”钢板梁为栓焊结构,主体由主梁、横梁、纵梁、下平纵联等部分构成主梁、 横梁、纵梁及下平纵联杆件均为工厂焊接构件,各构件在工地以高强度螺栓连接 成整体为降低建筑高度,设计采用纵、横梁不等高,纵梁较横梁降低一根枕木的结构 形式1.1 主梁主梁采用工型截面腹板高(h)为3370 mm,板厚⑹为16 mm,高厚之 比:够=210.6。

腹板除设置竖向肋外,还在主梁外侧距上翼缘770 mm(h4.4)处设置 水平肋,水平肋与竖向肋间采用连接角钢高强度螺栓连接主梁上卜翼缘均由两层翼缘板叠焊组成,二层翼缘板的厚度均为32 mm,第一 层翼缘板的宽度为540 mm,第二层翼缘板的宽度为470 mm第二层翼缘板叠焊 中断处末端宽度方向做成1:4斜边;厚度方向做成1:8斜坡,末端厚度为10 miTio 末端的叠合贴角焊缝焊后用砂轮打磨,以减少应力集中的影响主梁腹板、下翼缘板的长度方向每间隔4 m设有与横梁连接的高强度螺栓 孔主梁详图见“图2”1.2 横梁横梁采用工型截面上翼缘两端做成向上的弯折形,以便与主梁腹板相连,达到增强横梁与主梁整体刚性之目的横梁详图见“图3”横梁分为端横梁和中间横梁,端横梁两侧设有起顶钢梁的装置(加劲肋和垫 板)横梁高度(中部)为1400 mm上下翼缘均由两层翼缘板叠焊组成,第二层翼缘 板叠焊中断处末端做法与主梁相同;两层翼缘板的厚度分别为32 mm和24 mm; 腹板厚度为16 mm中间横梁的两层上翼缘板宽度分别为240 mm和170 mm;端 横梁的两层上翼缘板宽度分别为190 mm和120 mm(为端纵梁上设置一根枕木而 变窄);中间横梁及端横梁的两层下翼缘板宽度均分别为420 mm和350 mm。

横梁腹板、下翼缘板上设有与主梁、纵梁连接的高强度螺栓孔横梁与主梁、 纵梁的腹板间均采用连接角钢高强度螺栓连接横梁腹板上部在与纵梁连接处, 开有一扁长孔,用于通过两纵梁上翼缘连接的鱼形板1.3 纵梁全桥设置4道纵梁,每线两纵梁中心距为2 m两横梁之间为中间纵梁(长 4000 mm),端横梁外设置端纵梁(长300 mm)纵梁详图见“图4”纵梁采用工形截面中间纵梁高为632 mm,腹板厚为12 mm,翼缘板的宽度 和厚度分别为240 mm和20 mm端纵梁高为1180 mm,腹板厚为12 mm,翼缘板 的宽度和厚度分别为240 mm和16 mm每线两纵梁之间的上平面设横撑和斜撑(平纵联),下平面仅设横撑横撑和斜 撑均采用角钢通过节点板与纵梁翼缘板栓接中间纵梁两端下部设有工形截面的牛腿,纵梁及牛腿共同与横梁连接1.4 下平纵联两主梁下平面设置下平纵联下平纵联杆件采用工形截面,工形高度为340 mm,翼缘板宽度为240 mm,腹板及翼缘板厚度均为10 mm杆件两端由上下两节 点板通过角钢与主梁及横梁栓接1.5 附属设施两主梁外侧设置人行道;两主梁内侧及桥中线设置员工走道;主梁下部设置检 查小车1.6 材料钢板梁的主体结构用钢板采用Q345qD,角钢采用Q345D;附属结构采用 Q235B。

高强度螺栓为10.9级,采用20MnTiB或40B钢2、钢板梁制作的关键与难点根据钢板梁设计图及铁路钢桥制造规范的要求,钢板梁制作主要有以下关键 与难点:⑴钢板梁设计为栓焊结构,主梁、横梁、纵梁及下平纵联杆件均为工厂焊接 构件,各构件在工地以高强度螺栓连接成整体采用合理的制作工艺,严格控制主 梁、横梁、纵梁及下平纵联等杆件的尺寸及其相互连接的高强度螺栓栓孔加工的 位置尺寸精度,确保钢板梁整体的顺利拼装及整体儿何尺寸完全符合“铁路钢桥 制造规范”的要求是钢板梁制作的关键⑵主梁腹板全长为32.6 m,高为3370 mm高度方向需两块板做水平对接焊 成,长度方向得由若干块板横向对接焊成,且腹板上还焊有多条竖向肋和水平肋 工艺上必须采取有效措施控制、减小焊接变形,确保腹板的平面度及上拱度符合 “规范”要求是钢板梁制作的主要难点之一⑶主梁翼缘由两层翼缘板叠焊组成,第二层翼缘板叠焊中断处末端的贴角 焊缝焊后一定要用砂轮顺应力方向打磨,并进行锤击,以减少应力集中的影响⑷横梁两端上翼缘做成向上的弯折(为马鞍形),上翼缘角焊缝焊后,两端势 必产生向内的焊接变形工艺上必须采取有效措施控制、减小这种焊接变形,确 保其不侵入建筑界限。

