A15公路钢箱梁施工方案

江苏中泰钢结构有限责任公司（一）总体概述1.1 工程简介A15 公路浦东段为西东走向，西起闵浦大桥，东接浦东机场南进场路。第 14标段工程起点里程 K65+300，跨来加港( 现状/ 规划)、规划瓦横公路(现状新坦瓦公路)、立新港 (现状/规划，区管 VIII 级航道)、横沥港、糟坊港、五灶港( 规划外环运河)、A2 高速公路、宜吾港，工程终点里程 K69+100，东接第 15 标段，主线路线全长 3.8km(A2 立交范围内匝道/辅道总长 5.742km)，A2 高速公路拓宽改造1.487km。本标段钢结构部分共有 ES、NE、SW、WN 四联钢梁，长度分别为100m、100m、140m、140m，重量达 1200 吨。钢箱梁标准横断面见下图。钢箱梁标准横断面图 江苏中泰钢结构有限责任公司梁段间连接均采用焊接形式。钢箱梁主体结构采用材质为 Q345qD 钢，支座垫板为 Q345B，全桥用钢量约1200 吨。1.2、主要材料1.2.1 钢材1）钢箱梁及其零部件制造使用的钢材，必须符合表 3.21 所列标准的要求。表 3.2-1 钢材标准钢 号 标 准 名 称 标 准 号Q345qD 桥梁用结构钢 GB/T 71420002）钢材除必须有生产钢厂的出厂质量证明书外，并按合同和 TB10212-98 标准进行复验，做好复验检查记录。用于钢箱梁主体构造的 30mm 及以上厚钢板应购买经过超声波检验合格的钢板，而且进厂后应进行复检，执行标准为中厚钢板超声波检验方法（GB/T2970-2004）,质量等级为 级。3）制造使用的钢板或型钢，未经监理工程师批准，不得改变其材质或规格。4）Q345qD 钢的力学性能和工艺性能应符合 GB/T7142000 的要求，并对其化学成分要求如下：钢种 部位 C，% S，% P，% Ceq，%Q345qD 全部 0.18 0.025 0.025 0.43注：碳当量可根据出厂证明书记载的化学成份含量或制造厂抽检得到的化学成份含量，用下式计算: CeqMSNCVniiro()62405415）全部 Q345qD 钢板均须做冲击韧性试验，-20冲击功按 GB/T714-2000 执行；并按 GB/T714-2000 标准进行 180冷弯试验，要求不裂。6）当钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度允许偏差值的 1/2。7）钢材表面锈蚀等级应符合涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级（GB8923-88）规定的 A、B、C 级。8）钢板厚度 a（mm）的偏差应符合如下规定： 江苏中泰钢结构有限责任公司5a8 时，允许偏差为+0.8、0.4mm；8a16 时，允许偏差为+1.2、0.5mm；a16 时，允许偏差为+1.3、0.6mm。1.2.2、焊接材料1）焊接材料应根据焊接工艺评定试验结果确定。2）选定焊接材料，必须符合表 1.3.2-1 的规定。表 1.3.2-1 焊接材料标准名 称 型 号 标 准 标 准 号焊条 碳钢 碳钢焊条 GB/T51171995焊条 低合金钢 低合金钢焊条 GB/T51181995焊丝 碳素钢、合金钢 熔化焊用钢丝 GB/T149571994焊丝 低碳钢、低合金钢、合 金钢 气体保护焊用钢丝 GB/T149581994焊丝 碳钢、低合金钢 气体保护电弧焊用碳钢、低合金 钢焊丝 GB/T81101995焊剂 碳素钢 碳素钢埋弧焊用焊剂 GB/T52931985焊剂 低合金钢 低合金钢埋弧焊用焊剂 GB/T1247019903）焊接材料除进厂时必须有生产厂家的出厂质量证明外，并应按现行有关标准进行复验，做好复验检查记录。4）焊接材料如有变化，应重新进行焊接工艺研究和评定，并经监理工程师批准后，方可投入使用。1.2.3、剪力钉采用的圆柱头焊钉，其材料为 ML15，技术标准应符合：GB/T 10433-2002 的规定。焊钉的制造材料成分和力学性能应符合 GB10433-89 的要求。焊钉出厂前必须通过合格性试验，焊钉、底面金属和焊接磁环的组合体才算是合格的。首次供货的焊接质量检验合格性报告应包含焊钉厂推荐的焊接电压、电流、时间及焊枪提升位置的最佳幅度和焊接设备。 江苏中泰钢结构有限责任公司1.2.4、涂装材料1）涂装材料应兼有耐候、防腐蚀、美化结构等多种功能。