超大型双壁钢围堰施工技术方案(加工工艺).doc

目 录一、编制依据、原则和范围11、编制依据12、引用的规范和标准33、编制原则34、编制范围3二、工程概况3三、施工准备41、技术准备42、材料采购及管理53、施工条件6四、主要工程数量61、主要工程数量表6五、双壁钢围堰设计71、主墩双壁钢围堰结构形式72、主墩双壁钢围堰的分块83、钢围堰的材料 8六、制造工艺91、单元件的制造92、钢围堰单元件拼装143、围堰的验收12七、质量保证措施151、保证工程质量的组织措施152、保证工程质量的技术措施15八. 施工计划161、计划横道图162、工期保证措施16九. 拟投入的机械设备和劳动力情况表17十. 安全及环保要求181、安全要求182、环境保护18一、编制依据、原则和范围1、编制依据（1）、施工图纸、地质勘查报告、设计资料等；（2）、XX工程施工组织设计；（3）、XX主墩钢套箱围堰设计说明，XX主墩钢围堰设计图纸；（4）、我单位对现场实地踏勘、调查了解的有关情况；（5）、国家及有关部委发布的有关法律、法规及施工技术安全规则。2、引用的规范和标准（1）、建筑钢结构焊接规程JGJ51-91；（2）、钢结构工程施工及验收规程GB50205-95；（3）、钢结构制作安装施工规程YB 9254-1995；（4）、钢焊缝超声波探伤方法和探伤结果分级GB11345-98。3、编制原则、施工方案力求采用先进的、可靠的设备、材料、工艺，达到技术先进，工艺成熟，具有可操作性。、施工方案结合桥址的地质、水文、气象条件及工程规模、技术特点、工期要求、工程造价多方面比选后确定。、高度重视质量、环保、安全施工问题。4、编制范围、XX工程主桥主墩钢围堰加工。二、工程概况广州市南沙区XX跨下横沥水道，主跨为308米的中承式提篮拱，主桥桥跨组合为（4061308+61+40），该桥跨河道区域内水深在2.57.9m范围，河床标高约为-0.3-5.5m。河床存在1015m的淤泥覆盖层，河水流量大，高潮施工水位标高：+6.4m，低潮水位标高：+4.32m，设计水流速度为0.6m/s。其中位于主河道内的123墩124墩为主桥桥墩，123墩和124墩的承台结构形式均为哑铃型承台，两边为直径为21.6m，高为6m的圆形承台，两圆形承台中心间距48.36m，中间为宽度9m、高6m的实心系梁连接，每个圆形承台下为12根2.5m的钻孔堪岩桩，呈梅花形布置，为改善系梁受力在系梁跨中加设2根直径1.5m的钻孔堪岩桩，承台顶标高：+4.00m，承台底标高-2.00m。其承台结构如下图： 三、施工准备1技术准备1.1技术培训对参加XX主墩钢围堰制造的管理人员、技术人员和工人进行上岗前全员技术培训和质量意识教育、技术交底和应知应会教育，对于主要工种，如焊工、组装工、划线工、检查工等进行特殊培训和考试，实行持证上岗制度。1.2焊接工艺评定焊接工艺评定是编制焊接工艺的依据，应在钢围堰制造开工前完成。评定试验用的母材应与产品一致，尽可能选用碳当量偏高的母材制备试板。试板焊接时，要考虑坡口根部间隙、环境和约束等极限状态，以使评定结果具有广泛的适用性。根据钢围堰设计图纸、施工规范及其他相应的规定，逐项进行焊接工艺评定试验。焊接工艺评定试验提供阶段性报告及最终报告，经监理工程师审查、批准生效。并在生产中跟踪、检查，补充和完善施工工艺。试验报告按规定程序批准后，根据焊接工艺评定试验报告编写接头的焊接工艺指导书。焊接工艺指导书经监理工程师批准后，由焊接技术人员根据焊接工艺指导书的内容组织焊接施工。