双壁钢套箱施工作业指导书.doc

双壁钢套箱施工作业指导书 特别是在一些施工条件困难或受水文、地形、地质条件限制而无法采用钢板桩、筑岛围堰等围护结构的条件下，钢套箱更显示出了其优越性。 常用的钢套箱分单壁和双壁两种，由于单壁钢套箱刚度差，一般深水基础较少采用，实际工程中大部分情况下采用双壁钢套箱。 由于双壁钢套箱属施工临时结构，目前尚无统一的设计制作标准，为明确双壁钢套箱施工作业工艺流程、操作要点和相应的工艺、加工制作标准，特制定本施工作业指导书，以指导、规范双壁钢套箱施工作业。 2.编制依据XXX特大桥双壁钢套箱施工图；公路桥涵施工技术规范（JTJ041-xx）；路桥施工计算手册；公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-xx)； (5)钢结构工程施工及验收规范（GB20205） (6)钢结构焊接规范（GB50661-xx） (7)气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口(GB/T985.1-xx） (8)非合金钢及细晶粒钢焊条GB/T5117-xx3.适用范围桥梁深水基础及下部构造施工。 4.技术准备4.1内业准备10#、11#主墩钢吊箱为桥梁施工临时设施，双壁钢吊箱围堰主体结构包括双壁侧板、底板及龙骨、内支撑架等。 围堰平面尺寸为24.719.2m，围堰高9.8m，自重约364t，围堰构件均采用Q235钢材，围堰各部分结构详述如下。 (1)双壁侧板围堰壁板采用双壁结构，具有较强的抗水头差能力。 内外壁板间间距1200mm，采用=6mm面板，竖向75758角钢加劲，水平间距350mm。 内外壁间采用水平支撑环板、75758角钢斜撑连成整体。 水平环板间竖向间距自上到下为1300+3x1200+3x1000mm，根据计算采用180双壁钢套箱施工作业指导书第2页11010不等边角钢。 为加强双壁整体性，并根据内支撑布置需要，在内外壁间设40道隔舱板，将双壁间分成若干小隔舱。 隔舱板及面板局部加强，从而有效减小双壁板应力，确保围堰受力满足规范要求。 (2)底板及龙骨底板为浇注封底混凝土承重模板，并在桩位处留有2980mm圆孔供钢护筒穿过。 双壁侧板与底板间设计成封闭结构。 底板采用=6mm面板，75758角钢加劲，间距不超过300mm。 底板与龙骨焊接，底模直接支承于龙骨上，并通过模板间缝隙将底板与龙骨焊连。 底板龙骨采用H294200组成纵横框架结构形式，交叉处等强焊接。 龙骨上设连接板，用于连接撑杆。 承台施工过程中龙骨承担封底混凝土重量，围堰因水流产生的巨大冲击力通过底板龙骨传递至钢护筒上。 为有效提高龙骨抗横桥向水平力能力，加强围堰侧板与底板龙骨的连接，龙骨伸出围堰侧板以外部分应相应采用锲块及螺栓与侧壁连接牢靠。 (3)内支撑架内支撑架为单层钢管支撑型式，采用600,=6mm钢管桩，内支撑架与侧板隔舱板焊接固定。 内支撑架提高了双壁钢围堰侧板的整体刚度。 4.2外业准备双壁钢套箱的加工与试拼按预定的分块制作双壁钢套箱，编号贮存，完工后在加工场附近进行试拼，并进行焊接质量检查。 测量放线采用全站仪精确放出双壁钢套箱护筒的位置，依据全站仪采集的数据进行加工钢套箱。 （3）确定首节套箱初次入水沉放时间首节钢套箱定位决定着双壁钢套箱平面位置。 由于双壁钢套箱初次入水与河流水文关系较大，特别是初次入水时，受水文影响大，易造成下沉偏位。 因此初次入水沉放前必须提前查询曹妃甸区域的海浪潮汐情况，选择在一天中最低潮位的时候进行沉放。 5.人员组织施工人员结合既定施工方案、机械、工期要求进行合理配置，详见表1表1双壁钢套箱作业人员配备表序号人员类别数量（人）1施工负责人1双壁钢套箱施工作业指导书第3页2技术主管13安全员14技术、质检、测量人员65班组长36起重作业、场内机械驾驶人员、电工、焊工、机械工187材料员、司机68普工32其中施工负责人、技术主管、工班长、技术人员、安全员等主要岗位和关键性岗位管理人员和生产作业人员必须由本企业职工担任。 