防腐使用期应满足图纸要求。2）禁止使用过期产品以及不合格产品和未经试验的替用产品。3）本桥钢结构的不同涂层应尽可能选用同一厂家的产品。涂装材料进厂后，应按出厂的材料质量保证书验收，并做好复验检查记录备查。涂装材料计未经设计批准不得改变。 江苏中泰钢结构有限责任公司1.3 施工准备1） 、钢箱梁制造施工组织流程图 、 、 、 、 江苏中泰钢结构有限责任公司2） 、施工准备框图 、 、 、 、 、 、 江苏中泰钢结构有限责任公司3） 、施工管理框图 江苏中泰钢结构有限责任公司、 、 、 、 、 、 、A15、1.4 材料采购及管理 江苏中泰钢结构有限责任公司1.4.1、材料采购在材料采购过程中按照设计图纸上的相关技术要求执行。1.4.2、材料复验1）本桥按技术要求，采购 Q345qD 钢板，其材质和规格应满足桥梁用结构钢 （GB/T7142000）的要求。2）钢材首先必须进行质保书检查，即核对质保书和实物的炉批号做到证物相符；其次进行外观检查与板厚检验；最后根据 GB/T7142000 标准要求，按同一厂家、同一材质、同一板厚、同一出厂状态每 10 个炉批号抽检一组试件，作化学成份、力学性能试验，验收标准：GB/T7142000 。3）焊接材料首先必须检查质保书，做到证物相符，其次进行外观检验。最后，首批按型号、规格各取一组进行化学、力学性能试验，并按相应的验收标准要求进行。4）涂装材料进厂后，应检查有关产品合格证和质量说明书，核对生产厂家、涂料名称、牌号、颜色、批号和生产日期，并进行涂料复验。5）所有材料均应根据验收标准复检合格后方可使用。1.4.3、材料管理1）材料检验合格，由质检部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，物资部门必须妥善保管。作明显的标记，严格材料领退制度，严格退料管理，以免使用过程混用。3）所有材料应妥善存放，避免积水积尘，防止腐蚀。1.5、技术准备技术部认真研究理解业主提供的钢箱梁技术文件（设计图纸、规范、技术要求等资料） ，并邀请设计部门进行设计交底。在此基础上，完成施工图转化、工装设计、焊接和火焰切割工艺评定、油漆工艺试验、工艺文件编制和质量计划编制等技术准备工作。1、施工图绘制施工图按钢箱梁梁段的板单元分类绘制，全部采用计算机完成。内容包括：板单元施工图、全桥拼装总图、梁段拼装顺序图、梁段施工图、附属设施施工图、 江苏中泰钢结构有限责任公司材料明细表等。施工图绘制程序如下：梁段组装图附属设施施工图材料明细表板单元施工图梁段拼装顺序图全桥拼装总图设计图工艺性复核施工图绘制（CAD）图纸复核（一核）图纸审定报 批图纸复核（二核）图纸发放制造工艺方案论证工艺方案确定设计院技术交底 江苏中泰钢结构有限责任公司1.5.2 工装设计1）为保证各梁段的制造精度，提高生产效率，将设计制造或改制一系列工装，具体见下表：板 单 元 制 造 梁 段 制 造 桥 上 作 业1板单元自动定位组装胎2板单元检测平台3焊接反变形胎4横隔板单元组焊胎架5.腹板单元组焊胎架1.板单元拼装胎架2.多梁段匹配组焊及预装拼胎架3.测量坐标系统4.防风防雨棚1.桥上工作车2.施工平台3.防风防雨棚2）工装设计流程图：1.5.3、工艺评定1.5.3.1、焊接工艺评定焊接工艺评定流程：设计文件施工图制作方案车间状况工装设计厂内设计评审报总工审核批准工装验证首件制造汇总焊接位置及焊缝坡口类型 编制焊接工艺评定指导书 组织焊工焊接评定试板试板作力学性能及宏观硬度试验编制焊接工艺规程 江苏中泰钢结构有限责任公司1）焊接工艺评定是编制焊接工艺的依据，应在钢梁制造开工前完成。评定试验用的母材应与产品一致，尽可能选用 C.S.P 含量上限制备试板。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。焊缝力学性能等方面和母材匹配。焊缝（包括焊缝与热影响区）的冲击韧性指标原则上与母材相等，按 GB/T7142000、GB/T15911994 标准执行；剪力钉焊接工艺评定按照设计文件要求进行两组，每组试件各 30 个剪力钉，焊接后进行外观检验、弯曲试验、反复弯曲试验、拉伸试验，试验标准按照 GB/T104332002 执行。2）根据本桥设计图纸和主桥钢梁制造验收规则的规定，编写焊接工艺评定任务书 ，呈报监理工程师审批。根据批准的焊接工艺评定任务书，模拟实际施工条件，逐项进行焊接工艺评定试验。