2 材料采购及管理2.1材料采购（1）本项目所用钢材、焊接材料均自行采购，并按照质量要求进行评定选择合格供货方。（2）供货方必须承诺按本工程进度要求供货，以保证钢护筒生产的顺利进行。2.2材料复检（1）钢材应符合国家标准、设计及施工规范的要求，应有材料出厂证明书并按同一牌号、同一炉号、同一规格、同一轧制厚度及同一出厂状态每10个炉（批）号抽一组试件复验，其复验与判定规则应符合GB/T247-1997的规定。（2）焊接材料必须符合现行标准的规定，除必须有生产厂的出厂质量证明书外，还应按有关现行标准进行复验，并做好复验检查记录，交监理签认后方能使用。（3）钢围堰制作使用的钢材，在材质或规格方面不得自行变更，不论对原施工设计方案做任何变更，应按有关程序征得业主及监理单位的确认后方可实施。2.3材料管理（1）材料检验合格，由质检部门在质保书上加盖合格印章，编上序号，作为领料依据；不合格材料反馈给供货单位及时换料。（2）本工程材料专料专用，材料部门必须妥善保管，作明显标记，严格材料领退制度，严格退料管理，以免使用过程中混用。（3）所有材料应妥善存放，避免积水积尘，防止腐蚀。3、施工条件(1)交通情况两岸均有施工便道通达主墩围堰施工作业区，交通畅通。(2）施工场地在主桥南北岸各布置约300m2钢围堰加工制作场及各布置一台龙门吊以方便围堰的制作施工。在P123墩下游侧设置一转运平台码头，并设置一台20t码头吊机，同时栈桥布置至P123墩水上平台边。在南岸边墩（P125墩）的下游侧设置钢栈桥和平台码头。码头型式为钢管支撑的钢栈桥，同时栈桥布置至P124水上平台边。码头以方便围堰分块的倒运拼装。(3）施工用水、用电本工程施工用水，均是取自下横沥水道，水源充足。两岸各建有一座1200KVA变电站一座，给施工、生活用电提供电源，另两岸各配备一台300KW柴油发电机组，为应急备用。四、主要工程数量1、主要工程数量表 : 主墩承台主要工程数量表序号工程细目单位合计备注1P123#主墩承台底节双壁钢围堰圆弧段t2114.92P123#主墩承台顶节双壁钢围堰圆弧段t293.63P124#主墩承台底节双壁钢围堰圆弧段t2114.94P124#主墩承台顶节双壁钢围堰圆弧段t262.75拉森型钢板桩t430P123#,P124#墩总用量6H588型钢t96P123#,P124#墩总用量7钢管内支撑t60P123#,P124#墩总用量材料合计：1298.2t五、双壁钢围堰设计1 主墩钢围堰结构形式双壁钢围堰的主要作用和用途是为承台、墩身施工创造一个良好的干施工作业环境，同时应具有抗涌潮和防洪水的能力。因此，钢围堰的施工是主墩基础施工的关键工序之一。广州XX主墩施工采用圆形双壁钢围堰，承台系梁区采用拉森四型钢板桩施工，两个圆形围堰通过与钢板桩连接成哑铃型。其中圆形钢围堰内径23.6m，外径25.6m；直线段钢板桩长22.76m。围堰内外壁通过水平桁架连接，水平桁架由大环板（=16mm、=12mm）及斜撑（50505）焊接而成；内、外壁竖向加劲为角钢75506,水平加劲为扁钢504；内外壁面板为=6mm钢板。P123#主墩钢围堰总高14.9m，分底节和顶节，底节高度为7.5m，顶节高度为7.4m；P124#主墩钢围堰总高11.6m，底节高度为7.5m，顶节高度为4.1m,。围堰顶节和底节均等分为12个单元片。底节设置1.5m的刃角，刃角面板厚=8mm，下沉到位后刃角内部灌注砼。钢围堰的主要尺寸如下：2.主墩双壁钢围堰的分块围堰共分两节。北岸P123墩围堰底节高7.5m，重114.9t；顶节高7.4m，重93.6t。