型钢拱架焊接作业指导书 - (报)

新建杭州至黄山铁路站前Ⅶ标

型钢拱架焊接加工

作业指导书

编制：

复核：

审核：

中铁二局杭黄铁路站前Ⅶ标项目部

二〇一五年三月

目录

1.编制目的 (3)

2.适用范围 (3)

3.作业准备 (3)

3.1 内业技术准备 (3)

3.2 外业技术准备 (3)

4.技术要求 (3)

5.施工要求 (4)

5.1施工准备 (4)

5.2制作模具 (5)

5.3型钢下料加工 (5)

5.4型钢钢架焊接 (5)

5.5检查验收 (5)

5.6型钢钢架运输 (13)

6.质量控制及检验 (14)

6.1质量控制 (14)

6.2质量检验 (14)

7.安全及环保要求 (14)

7.1安全要求 (14)

7.2 环保要求 (15)

型钢拱架焊接加工作业指导书

1.编制目的

为明确隧道型钢拱架焊接加工施工工艺、操作要点和相应的标准要求，指导、规范隧道型钢拱架焊接加工施工，满足设计及规范要求。

2.适用范围

适用于本标段内隧道IV、V级围岩初期支护型钢钢架焊接加工。

3.作业准备

3.1 内业技术准备

⑴应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读和审核设计图纸，熟悉规范和技术标准。

⑵对班组作业人员进行岗前安全培训及技术交底。

⑶钢拱架大样尺寸交底时，应考虑隧道开挖断面预留沉降量引起的断面尺寸变化。

⑷对钢架焊接工艺进行交底。

3.2 外业技术准备

⑴钢架加工场地的布置及地面硬化。加工场内分区明显、合理（原材料堆放区、加工区、成品区、半成品区、废料堆放区）。

⑵原材料取样送检，合格后方可使用。

⑶在加工区内进行钢架分节段大样放样，制作钢架模型并固定。

⑷场地内各种标识醒目、齐全，机具设备调试性能良好。

4.技术要求

采用型钢钢架施工的围岩为：Ⅳb级、Ⅳ级下锚、Ⅴb级、Ⅴc级、Ⅴ级下锚。

Ⅳb级、Ⅳ级下锚围岩采用I18型钢钢架，钢架间距0.8m～1.0m；

Ⅴb级围岩采用I20a型钢钢架，钢架间距0.6m；

Ⅴc级围岩采用I22a型钢钢架及HW175型钢钢架，钢架间距0.6m；

Ⅴ级下锚围岩采用I20a型钢钢架，钢架间距0.8m。

隧道各部开挖完成初喷砼后，分单元及时安装型钢钢架，与定位锚杆、径向锚杆以及双侧锁脚锚杆固定，纵向采用Φ22钢筋连接。钢架之间铺挂钢筋网，然后复喷混凝土到设计厚度。

图4-1 型钢标准截面图

表4-1 型钢标准截面尺寸表

型号

尺寸（毫米）截面面积

（厘米2）

理论重量

（公斤/米）h b d t

18 180 94 6.5 10.7 30.6 24.1

20a 200 100 7 11.4 35.5 27.9

22a 220 110 7.5 12.3 42 33

HW175 175 175 11 7.5 51.4 40.3

5.施工要求

5.1施工准备

⑴做好施工用电，机械设备（如电焊机、弯筋机、切断机、卷扬机等）运转调试工作。

⑵型钢拱架加工所用的原材料必须满足设计及规范要求。

⑶型钢拱架应按分部开挖情况分段、分节制作加工，在加工场地按1：1放样，型钢钢架宜采用冷弯成型。型钢钢架不得在拱顶等剪应力较大或弯矩最大的地方分段、分节，型钢钢架加工的焊接不得有假焊，焊缝表面不得有裂纹焊瘤等缺陷。

⑷型钢钢架安装前，根据设计断面尺寸及预留沉降量要求，对开挖净空尺寸进行检查。

5.2制作模具

复核型钢钢架截面设计模具，模具材料型钢、钢板和钢筋（Φ25）均可，做好模具可按大样线直接焊在钢平台上，必须保证焊接牢固和竖向垂直。

5.3型钢下料加工

⑴复核下料单上型钢的尺寸及用料规格型号，开始阶段应少下几根料现场弯制，检查是否符合设计要求，严禁以拱部顶点作为分节接头。

⑵按复核后的下料单进行下料，下料后各种规格、尺寸必须分类分开放置并标识，以免误用，对一些小料应合理利用。

⑶进行型钢弯制，可用人工也可用机械弯制，但弯制必须做到以下几点要求：弯起点必须做标记；型钢弯制形状正确，平面上无翘曲不平现象。

5.4型钢钢架焊接

以I18工字钢型号为例，计算型钢焊接加强钢板尺寸确定。

5.4.1热轧工字钢焊缝对接

施工当中最为常见的焊接方法是手工电弧焊，通电后，在焊条与焊件间产生电弧，电弧的高温（可达到3000°C）将电弧周围的金属变成液态，形成熔池，同时高温也使焊条金属融化，滴落至熔池中，与焊件的熔融金

属结合。冷却后即形成焊缝。

手工电弧焊优点是操作简便、焊接方便，但是焊缝带的质量有一定的缺陷，在焊接过程中产生于焊缝金属或附近热影响区刚才表面或者内部的缺陷。常见的缺陷有裂纹、焊瘤、烧穿、电弧坑、气孔、夹渣、咬边、未熔合等。焊缝缺陷的存在势必削弱焊缝的受力面积，在缺陷处引起应力集中，故对连接的强度、冲击韧性及冷弯性能等均有不利影响。

《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001规定，焊缝质量等级分为一级、二级和三级；三级焊缝只要求对全部焊缝做外观检查，在平时的施工当中由于焊接技术和检测手段的影响，可以把我们日常施工当中所遇到的焊缝质量规定为三级。

5.4.2热轧工字钢加强钢板选取计算

⑴Ⅰ18截面达到设计强度的弯矩计算

由已知资料查出I18工字钢截面特性：

x I =16604cm

x W =1853cm mm 5.6t w = 7.10d =mm

x W M max = 23/21510185mm N M =⨯（设计强度）

m ax M =215N/2mm ⨯310185⨯3mm

=39.775m KN ⋅

x I ——对x 轴的截面惯性矩

x W —— x 轴的截面模量

w t —— 工字钢翼缘板厚度

d —— 工字钢腹板厚度