3）为检验钢材及焊缝的韧性储备，我们在本桥焊接工艺评定中增加系列温度冲击试验。4）针对本桥构件的接头形式，初步拟订焊接工艺评定方案。5）焊接工艺评定试验提供最终报告，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。如生产过程中某焊接工艺产生不稳定低于质量要求时应立即终止使用。6）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各种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，根据焊接工艺指导书的内容组织施工。 江苏中泰钢结构有限责任公司（二）施工方案一、根据运输、现场起吊设备能力等条件将本桥四联钢梁共划分为 88 个节段，长度 4-5m,中间合拢大节段长 23m，小梁段直观图见下图。 江苏中泰钢结构有限责任公司钢箱梁标准梁段直观图钢梁制造与安装划分为三个阶段：即单元制造，梁段制造，桥位拼装焊接。根据钢箱梁的结构特点，综合考虑公司的现状和运输等因素，确定板单元在公司的车间内完成；梁段制造在总拼胎架区完成；确定本桥钢箱梁制造与安装采用“板单元制造单元拼接多梁段连续匹配组焊及预拼装表面涂装梁段运输桥上连接最终涂装”的程序。1） 、单元制造在满足技术规范和设计要求的前提下，综合考虑供料、运输及批量生产等因素，尽可能将板单元尺寸作大，以减少其种类和数量及拼接工作量。根据我们对设计图纸的理解，初步划分了板单元： 江苏中泰钢结构有限责任公司梁段板单元划分示意图每个标准梁段划分成 22 个单元件，其中顶板单元 7 块，底板和斜底板单元 4块，横隔板单元 3 块，腹板单元 2 块，斜翅膀单元 6 块。单元件在本公司车间内完成制造，在制造中尽量实现单元化，避免零散部件参与梁段组装。这样所有单元可按类型在车间内专用胎架上形成流水作业制造，易于实现生产规范化，产品标准化，质量稳定化。2） 、梁段制造方案单元制造完成后，在中泰公司拼装场进行梁段的制造。根据本桥钢箱梁的结构特点，采用多节段连续匹配组装、焊接和预拼装同时完成的方案。全桥共 88 个梁段，为满足架设工期要求，制作一条梁段总拼装线，进行总装，按照架梁顺序及工期要求进行匹配制造。每轮次组拼不少于 5 个梁段，每轮预拼装合格后，标记梁段号，将最后一个梁段留下，参与下一轮预拼装，其余梁段出胎进入涂装工序。在梁段制造中，按照底板横隔板外腹板顶板的顺序，实现立体阶梯形推进方式逐段组装与焊接。组装时，以胎架为外胎，以横隔板为内胎，重点控制桥梁的线形、钢箱梁几何形状和尺寸精度、相邻接口的精确匹配等。2.1、底板单元两拼在底板单元参与梁段组装前，先在专用胎架上将二块底板单元拼焊成一个吊装板单元。拼接时使用预留焊接收缩量的样板控制焊缝两侧相邻 T 形肋的中心距，且预置反变形，以保证焊后板单元的尺寸精度和平面度。由于采用上述方案，能减少一半需在总拼装胎架上对接的焊缝量。这样，不仅能缩短制造周期，而且易于控制钢箱梁的外形尺寸。2.2、梁段匹配组焊和预拼装梁段制造采用匹配组装、焊接和预拼装同时完成的工艺。为实现这一目的，须有两个前提条件，其一是梁段拼装胎架应按设计给定的线形设置，并考虑横向预设拱度；其二是控制板单元制造长度，并精确预留焊接收缩量，保证成品梁段制造长度的误差控制在技术规范规定的允许偏差之内。2.3、涂装方案 江苏中泰钢结构有限责任公司本桥涂装分为预涂车间底漆、拼装场二次涂装、桥上涂装三个阶段完成。2.3.1、预涂车间底漆下料前，板材和型钢均经预处理生产线进行抛丸、喷涂车间底漆、烘干处理。2.3.2、二次涂装表面处理和喷涂作业均在涂装房内进行，涂装房内的温度和湿度等均应满足技术规范要求。表面处理和喷涂作业均以机械化作业为主，仅在不易采用机械的部位采用手工作业。作业程序应遵循打磨除油、污喷砂清洁喷涂的作业顺序。2.3.3、桥上涂装先对环缝及破损部位进行打磨，使其除锈等级和表面粗糙度达到规范要求，再按涂装体系补涂。在钢桥面铺装完成后，先清洗全桥外表面，然后喷最后一道面漆。2.4、桥上作业方案钢箱梁的桥上拼装与焊接（工地连接）系指成品梁段吊装就位后，在形成整体钢箱梁过程中完成的焊接及相关作业。主要包括梁段间环缝的焊接、桥面附属件的现场安装焊接等。