剪力钉施工.docx

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剪力钉施工

公司标准化编码[QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

剪力钉施工

剪力钉施工

工艺概述

本工艺适用于各类铁路桥梁公称直径为10～25mm的剪力钉（行业标准中称之为剪力联结器，以下简称焊钉）的工地焊接。

以京沪高速铁路南京大胜关长江大桥为例，其钢桥面板剪力钉采用电弧螺柱焊，此施工工艺具

有焊接强度高，焊接时间短、热变形小及生产效率高、工序简单、成本低等特点。

作业内容焊钉、瓷环检验，焊接区域表面清理，焊钉焊接及焊接质量检验。

质量标准及检验方法

《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205—2001）

《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010）

《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ203-2008）

《高速铁路桥涵工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）

《铁路钢桥制造规范》（TB10212-2009）

《铁路桥涵工程质量验收标准》（TB10415—2003）

工艺流程图

施工准备

划线定位

焊接区域清理

试焊

正式焊接

验收

工艺步骤及质量控制

一、施工准备

1.施工条件

（1）施工前对施工区域（如钢桥面板）堆积的材料、机械等进行清理。

对施工区域内存在的临时焊接件进行切割，并打磨、轻敲释放内应力。

若钢梁桥面板上原涂装基本被破坏或存在大面积的锈蚀、污染等情况，应进行清洗、抛丸除锈，并涂装底漆。

除锈、涂装应符合设计和GB8923的有关要求。

（2）构件表面焊接的部位，不允许有油漆、锈、水、油污及其它影响焊缝质量的污渍。

（3）焊接作业场地空气环境相对湿度不大于85％。

（4）焊接作业环境温度不得低于0℃，否则应采用火焰烘烤或其他必要措施将母材预热到50℃以上，预热范围应≥3倍板厚且不小于100mm直径的圆形区域。

2.技术准备

（1）按T10212规定进行焊接工艺评定，结果应符合设计要求和GB50205标准规定。

（2）根据工艺评定、设计图纸，编制施工作业指导书，做好施工技术交底。

3.材料准备

（1）根据设计要求，选用合格的焊钉。

（2）根据焊钉的安装位置按下述要求使用配套瓷环：

①在压型钢板（如钢桥面板）上安装焊钉，应使用穿透型（B2型）配套瓷环。

②在钢梁钢柱上安装焊钉，应使用普通型（B1型）配套瓷环。

4.机具准备

按表准备好相关机具设备，检查并确认所使用的设备工作状态正常，仪表工具良好、齐全可靠，方可施焊。

二、划线定位

用钢尺和墨线（划针），按设计要求的位置和间距，在构件上划出焊钉的位置并在焊钉位置处打上样冲眼。

划线定位需符合设计要求，位置允许偏差±1mm。

三、清理焊接区域

用角磨机将施焊部位的涂层打磨干净，并用钢丝刷清扫铁屑残渣。

清理范围为距焊接中心点半径不小于2d，清理表面要求达到级或设计要求，焊接钢构件

表面不允许有油漆、其它涂层、水、油脂及其它影响焊缝质量的污渍存在。

清理后的表面必须及时进行焊接，如焊接前有锈斑、污物等必须重新进行清理。

四、试焊

1.施工工艺试焊工作在试焊板上进行，试板材质必须与工件相同，厚度允许变动±25%，焊接位置为平焊。

①植钉枪的操作：

植钉枪的操作如图所示。

熔接长度按表中WA栏取值。

焊接瓷环

焊钉

夹钉头

植钉枪

熔接长度

瓷环固定座

长短钉伸缩器

②焊钉熔焊焊接准备：

图植钉枪操作图

将焊钉放在焊枪的夹持装置中，把相应直径的保护瓷环置于母材上，把焊钉插入瓷环内并与母材接触，如图所示。

引弧：

按动电源开关，焊钉自动提升，激发电弧，如图所示。

焊钉焊钉

保护瓷环

引弧结电弧

母材

焊接：

图焊接准备图引弧

焊接电流增大，使焊钉端部和母材局部表面熔化，此过程会产生高温气体。

如图所示。

加压：

设定的电弧燃烧时间达到后，将焊钉自动压入母材，此过程会有一定的飞溅物产生。