南岸P124墩围堰底节高7.5m，重114.9t；顶节高4.1m，重62.7t。围堰底节（或顶节）沿圆周方向均分为12个单元件，每个单元件之间设置隔舱板，各舱之间不连通，通过向隔舱内注水来调整钢围堰下沉时的状态。钢围堰分块示意图如下（以P123墩围堰为例）：3钢围堰的材料3.1钢材钢围堰主体用料为Q235B。3.2焊接材料 （1）焊接材料应根据焊接工艺评定试验结果确定，焊接工艺评定应按铁路钢桥制造规范（TB10212-98）附录C的规定进行。 （2）确定之焊接材料应符合碳钢焊条（GB/T5117-1995）及气体保护焊用铅丝（GB/T14958-1994）的技术规定。对手工焊接宜采用低氢型焊条；对气体保护焊宜采用CQ2药芯焊丝或自保护药芯焊丝。 （3）围堰制造场使用的焊接材料，除必须有生产厂的出厂质量证明书外，并应按有关现行标准进行抽查复验，做好复检检查记录。 （4）对储存期较长的焊接材料，使用前应重新进行技术标准检验。六制造工艺根据钢围堰的结构特点，工期要求及现场吊装的条件，拟采用分片制造，水上整体拼装底节，下沉到位后再进行顶节拼装的制造方案。工艺流程如下：钢材进场施工准备钢材试验主墩钢围堰设计钢材下料圆弧段钢围堰单元件制作合格单元件编号、预拼装水上底节钢围堰拼装、水密试验底节钢围堰下沉到位钢围堰顶节拼装、接高、水密试验围堰整体下沉到位，灌注封底混凝土1.单元件制造钢围堰的单元件制造工艺流程：内、外壁板接长下料大小环板、加劲角钢及隔舱板下料水平桁架片拼装焊接钢围堰单元件拼装钢围堰单元件焊接进行油密检验。1.1下料内外壁板采用定尺材料（内壁150066190、外壁150066710），在地样上接宽后采用半自动切割机精确下料：750066179（内壁）、750066699（外壁），长、宽及对角线差控制在1mm。内外壁环板采用套裁的方式下料，保证外环板外径R127941mm，内环板内径R118061mm，如下图。角钢采用砂轮切割机下料。下料要求：（1）号料所划的切割线必须准确清晰，号料允许偏差1mm对角线偏差2mm。号料应根据钢板厚度预留切割量。 （2）单元件宽度、高度号料时要考虑焊接收缩量，一般控制在1/1000mm。（3）下料宽度允许偏差1mm。切割后的熔渣予以清除，焰切起始侧（切割面上缘）用砂轮倒棱，倒棱宽度0.52mm，对深度不大于2mm的崩坑和缺口用砂轮沿纵向修磨匀顺。（4）对深度大于2mm的崩坑、缺口等缺陷应用砂轮将缺陷处修磨成宽深比大于4的圆弧形坡口补焊，补焊后用砂轮沿纵向修磨匀。1.2水平桁架拼装先在地样上将内外环板接长到1/12圆弧，校正环板的焊接变形。做胎型拼装50550连接角钢，形成连接内外壁板的水平桁架，焊接完成后开槽7752。如下图：水平桁架在焊接过程中，骨肋与钢板通过大量的连续贴角焊连接，焊接后必然产生焊接变形，可通过对称施焊和控制焊接电流的方式来控制焊接变形，焊后仍然产生的焊接变形再采用火焰调整调平，平面度按设计要求执行。组装后尺寸允许偏差见表：编号项目允许偏差1内、外环板曲率D/1002内、外环板间径向距离+3mm-1mm1.3单元件组拼钢围堰单元为圆弧形的大型结构，为保证钢围堰单元尺寸的准确及控制焊接质量和变形，必须借助胎架施工。圆弧段单元件在固定胎型上组拼，胎型设计如下图：单元件拼装步骤：a.首先将接好的外壁板平铺在圆弧形胎型上，反面设置反拉装置使面板与胎型角钢密贴。b.然后按尺寸划线拼装围堰外壁板竖向加劲角钢。c.吊装水平桁架。内外壁间的水平桁架是钢围堰主要受力构件，必须保证单元件之间的内外环板在同一平面上。水平桁架的底部间距靠设在两端部的定位挡板限位，上部间距及与外壁板的垂直度靠加工的T型梁保证。