二、单元制造工艺板单元制造按照“钢板赶平及预处理数控精确下料零件加工胎型组装反变形焊接局部修整”的顺序进行，其关键工艺如下： 钢板赶平及预处理 数控精切下料 横隔板单元外形尺寸控制 对单侧有纵肋的板单元采用反变形焊接 优先选用自动和半自动 CO2焊接方法1、底板单元 底板采用多嘴精切（含坡口） ，一般情况下在背塔端留配切量。横隔板接板数控精切下料。下 料底板单元是全桥最多最主要的板单元，其制造精度直接影响到全桥的质量。 江苏中泰钢结构有限责任公司矫 正 底板精切下料后用赶板机赶平，严格控制平面度。 采用反变形胎，用 CO2 自动焊机施焊，焊后控制松卡温度，并进行适当修整。焊 接 将底板单元的纵、横基线返到无U、T 肋面，打样冲眼,以备梁段组装用。 采用磁力吊吊钢板，以防产生永久变形。用板单元组装胎组装，组装胎设有钢板。组装时将纵、横基线返到顶板上，并打上样冲眼。组装 T 肋 焊后上平台进行修整检验，以保证底板平面度。焊 接修 整划 线包 装底板 江苏中泰钢结构有限责任公司2）底板质量保证工艺流程NNNN加工坡口Y赶 平预处理精切下料赶 平N板单元组装YY焊 接修 整2.4.3.3 合拢段（梁段 I）的二次切头1) 中跨合拢前（第13 号斜拉索施工完成后） ，对梁端位移进行 24或 48小时测量，根据测量结果确定合拢温度和合拢段长度，据此对合拢段进行二次切头（两头） ，在较2) 低温度下，将合拢段吊装就位，待温度达到合拢温度时，精确调整接缝间隙，完成全截面焊接。补涂底漆Y复 验进 料T 肋组装检 查检 查检查检 验不合格品控制程序YT 肋焊接不合格品控制程序不合格品控制程序不合格品控制程序不合格品控制程序T 肋涂装标 记包 装 江苏中泰钢结构有限责任公司 江苏中泰钢结构有限责任公司2、横隔板单元再焊成一体。横隔板不仅是钢箱梁的骨架，而且在梁段组装时起到内胎的作用，其制造精度直接影响到梁段的几何尺寸和相邻梁段箱口间的匹配精度；本桥横隔板设计为整体式，下部直接插入底板 T形肋，因此在横隔板单元制作过程中必须严格控制尺寸精度主板采用数控精切下料（先切外形，再切坡口） ，精确预留焊接和修整收缩量；肋板、人孔和管线孔围板采用多嘴切割机精切下料。下 料矫 正 严格控制平面度和直线度。 指派优秀修整技师代班指导，严格按修整工艺规程规定的顺序进行修整，并严格控制热量的输入，修整全过程在平台上进行。组焊竖肋 以横隔板底边为基准精确划出上水平肋位置线，所有竖肋均以此线为基准定位组装，其目的在于控制上水平肋至底边的尺寸，从而便于顶板在梁段组装时确定标高。每种板厚的横隔板先试制一块，准确掌握每一步的焊接和修整收缩量，然后再批量制造。组焊水平肋及围板修 整 板边与胎架固定，用 CO2 半自动焊机对称施焊，严格控制焊接变形。拼 板喷粉划线二次切割 在水下等离子切割机上完成槽口的二次切割。埋弧自动焊焊接，焊后无损探伤。 江苏中泰钢结构有限责任公司工艺要点：钢箱梁采用了整体式横隔板，对其几何尺寸和 U 形肋、T 形肋槽口尺寸提出了更高的要求，如何保证制造精度，是对设备能力和制造水平的一个挑战，对此采取了以下工艺措施： 根据本公司水下等离子数控切割机的能力（轨距 7.5 米） ，采取了先组焊修，后整体切割的工艺，克服了焊接和修整收缩的不利影响。 为了检验切割程序和切割质量，对横隔板首件进行全面检查，检测槽口尺寸、间距偏差，长度偏差，宽度偏差，对角线差等。水下等离子切割槽口 江苏中泰钢结构有限责任公司2）横隔板质量保证工艺流程Y赶 平预处理赶 平精切下料N 检 查检 查焊 接检 验补涂底漆 加 工组装肋板标 记包 装复验进料不合格品控制程序不合格品控制程序不合格品控制程序不合格品控制程序 江苏中泰钢结构有限责任公司 多嘴精切。矫 正在船型胎架上用 CO2 半自动焊机按工艺规定的顺序施焊，严格控制焊接变形。采用 CO2 半自动焊，焊后修整严格控制直线度。下 料加劲组装修 整 焊后在平台上修整检验。焊 接拼 板 埋弧自动焊拼板。3、腹板严格控制平面度和直线度。圆弧段的外腹板需要外加工预弯 江苏中泰钢结构有限责任公司2）腹板质量保证工艺流程Y赶 平预处理赶 平精切下料 检 查N 检 查焊 接检 验加 工组装肋板标 记包 装复验进料不合格品控制程序不合格品控制程序不合格品控制程序不合格品控制程序 江苏中泰钢结构有限责任公司4.板单元制造工艺说明4.1 下料及加工1）放样和号料应严格按施工图和工艺要求进行，并预留焊接收缩量。样板、样杆、样条制造的允许偏差应符合表 3.5.1-1 的规定。