如图

所示。

焊接电弧

断电：

图焊接图加压

切断电源，熔化金属凝固，并使焊枪保持不动，如图所示。

冷却：

焊缝冷却，焊钉端部形成均匀的环状焊缝余高，然后敲碎并清除瓷环，焊接完成，如图所示。

焊接金属部分

余高

图断电、金属凝固图冷却、焊接完成

2.工艺要求每日每台班开始正式施焊前或更换一种焊接条件时，必须按焊接工艺试焊两个焊钉，用套管将

焊钉压弯30°（或使用小铁锤敲击），进行弯曲试验，检查是否满足质量要求；若不能满足要求，则应修改施工工艺，调整工艺参数再试，直到满足要求为止。

使用套管进行试验时，套管下端距焊

肉上端的距离不得小于1d。

五、剪力钉焊接

1.施工工艺划线定位后，即将瓷环摆放至焊钉焊接位置，焊钉置于瓷环旁，等待焊接施工。

正式焊接的施工工艺与试焊工艺相同。

2.工艺要求

①焊钉焊接工作，必须由经过焊钉焊接培训考试合格的焊工担任。

②焊钉施焊时，焊钉与钢板应保持垂直，焊枪保持稳定不动直至焊接金属完全固化，焊缝冷却过程中不得受到冲击或振动。

③焊接过程中，对没有获得完整360°周边焊脚的焊钉，应进行补焊（可采用φ4mm或φ

的E5015焊条进行补焊，补焊长度应向缺陷两端外延10mm，补焊焊脚尺寸6mm）。

经过修补的焊钉，每个焊钉均应作弯曲15°试验，小锤敲击方向应从焊缝不饱满的一侧进行。

弯曲15°试验合格后的焊钉仍需参与弯曲30°试验的抽查。

六、检验

焊接应严格按照检验标准进行检验，经检验后的焊钉处理方式如下：

1.对不合格焊钉应从母材上拆除，将移去焊钉的位置整平磨光，如遇到底面金属有损伤的，应用焊条补焊磨平，然后焊上替代焊钉，并应严格检查替代焊钉的焊接质量。

2.试验样品的处理经弯曲试验的焊钉，如果合格可保留弯曲状态；如果不合格应按1处理。

七、参考焊接工艺参数

南京大胜关长江大桥焊钉焊接方法为直流正接套瓷环，焊接电压、电流、及时间（焊钉枪提起和插下）等参数见表。

表焊钉焊接参数

焊钉直径（mm）

电压（V）

电流（A）

时间（s）

备注

19

380

1450

焊钉由安徽芜湖铸造厂生产

此项参数受设备和焊钉的影响较大，具体施工时应根据所使用的焊钉机使用说明和焊接工艺评

定来确定。

八、质量记录

施工过程中应做好以下记录：

图纸会审、设计变更；原材料出厂合格证书及进场检（试）验报

告；施工试验报告及见证检测报告；工程日志；质量验收记录；分项工程质量验收记录等。

施工机械及工艺装备

以南京大胜关长江大桥2×84m连续钢桁梁桥面焊钉施工为例，焊钉数量为25415个，施工机械及工艺装备见表表施工机械及工艺装备表

名称

规格

数量

作用及工艺要求

电弧螺柱焊机

RSN-3000

1台

熔焊焊钉，该设备必须是焊接工艺评定

试件制作的设备，且工艺评定结果合格

角向磨光机

1台

用于去除焊钉焊接区域的油漆

电弧焊机

1台

用于焊钉补焊

烘箱

1台

必要时用于焊钉和瓷环的烘烤除湿

钢卷尺

50m

1把

定位、划线

墨盒、墨线

1套

钢管

φ25mm，L=2m

1根

焊钉焊接质量检验

小铁锤

1Kg

1把

敲碎瓷环

石笔

若干

标记定位点

作业组织

剪力钉施工人员每班4人，其中技术员1人，工人3人。

剪力钉焊接作业人员分配见图。

焊接区域打磨1人

桥面板清理、划线定位3人

摆放瓷环和剪力钉1人

清除瓷环、补焊柱脚1人

材料消耗

焊接剪力钉1人

图焊钉焊接作业人员分配图

南京大胜关长江大桥2×84m连续钢桁梁桥面剪力钉施工的材料消耗量见表。

表材料消耗表

材料

规格

数量

焊钉

φ19×100mm

25495个

瓷环

GB/T1043319B2

25735个

砂轮片

15个

焊条

40根

生产效率

2×84m连续钢桁梁桥面焊钉施工工期为16天，平均每天每台焊机施工1600个焊钉。

安全生产及环境保护

1.现场作业人员必须经过安全培训和岗前教育，加强安全技术交底工作。

2.焊接操作工人应佩戴防护眼罩，穿防护服。

3.单独进行施工电源布设。

4.熔焊栓钉机和焊钉枪要接地可靠。

5.焊接时防止飞溅的熔渣引起火灾。

6.设有专职卫生员，清扫工地，垃圾集中处理，不污染环境和水源，不在施工现场焚烧油毡、油漆以及其他会产生有毒有害烟尘和恶臭气体的物质。