d.拼装围堰内壁竖向加劲角钢，形成一整体框架。e.拼装隔舱板。由于隔舱板比较薄，不易吊装，而且还要开槽穿过各片水平桁架，因此为增加面板刚度，可点焊两根14槽钢，如下图，拼焊完成后再进行切割。 f.隔舱板拼装完成后盖刃角面板及内壁面板。为便于施焊，内壁面板应在刃角面板与加劲骨肋焊缝焊接完成后进行。刃角面板应放样下料并在卷板机上按圆台侧面进行卷制后拼装。g.拼装顶节围堰时需在底节围堰焊接工作平台，为减少水上拼装工作量，可考虑制造底节单元件时在围堰内壁焊接牛腿卡箍。h.单元件在拼装完成后需焊接4个吊点以吊离胎型，吊点处内壁板反面应局部加强。1.4单元件的焊接面板及环板的对接缝采用全焊，其中环板对接需开双面V型坡口，2mm钝边。面板与环板及加劲角钢焊接采取交错焊。面板与法兰、隔舱板采取全焊，并做油密试验。单元件横纵骨肋焊接时应先焊纵肋，再焊横肋。焊接时应特别注意焊接顺序，防止扭曲变形。可从中间向两边对称焊，切不可对角焊。每个单元件焊接完成后应作好编号，并对焊缝进行密水试验，具体做法为：将焊碴除去后，检验焊接处是否有孔洞，并在焊缝处涂煤油，验其背面是否有渗出。当一整个围堰制造完成后（或制造完成若干段后），为检验围堰单元件是否满足安装质量要求，采用1+2匹配行预拼装。钢围堰单元件主要尺寸允许偏差见下表： 编号项目允许偏差（mm）1平面尺寸DD/5002钢围堰壁厚B63高度倾斜H/10004不圆度20围堰结构主要承载焊缝按级，构造焊缝按级。焊接质量要求如下：（1）外观要求：a 所有焊缝应冷却到环境温度后进行外观检查 ，、 类钢材的焊缝应以焊接完成 24 h 后检查结果作为验收依据。b 二级焊缝不得存在表面气孔 夹渣 裂纹和电弧擦伤等缺陷，焊缝余高 0-4 。c. 二级焊缝未焊满 1 ，根部收缩 1 ， 咬边 0.5 ，连续长度 100 ， 裂纹、电弧擦伤、表面气孔、 表面夹渣不允许。d 三级焊缝未焊满 2 根部收缩 2 ，长度不限； 咬边 1 ，长度不限， 裂纹允许存在长度 5 ，电弧擦伤、表面气孔、表面夹渣允许存在个别数量。焊缝余高 0-5 。e. 当采用手工电弧焊进行焊钉焊接时，焊缝外观检验符合下列角焊缝要求：焊缝外形尺寸： 360 度范围内，焊缝高 1mm ，焊缝宽 0.5mm; 无气孔、夹渣；咬入深度 0.5mm ，高度允许偏差正负 2mm 。（2）无损检测：a. 无损检测应在外观检查合格后进行。b. 焊缝无损检测报告签发人员必须持有相应控伤方法的级或者级以上资格证书。 c. 二级焊缝应进行抽检，超声波抽检比例不小于 20% 。 e. 三级焊缝可不进行无损检测，只需外观检查。2.钢围堰单元件拼装底节围堰的大拼在水上进行。底节围堰拼装平台如下图：整个平台以设在钢管桩上的牛腿为支点，贝雷片为支撑梁。底节钢围堰拼装步骤如下：a.首先应进行放点：找出围堰中心点，并按围堰外圆24等分放点（每片围堰单元件至少2个定位点），焊接挡块。根据围堰下沉方案画出各单元件接缝线。b.吊装第一片单元件，单元件外壁应靠紧限位挡块。测量调整围堰单元件的垂直度，焊接斜撑以固定。c.为便于第二片单元件调整垂直度以及与第一片单元件的接缝，可在第一片围堰外壁焊接挡板，第二片单元件吊装时紧靠挡板就位。调整各水平桁架内外环板的高差在2mm之内，开双面V型坡口，2mm钝边进行对接。所有环板对接完成后焊接面板对接缝，并进行油密试验。d.同理吊装拼焊其它单元片。需注意的是最后一片单元件应预留坎补段以便于合拢。f.下放吊点的安装：下放吊点采取后装法，即在整个底节围堰拼焊完成、起吊装置就位后将下放吊点安装于起吊钢筋上，调整好后再与钢围堰焊接，并做反面加强。