表 3.5.1-1 样板、样杆、样条制造允许偏差 序号 项目 允许偏差 (mm)1 两相邻孔中心线距离 0.52 对角线、两极边孔中心距离 1.03 孔中心与孔群中心线的横向距离 0.54 宽度、长度 +0.5，-1.05 曲线样板上任意点偏离 1.02）本桥所用钢板下料前均进行预处理，通过赶平消除钢板的轧制变形（尤其是局部硬弯）减小轧制内应力，从而减小制造中的变形，这是保证板件平面度的必要工序。钢板的起吊、搬移、堆放过程中，应采用磁力吊，注意保持钢板的平整度。3）本桥所有零件优先采用精密切割下料，精密切割下料尺寸允许偏差为1.0mm，切割面质量应符合表 3.5.12 的规定。表 3.5.12 精密切割边缘表面质量要求等 级项 目1用于主要零部件2用于次要零部件 附 注表面粗糙度Ra 25m 50m GB/T1031-1995 用样板检测崩 坑 不允许 1m 长度内,允许有一处 1mm 超限修补,要按焊接修补规定处理塌 角 圆形半径0.5mm切割面垂直度 0.05t，且不大于 2.0mm t 为钢板厚度4）自动、半自动气割下料尺寸允许偏差为1.5mm，手工气割下料尺寸允许偏差为2.0mm，切割面质量应符合表 3.5.13 的规定。 江苏中泰钢结构有限责任公司表 3.5.13 自动、半自动、手工气割边缘表面质量项 目 标准规范(mm) 允许极限(mm)自动、半自动气割 0.10 0.20主要构件手工气割 0.15 0.30自动、半自动气割 0.10 0.20构件自由边次要构件手工气割 0.50 1.00自动、半自动气割 0.10 0.20主要构件手工气割 0.40 0.80自动、半自动气割 0.10 0.20焊接接缝边次要构件手工气割 0.80 1.506）对于形状复杂的零件，用计算机 11 放样确定其几何尺寸，并采用数控切割机精切下料。编程时，要根据零件形状复杂程度、尺寸大小、精度要求等确定切入点和退出点，并适当加入补偿量，消除切割热变形的影响。7）对于下料后需要机加工的零件，其加工尺寸偏差严格按工艺文件或图纸上注明的尺寸执行。8）当板件下料采用无余量切割工艺时，必须先进行相关工艺试验，取得工艺参数，并经监理工程师批准后方可实施。9）火焰切割工艺经工艺评定确定并经监理工程师批准后方可实施。精切应严格执行“火焰精密切割工艺守则”的规定。对于采用数控切割机下料的首件，应先用机床喷墨装置划线验证程序的正确性。首件下料后，必须经严格检验确认合格后，方可继续下料。10）号料前应检查钢料的牌号、规格、质量，当发现钢料不平直、有锈蚀、油漆等污物影响下料时，应矫正、清理后再号料，号料外形尺寸允许偏差为1.0mm。11）号料时注意使钢板的轧制方向与梁主要受力方向一致。 江苏中泰钢结构有限责任公司12）下料流程图4.2 钢板接料当钢板的尺寸不能满足零件的尺寸要求或有不等厚板对接时，一般应在零件精确下料前进行拼接，接料的焊接坡口、施焊参数等必须严格按焊接工艺执行，并按对应的质量标准进行外观检验和无损检验。焊后对需要磨去余高的焊缝用砂带机顺应力方向磨去余高。对于不等厚钢板接料，应在组对前按设计要求将较厚板侧加工过渡坡。4.3 零件矫正及组拼件技术要求1）主要受力零件冷作弯曲时，环境温度不宜低于-5，内侧弯曲半径不得小于板厚的 5 倍，小于者必须热煨，热煨温度宜控制在 9001000之间。冷作弯曲后零件边缘不得产生裂纹。2）零件可采用冷矫正或热矫正，矫正后的允许偏差应符合表 3.5.31 的规定。表 3.5.31 零件矫正允许偏差零件 名称 简图 说明允许偏差(mm)平面度 每米范围 f1.0L8000 f3.0钢板 直线度 全长范围 L8000 f4.0B 2b 2U形肋U 形肋尺寸H 2施工图、工艺技术交底校 对 下 料绘制套料图 编数控程序制造样板板材预处理 江苏中泰钢结构有限责任公司零件 名称 简图 说明允许偏差(mm)四角不平度 31）冷矫正后的钢材表面不应有明显的凹痕和其它损伤。采用热矫时，热矫温度应控制在 600800，严禁过烧，热矫后的零件应缓慢冷却，降至室温以前，不得锤击零件或用水冷却。2）由冲压成型的零件，应根据工艺试验结果用冷加工法矫正，矫正后不得出现裂纹或撕裂。3）由几种零件组拼形成的组拼件允许偏差应符合表 3.5.32 的规定。