3、钢板梁制作技术工艺准备为保证钢板梁制造质量达到设计要求,依据钢板梁的设计图、铁路钢桥制造 规范(TB10212—98),钢板梁制造前主要应做以下技术工艺准备工作:⑴编制钢板梁制造工艺方案;⑵编制钢板梁制造的验收标准(工厂内控质量标准);⑶针对钢板梁结构设计的主要焊接接头,进行焊接工艺评定试验;⑷依据钢板梁设计图及钢板梁制造工艺方案,绘制工厂加工、制作的施工详 图;⑸进行专用工艺装备设计;(6)编制钢板梁制造工艺文件4、钢板梁制作工艺方案主梁、横梁、纵梁及下平纵联杆件,在工厂按施工图制成杆(构)件,并进行整 体试拼装经试拼装的杆(构)件在工厂进行喷丸除锈,并按设计防腐涂装体系要求 进行防腐涂装两片主梁采用临时杆件拼窄后发运,横梁、纵梁及下平纵联杆件 单件或栓合发运4.1 零件下料、加工⑴所有零件均采用数控切割机精密切割卜.料,杆件的长度、宽度方向预留刨 (铳)边加工量及焊接、热矫正收缩量⑵主梁、横梁、纵梁及下平纵联等主要杆件焰切下料的H由边缘,均采用砂 轮进行双侧倒棱,倒棱半径ImmSRS2mm⑶主梁、横梁的第二层翼缘板叠焊中断处末端厚度方向的1:8斜坡采用铳 (刨)加工;所有对接、角接焊的U型坡口均采用刨(铳)加工。

4)所有零(部)件下料、焊接后的变形,采用机械冷矫或火焰加热矫正⑸为保证杆件上的高强度螺栓栓孔位置及孔径精度,所有高强度螺栓栓孔 均采用钻模控制或数控钻床钻孔为提高效率,杆件上的栓孔采用先孔与后孔相 结合的成孔工艺4.2 主梁制作A:主梁翼缘板制作⑴单层翼缘板制作工艺要点:①根据来料长度,将翼缘板全长分成若干段,分段接头位置设置原则:a、应与竖向加劲肋中心错开不小于100mm;b>应与栓孔中心错开不小于 100mm;c、两层翼缘板接头位置相互错开不小于200mm②翼缘板全长预留焊接、火焰热矫正变形收缩量及起拱伸长(缩短)量⑴中间纵梁制作在确保纵梁制作精度符合设计及“规范”要求的前提卜.,为提高效率,中间纵梁 均采用先孔法制作中间纵梁制作工艺要点:①上、卜.翼缘板及腹板均采用不板划线、钻模钻孔(孔群间预留焊接收缩fi)0②在拼装胎型上,采用定位样板以已钻栓孔定位,将上、下翼缘板及腹板拼装 成工型2)中间纵梁两端下部的牛腿亦采用先孔法制作⑶ 端纵梁采用后孔法制作即:先将上、下翼缘板及腹板拼焊成工型,再划线、 钻制上、下翼缘板及腹板上的栓孔4)纵梁其余构件的制作纵梁与横梁的连接角钢及拼接板(鱼形板);端纵梁的加劲角钢;横联的支撑角 钢、节点板及填板等,均采用钻模钻孔。

4.5 下平纵联制作下平纵联H形斜杆采用后孔法制作即:先将上、下翼缘板及腹板拼焊成工 型,再划线、钻制翼缘板及腹板上的栓孔下平纵联的节点板、填板及连接角等均采用钻模钻孔4.6 试拼装工厂制作完成的主梁、横梁、纵梁及下平纵联等,经检验合格后,在工厂进行 整体试拼装整体试拼装依据施工图及“铁路钢桥制造规范(TB10212-98)”中的 “4.9”条进行对板梁的整体试拼装,按“铁路钢桥制造规范(TB10212--98)”中的“4.9”条进行 检验,板梁整体的各项指标均应符合“规范”要求4.7 防腐涂装主梁、横梁、纵梁及下平纵联等杆件的所有外表面均采用人工喷丸除锈,喷 丸除锈后的钢表面清洁度等级应达GB8923的Sa2.5级(栓接面应达Sa3.0级)所有栓接面采用电弧喷铝,喷铝后的栓接面磨擦系数出前应达到0.55以上(工 地总拼时应达到0.45以上)除栓接面以外的所有外露表面均应按设计涂装体系进行涂装其中面漆在工 厂仅涂一道,待工地总拼装后再涂第二道面漆5、结语我国铁路跨河、跨线(铁路或公路)的中小跨度桥梁,当建筑高度受限时,大都 采用简支下承式栓焊钢板梁这种栓焊结构很适于工厂化制造,在工地拼架(全部 栓接,无工地焊接)亦很便利。

本文以“双线铁路跨度32m下承式栓焊钢板梁”为例, 对其工厂制作工艺方案作了较详细的介绍,希望能对同类型钢桥的加工制作有一 定参考价值本文所述“下承式钢板梁”的桥面体系为明桥面的纵横梁体系桥面系亦可采 用纵横梁的钢正交异性板体系,如1992年建成的“淮南复线拓皋溪桥”——32 m 下承式有俺正交异性板钢板梁参考文献:[1] TB10212.98.铁路钢桥制造规范[S].[2]周键.杨建国.齐金朋.烟大铁路轮渡栈桥钢梁制造工艺[J].铁道标准设 计.2008.⑸[3]夏阳.新搓浦铁路中桥铁路40m钢桁梁制造技术.[J].铁道标准设 计.2008.(11)。

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