在焊接过程中务必注意起吊钢筋应与下放吊点绝缘，以免损伤起吊钢筋。底节围堰下放就位后可拼装顶节围堰，顶节围堰拼装步骤同底节围堰，需注意的是吊装过程中垂直度的调整。由于底节围堰浮在水面上，顶节单元件吊装就位后将产生偏重，所以顶节围堰应对称拼装以消除偏载影响。七、质量保证措施1保证工程质量的组织措施1.1执行分级质量责任制实施层层负责的质量岗位责任制，项目经理、总工程师、质检工程师、试验工程师、施工作业负责人按相应职责、管理权限签订质量负责责任状。各分管副经理和各分管技术负责人对质量工作全权负责，并负责组织、推动、决策，对本标段工程质量负责；总工程师对工程质量负责，具体组织工程质量措施的实施，强化对施工过程的控制。认真严格执行项目部质量管理办法。1.2高效运行质量保证体系针对本工程特点和质量目标的要求，对各管理部门的工作进行分解，建立质量保证体系。2保证工程质量的技术措施（1）进行全面的施工技术交底和安全交底，加强过程质量控制，严格按照监理程序报检。（2）钢围堰的整个制作过程、预拼均在现场进行；（3）在钢围堰的制作过程中应严格控制其每个构件的制造精度，确保每个连接面结构的准确性以及拼装后整体几何形状的准确性，以保证在现场安装能顺利进行。焊缝要求质量良好，密封不漏水，特别是底节要做油密实验。钢围堰制作的精度要求如下：高度：20mm；直径：20mm；焊接接头处水平桁架及各水平肋接头偏差：2mm；不圆度：20mm；高度倾斜：H/1000。(4)所有对接焊缝均为熔透焊缝，角焊缝为双面连续填角焊，焊角高度K=6mm。焊缝接口无杂质、铁锈、油污等。焊条应干燥，不得受潮。对拼接质量不符合要求的不得焊接。要开坡口的焊缝必须开坡口。间隙较大的对接焊缝，采用多层堆焊法填满，严禁在焊缝中填钢板、焊条等。对焊接变形较大的构件，应进行修整。八.施工计划1、 计划横道图见附表：主墩钢围堰施工进度计划横道图2、工期保证措施（1)健全生产责任管理系统，坚持生产调度会制度主管生产的副经理加强施工现场的协调和指导。建立以项目经理为核心的责任权利体系，定岗、定人、授权，分工明确，各负其责。两岸每天一次的生产布置会，对当天的生产情况加以总结，同时安排下一天的生产计划，并认真研究和布置下一天所需机械设备，物资材料和劳动力人数，让每一个施工人员明白各自的本职工作，做到分工明确，任务清楚。同时若遇到其它施工队需要协助的工作，及时提请调度给予协调解决。（2）加强与建设、设计、监理单位的联系听从建设单位的统一指挥和协调，请设计单位进行技术交底，优化设计与施工方案，遇到问题及时与设计院沟通，及时处理。对施工全过程尤其对隐蔽工程无条件接受监理的监督、管理。（3） 建立奖罚严明的经济责任制按照项目部下达的月施工计划，每月进行一次总结，对完成任务的相关责任人进行奖励；未能按时完成任务的按规定进行罚款，谁拖延谁受罚。多次完成任务不力者调离岗位，同时广泛开展“劳动竞赛”、“流动红旗评比”等活动，激发广大职工的工作热情和创造性，提高劳动效率，确保工期的实现。（4） 从计划安排上、技术上保证工期在工程施工总进度计划的控制下，坚持逐月（周）编制出具体的工程施工计划和工作安排。制定周密详细的施工进度计划，抓住重点难点工程及其关键工序，对影响到总工期的工序和作业给予人力和物力的充分保证，确保总进度计划的顺利完成。由项目部总工程师全面负责该工程的施工技术管理，工程技术部负责制定督促实施施工方案，编制施工工艺，及时解决施工中出现的问题，以方案指导施工，严禁出现返工现象而影响工期