表 3.5.32 组拼件组装尺寸允许偏差类别 简图 项目 允许偏差(mm)T25 1对接高低差T25 0.5对接间隙 b +1 0无孔两竖板中心线偏移 2.0拼装缝隙 0.5拼装缝隙 0.5面板倾斜 0.5加劲肋间距 S1.0(有横向联结关系者)3.0(无横向联结关系者)腹板的局部平面度 1.0组拼件磨光顶紧 缝隙 0.2 江苏中泰钢结构有限责任公司4）部件及梁段组拼允许偏差应符合表 3.5.33 的规定。表 3.5.3-3 部件及梁段组拼允许偏差类别 简图 项目 允许偏差 (mm)高度 H +1.5+0.5竖板中心与水平板中心偏离 1腹板高 H 1面板、腹板单元纵肋、竖肋间距 S 2面板宽 B 1零部件及单元组装整体组装隔板间距 S 2U 形肋中心间距 s 2(中间),1(两端)横隔板间距 S 2横向不平度 f 2纵向不平度 4/4.0m 范围箱梁顶板单元四角不平度 5扁钢间距 a 2扁钢垂直度 1横向不平度 f 2腹板单元纵向不平度 4/4.0m 范围横向不平度 2横隔板 纵向不平度 4/4.0m 范围4.4 板单元组装技术要求1）组装前必须熟悉图纸和工艺，认真核对零件编号、外形尺寸和坡口，核查 江苏中泰钢结构有限责任公司平面度、直线度等各种偏差，确认符合图纸和工艺要求后方可组装。2）组装前必须彻底清除待焊区的浮锈、底漆、油污和水分等有害物。3）焊缝端部按规定组引板，引板的材质、厚度及坡口应与所焊件相同。4）各类首制件必须经检查合格并由监理工程师批准后，方可批量生产。5）板单元组装后应按规定打上轮次号、板单元号、生产序列号。4.5 板单元的存放及吊装运输1）板单元的存放a、板单元存放场地地基应坚实，不得有塌陷。b、板单元码放时最下面一层板单元与地面间应加垫木楞。板单元与板单元之间如有较长距离的腾空或不能以平面接触时也应加垫木楞，以增强其稳固性，防止板单元发生变形或倒塌。层与层之间的木楞应垫在同一断面处。c、板单元码放时，相同种类、相同规格和形状的板单元应码放在一起。在梁段拼装场码放板单元时，应按板单元在总拼时的状态码放，如底板闭口肋朝上码放；顶板闭口肋朝下码放等，从而减少总拼吊运时的翻身。d、板单元码放高度应适宜，应保证整摞的稳定性，避免倾覆及处于下部的板单元因压力过大产生塑性变形。一般情况下，板单元码放高度不宜超过 2 米。2）板单元的吊装运输（1） 起重人员要严格遵守天车司机和起重工的安全操作规程。板单元吊运时要“轻、稳、准” ，严禁碰撞和拖拽。（2） 吊运板单元前要仔细检查吊具的安全性，状况良好方可使用。（3） 板单元吊运过程中宜使用磁力吊具，如果不能或没有条件使用磁力吊而采用对板边或坡口易造成损伤的钢性吊具时，吊装部位必须加垫保护。（4） 板单元在吊运过程中应尽量避免永久变形和损伤，如碰伤、勒伤、摔伤等。（5） 起吊时要找准板单元重心。对于两拼后的底板单元要焊四个临时吊耳，临时吊耳对角线交点应为单元合件的几何中心。 江苏中泰钢结构有限责任公司5、关键施工技术工艺及工程项目的重点、难点和解决方案5.1 根据钢箱梁的结构特点、受力状况、装配要素及验收规范，有以下几项重点、难点工艺项点，在制造中必须加以严格控制。(1)底板单元的几何尺寸精度控制板单元是钢箱梁的基本构件，它的外形尺寸、T 形肋间距、T 形肋位置等项点是保证箱梁整体组装精度的基础，为此在制作中采取以下主要措施：1)在零件加工方面，首先对面板下料后再次滚平，以消除焰切应力，有利于减小焊接变形，其次提高 T 形肋的制作质量，严格控制 T 形肋的外形尺寸和长度。2)在组装方面，采用专门的胎架定位组装 T 形肋，并严格按纵横基准线精确对线就位。3)在控制焊接变形方面，利用反变形胎架设置反变形量，并在纵横向预留焊接工艺补偿量；采用线能量较小的 CO2气体保护自动焊接工艺和优化的焊接顺序在约束条件下焊接；对控制焊接后的微小残余变形采用冷、热矫相结合的方法进行矫正，在专用胎架上精密对称切割对接边坡口。(2)整体横隔板的几何尺寸精度控制横隔板采用整体式结构。横隔板是钢箱梁组装的内胎，它的精度直接影响箱梁的断面精度，同时钢箱梁底板 T 形肋直接插入横隔板槽口，因此在横隔板单元制作过程中控制槽口间尺寸精度是一个重点，也是一个难点，可用以下工艺措施确保横隔板几何精度：1)钢板下料前采用滚板机机械滚平，以消除轧制和焰切应力，从而减小后续部件的焊接变形。2)采用平台刚性约束下施焊，减小其翘曲变形。3)用线能量较小的 CO2气体保护半自动焊焊接，以减小焊接变形。 江苏中泰钢结构有限责任公司4)采取先组焊修，后整体切割的二次切割工艺。克服了焊接和修整收缩的不利影响。即：横隔板面板一次切割毛料并喷粉划线组焊纵横加劲火焰修整数控等离子水下二次精切槽口，此种工艺措施能有效消除横隔板纵横向加劲焊接收缩对槽口间距的影响。(3)箱梁整体组装精度及焊接质量控制钢箱梁的断面尺寸、接口匹配精度，是保证桥位顺利架设、接口对接焊缝质量的关键，为此在制作中采取以下主要措施：1)钢箱梁整体组装胎架上以胎架为外胎，以横隔板为内胎进行整体组装，采用纵横基准线、测量塔控制箱口几何尺寸和断面垂直度。2)整体组装胎架设计时根据已有的经验，横向预设工艺补偿量，来抵消整体组焊后箱梁断面的收缩变形，确保桥面横坡。3)采用横向基准线、测量塔线控制单元块的准确就位, 再以单元块的纵横基准线控制其它单元件的组装。4)在日出前将钢箱梁板单元按线定位，避免日光对组装的影响；5)将两个底板板单元件组焊成一个板单元件后再参与箱梁的整体组装，减少整体焊接的焊缝数量。箱梁横断面预设适当的焊接工艺补偿量，以控制箱梁的整体焊接变形。6)对于大量的纵向对接焊缝，采用 V 形坡口形式的单面焊双面成形工艺，利用积累的数据对焊接收缩量进行修正，并跟踪检测焊接收缩量情况，及时反馈信息以完善装配过程中的工艺补偿量。7)钢箱梁拼焊完成并检测合格后，精确测量一个节段的钢箱梁之间的实际距离、钢箱梁横坡、纵基线距离等，对其位置进行工艺调整并预留一定的工艺补偿量，确认无误。(4)预拼装线形及接口匹配连接精度控制预拼装线形（拱度、旁弯）及箱口匹配连接精度，是保证梁段顺利吊装、桥梁整体线形、环缝焊接质量的关键。采用纵横基准线、测量塔控制预拼长度和直线度；采用多段实桥立体预拼装水下等离子切割槽口 江苏中泰钢结构有限责任公司法，实施箱口匹配连接精度的控制。为了减小桥位接口对接错边调整的难度，箱口各拐点处预留一定长度的不焊段。(5)合拢段长度及箱口尺寸精度的控制合拢段长度及箱口尺寸精度是实现大桥顺利合拢的必要条件，为此在制造中采取板单元制作时两端留出一定配切量（300mm） ，在箱梁制造完成后暂不切除，待大桥架设到合拢口时，准确量测合拢口的距离，再对合拢段依据测量统计结果进行配切，确保合拢段的长度。(6)钢箱梁焊接工艺原则和质量保证措施1)焊接方法上以自动焊和半自动焊为主，确保焊缝质量稳定。2)半自动焊以线能量较小的 CO2气体保护焊为主，减小焊接变形。3)根据本设计要求选择焊接材料，进行工艺评定试验，在确保焊缝各项指标与母材匹配，且不低于母材的前提下，制定相应的焊接工艺。4)严格控制焊材质量，严格仓储管理，并按规定认真对焊材进行烘干、保温。5)根据不同的熔透焊采取相应的工艺措施：对不能翻身双面焊的焊缝 (包括对接、棱角接、角接)配制相应的陶瓷垫进行单面焊双面成形焊接；对可翻身的熔透焊缝第二面焊前首先用碳弧气刨清根等方法确保熔透。6)根据焊接工艺评定试验实际情况制定预热温度和层间温度。施焊时焊接环境温度 5以上和相对湿度不高于 80%。7)按规定作产品试板进行相应检验，检查相应类型焊缝内在机械性能稳定性。8)焊工根据焊缝种类不同位置分别进行考试，考试合格发给证书，焊工持证上岗。9)严格执行检验制度，外观、磁粉、超声波、射线等检测均按规定认真执行并做记录。10)在钢箱梁总拼区，板单元两拼区现场设计制作活动加盖风雨棚，保证风雨天气正常焊接施工。11)接受业主和监理人员的监督和指导，共同协作为确保焊接质量。(7)钢箱梁防腐质量控制 江苏中泰钢结构有限责任公司钢梁的防腐是保证大桥寿命的重点之一，防腐处理的质量是保证该桥防腐寿命的关键。涂装质量主要取决于除锈质量和涂装前的保洁状况。为了控制钢箱梁防腐质量，我们将采用一下措施：1)除锈作业在封闭的车间进行。2)加强环境条件控制，确保环境温度、相对湿度、露点温度、钢板温度等完全符合施工条件，才能进行除锈、涂装作业。3)通过工艺试验，确定合理的除锈、涂装工艺参数，并在施工中严格执行已确定的工艺参数。4)不断检测湿膜厚度，以控制干膜厚度达到设计要求。5.2、关键工艺及装备主桥钢箱梁制造中，我们将充分地采纳与完善国内钢箱梁制造的新工艺、新技术，并结合我公司的既有设备及已有经验，采用下述关键工艺及装备。5.2.1、钢板赶平为消除钢板的残余变形（尤其是局部硬弯）和减少轧制内应力，以及为消除大型下料零件切割后的残余应力，从而减少了制造过程中的变形，我们在钢板抛丸除锈前及大型零件下料后使用 WC43-50X4000 分组驱动辊式板材矫正机赶平，这是保证单元制作平面度的必要工序。同时采用磁力吊配合上下料，避免虎头卡吊装使钢板产生局部塑性变形。 磁力吊5.2.2、数控下料及喷粉划线技术的应用1）对于形状复杂的零件优先采用数控火焰切割机精确下料，切割时双枪对称、采用合理的切割顺序及增加必要的补偿量来保证其几何形状和尺寸精度。对于矩形板件，切割的同时将坡口一并切出。精确预留后续焊接的收缩量，实现无余量切割。2）对后续工序需划线的零件，在数控切割时或切割后，利用数控切割机喷粉划线功能，在零件上划出基准线或组装线。 江苏中泰钢结构有限责任公司5.2.3、等离子切割机切割利用上海伊萨公司制造的等离子切割机，进行较薄板及不规则零件的切割，以降低切割时所造成的热切割变形，并提高较薄板切割面的切割质量。5.2.4、板边缘机械加工为保证下料零件板边直线度、消除火焰切割淬硬层从而达到充分释放火焰切割内应力、完成零件坡口及零件配厚的加工，我公司现有一台 XB12 型铣边机，用于零件的边缘加工。15.2.5、单元无马板定位组装、反变形焊接、无余量切割技术1、顶板、底板、斜底板单元在定位组装胎型上组装（卡槽定位） ，避免焊接马板对母材的损伤。2、在反变形胎架上机械卡固定位，船位 CO2气体保护自动焊同向施焊 U 形肋铣边机数控水下等离子切割机数控多头直条机数控火焰切割机 江苏中泰钢结构有限责任公司两侧焊缝，减少焊接变形、确保焊接质量。3、根据单元对接、箱体焊接、环缝焊接收缩的规律，并考虑弹性压缩量，设置一定的工艺补偿量，对单元实行无余量切割，减少现场总体组装工作量。5.2.6、焊接自动化技术根据接头型式，合理选用高效焊接方法。在钢梁制造中优先采用自动和半自动 CO2焊，板单元的纵、横向对接焊缝采用埋弧自动焊。由于广泛采用焊接自动化技术，可以稳定控制焊接质量，减小人工技能差别的影响。同时由于机械化、自动化程度高，能显著提高工效，缩短生产周期，降低制造成本。5.2.7、单元合件的制造为减少梁段整体组装的焊接量，从而减少箱梁的焊接变形，在组装梁段前先将底板单元二合一组焊成底板单元合件，利于加快箱梁组装生产进度。5.2.8、钢箱梁组焊胎架横向预设拱度由于钢箱梁处因恒载产生下挠，和钢箱梁整体组焊时只能对箱梁的底板、斜底板实行弹性约束，无法实现对顶板的约束。为了抵消焊接应力作用下上箱口产生的收缩变形，减少梁段起吊及吊装过程中横向挠度及变形的影响，整体组装胎架设计时，根据已有的经验和设计要求，底板横向预设工艺补偿量和预拱度，来抵消整体组焊解马后箱梁断面的收缩变形和因恒载产生的下挠值，确保钢箱梁箱口尺寸和桥面的线形尺寸。5.2.9、采用阶梯推进方式组装、焊接钢箱梁技术对每一次预拼装的梁段组装采取阶梯推进方式组织生产，即按照钢箱梁的组装顺序，从胎架一端向另一端进行施工，使同一工序在相邻梁段上形成阶梯，这样有利于各梁段的匹配，避免同一部位上下层同时作业，确保生产安全性，提高工效，缩短工期。6、梁段总拼工艺流程6.1 梁段划分1）在考虑运输、现场吊装等因素，尽可能将梁段尺寸作大，减少高空拼接工作量。根据我们对设计图纸的理解，划分了梁段： 江苏中泰钢结构有限责任公司 江苏中泰钢结构有限责任公司 江苏中泰钢结构有限责任公司6.2 总拼装胎架总拼装胎架设计应满足下列要求：1）胎架纵向各点标高按设计给定的线形设计；2）胎架基础必须有足够的承载力，确保在使用过程中不发生沉降。胎架要有足够的刚度，避免在使用过程中变形。3）在胎架上设置纵、横基线和基准点，以控制梁段的位置及高度，确保各部尺寸和立面线形。胎架外设置独立的基线、基点，以便随时对胎架进行检测。4）每轮次梁段下胎后，应重新对胎架进行检测，做好检测记录，确认合格后方可进行下一轮次的组拼。6.3、底板两拼为减少占用总拼装胎架时间，缩短总装周期，在底板单元参与梁段组装前，先在专用胎架上将二块底板单元拼焊成一个底板单元合件。组装时使用预留焊接收缩量的样板控制焊缝两侧相邻 T 形肋的中心距。为减少焊接变形和火焰修整量，保证板块平面度，在焊接前预置反变形。对于单块板单元上的 T 形肋间距在板单元生产时，已经用胎型及样板进行了严格控制，但在总拼时需要将板单元对接，预留焊接收缩量的准确与否直接影响相邻板单元 T 形肋间距。因此，如何预留焊接收缩量成为保证 T 形肋焊后间距的关键因素，同时它也是采用整体横隔板工艺能否成功的关键所在。通过准确预留焊接收缩量，有效控制板单元焊后 T 形肋间距。 江苏中泰钢结构有限责任公司6.4、梁段总拼中心底板组装工