起重机械、场内机械驾驶、电工、焊工等特殊工种作业人员必须持证上岗。 6.材料及制作要求材料要求。 双壁钢套箱采用的钢材和焊接材料的品种规格、化学成分及力学性能必须符合设计和有关规范技术要求，具有完整的出厂材料合格证明；合格后对壁体内外面板和部分型钢骨架进行复检（检查内容包括力学性能等主要技术参数），复检标准按照规范规定的炉批号及吨位进行双控，检验合格后堆放使用。 焊接材料根据非合金钢及细晶粒钢焊条GB/T5117-xx要求，采用E43XX、E50XX；依据GB/T5118，采用E50XX-X的焊条。 钢材的矫正工艺围堰使用的钢板和型钢，由于在轧制时压延不均，轧制后冷却收缩不均，以及运输、储存过程中各种因素的影响，常常会变形。 影响号料气割及其它加工工序的正常进行，降低加工精度；且在焊接时产生附加应力，影响构件的强度。 因此，在号料前需对变形的钢板、型钢进行矫正处理，消除变形。 双壁钢套箱制作拼装要求双壁钢套箱加工时必须按设计尺寸及规范规定进行加工制作，严格控制加工质量和焊接残余变形，制作完成后，需要进行水密试验。 双壁钢套箱制作拼装允许误差双壁钢套箱制作拼装允许误差如下表。 双壁钢套箱施工作业指导书第4页表2双壁钢套箱制作拼装允许误差序号检查项目规定值或允许偏差1顶面中心偏位(mm)顺桥向20横桥向202钢套箱平面尺寸(mm)303钢套箱高度(mm)104节段错台(mm)25焊缝质量符合设计要求6水密试验不允许渗水7.主要设备、机具选型双壁钢套箱主要施工机械设备包括钢套箱加工设备、沉放设备等，主要施工机具设备配置如表3。 表3主要施工机具设备配置表序号名称型号单位数量备注1履带吊50t辆32电焊机BX1-500-2台63电焊机BX1-400-2台104潜水泵台65千斤顶台86混凝土搅拌运输车12m?辆38.施工工艺流程XXX大桥主桥10#11#墩位于主航道内，采用双壁钢套箱进行基础及下部构造施工。 根据XXX大桥现场情况及工程进度情况，双壁钢套箱采用先搭设钻孔作业平台进行钻孔施工后下沉钢套箱作业方式。 图1。 双壁钢套箱施工作业指导书第5页图1下沉钢套箱施工工艺流程图9.施工作业方法及要求9.1.焊接准备（一）焊接材料A对各种焊材库前都要进行严格的质量检查并应符合以下要求B电焊条的偏心度、药皮强度、药皮耐潮度等应符合要求。 低潮位将底板吊杆与钢护筒焊接进行围堰底口堵漏保证侧板连通器处在连通状态，使围堰内外水位持平C20混凝土封底凿除桩头承台施工及养护钢围堰现场组拼部分钢护筒接高至标高+15.0m在接高的护筒上安装下放吊挂系统双壁钢围堰加工厂内分片制作钢吊箱围堰下放至设计标高-6.0m主墩钻孔平台拆除护筒上焊接底板拼接牛腿承台底清理混凝土拌制、运输拆除下放吊挂系统封底砼达到强度后，封堵侧板连通孔，围堰抽水双壁钢套箱施工作业指导书第6页C焊材应在干燥通风良好的焊材仓库中存放，并应按种类、牌号、批号、规格、入库时间分类堆放，每垛应有明确的标志，不得混放。 D发放、烘干焊条和焊剂要有专人负责，要有焊条、焊剂烘干记录、领取和发放记录，E当天剩的焊条、焊剂应分别放入保温箱内贮存，不得露天过夜存放。 （二）操作人员A无损检测人员必须通过考试并取得相应合格证书,且只能从事证书中认定范围内的工作,焊工如果停焊时间超过6个月,应进行重新考核,焊工合格证应提交监理。 B应有良好的工艺作风，严格按照给定的焊接工艺和焊接技术措施进行焊接，严格遵守规范和制定的工艺细则并认真实行质量自检。 C焊工在施焊前应认真熟悉作业指导书，凡与作业指导书要求不符时，焊工应拒绝施焊。 当出现重大质量问题时，及时报告技术人员，不得自行处理。 （三）手工电弧焊A作业准备制作焊接平台（工装）、准备焊接设备、焊接材料，烘干箱等焊接前准备工作B手工电弧焊的技术要求使用钢材和焊接材料，应符合相关标准要求，且必须具有制造厂的质量证明书，应明确牌号和批号，未经检验或检验不合格者不得使用操作者必须是合格得持证焊工，且相应得考试项目应合格。 持证焊工必须检查焊缝坡口形式是否符合图样要求。 （四）手工电弧焊的作业程序焊接工艺评定焊接作业指导书焊接前的准备焊接平台（工装制作）焊接构件的装配点焊固定焊接焊接质量的外观检查无损检测不合格的进行焊缝返修成品检验验收（五）手工电弧焊操作要求A装配前，坡口及其边缘两侧各不少于20mm范围得油污，铁锈，水份等杂物应清楚干净，直至露出金属光泽。 B定位焊应由合格焊工担任，定位焊得工艺必须与焊件得焊接工艺箱同，定位焊缝应由良好得熔深，其表面不得有裂纹、气孔、夹渣和未焊透等缺陷。 定位焊尺寸见下表4双壁钢套箱施工作业指导书第7页表4单位mm焊件厚度焊缝长度焊缝间距458501005121015100200121530100300C.平焊时，各种直径焊条使用电流参见表2。 用同样直径得焊条焊接时，板越厚应选择电流得上限。 立焊，横焊，仰焊用得电应比平焊电流小10左右。 表5焊条直径（mm）2025324050焊接电流（A）40655080100130160xx00250D.焊接时焊机电缆与焊件必须牢固连接；严禁在工件表面引弧；焊接过程中当发现气孔，夹渣，裂纹等缺陷应及时除去并补焊；当发现严重裂纹时，应报告有关部门，待处理后再进行焊接；中、厚板焊接尽量采用多层，多道焊，前一道（层）焊缝清理干净（包括焊渣，气孔，裂纹等缺陷）后，方可进行下道焊接；双面焊缝，一般待正面焊后，背面一般采用碳弧气刨清焊根后再施焊；焊接重要结构的对接焊缝时，焊缝的两端应加引弧板和收弧板，焊接完成后应用气割法去除引弧板和收弧板，禁止锤去。 9.2施工工艺9.2.1钢套箱陆地制作及拼装 (1)围堰钢体焊接总程序焊接外壁板的拼板对接缝。 纵、横舱壁与水平板的角接缝。 纵、横构架的十字焊缝。 纵、横构架与外壁板的角接缝。 （2）操作步骤钢套箱的制作严格按照施工图纸的要求，底板及龙骨统一进行拼装，根据起重设备性能及运输要求，将单节壁体按照分块布置图进行划分，将底板及龙骨分为若干个小单元，通过L 6、L7等龙骨，拼装成为一个更大底板单元；龙骨之间连接，根据图纸规定的方法，进行切肢、焊接，可以将整个底板分为两个单元，通过车辆运输至施工平台，利用履带吊机在墩位处进行拼装。 壁体制作难点在于分块的线形、端口尺寸及吊点精度控制，重点在于焊接的质量控制。 壁体双壁钢套箱施工作业指导书第8页分块制作应首先在制作台架上将侧壁内、外壁板，水平框架隔舱板制成平面分块，然后在组装台架上进行组装。 分块壁体的平焊及立焊焊完后，用两台吊机进行空中翻身后再焊未焊完的焊缝，以减少氧焊，保证焊接质量。 考虑到分块壁体需在现场分别进行组拼，分块壁体的内外壁板均需留有余量，分块组装焊接完成后，重新定位划线，切割端头余量。 每个分块壁体按照壁体分块示意图进行编号，并用油漆标记。 （3）制作堰体的控制要点焊接一般要求:焊缝排列要求:对接焊缝之间的平行距离不小于200mm,且避免尖角相交,对接焊缝与角焊缝之间的平行距离不小于100mm。 焊缝外观检验、验收要求按GB50661-xx焊缝外观检验表执行。 焊缝外表面质量不应有气孔、裂缝、夹渣，不允许有咬边、焊瘤、飞溅等缺陷。 重要焊缝包括内支撑连接、吊点处结构、拼板对接缝等应进行UT.RT（超声波和射线源）检验。 每道工序中发生的焊接缺陷应及时修补,同一焊缝处的修补一般不超过2次,修补前应根据焊接缺陷情况,用碳弧气刨刨出根部光顺圆弧的坡口。 缺陷金属应仔细刨净,直至露出致密金属,修补完毕检验合格后才能转入下一道工序。 无损检测人员必须通过考试并取得相应合格证书,且只能从事证书中认定范围内的工作,焊工如果停焊时间超过6个月,应进行重新考核,焊工合格证应提交监理。 露天焊接工作应有防风、防雨设施,焊接环境相对湿度大于90%,焊接环境温度低于0度但不低于-10度时,应采取加热或防护措施，应确保接头焊接处各方向不小于2倍板厚且不小于100mm范围内的母材温度，不低于20度或最低预热温度二者的较高值，且在焊接过程中不应低于这一温度。 焊前清锈范围为焊缝两侧各20mm50mm,切割坡口的表面必须打磨干净,显露出金属光泽,有切割缺陷时应进行补焊并修磨平整。 焊缝经除锈后24h内必须进行焊接,以防接头再次生锈或被污染,若发现接头处有问题必须进行重新除锈,方可施焊。 埋弧自动焊拼板时应在距设计焊缝80mm以外的引板上起、熄弧。 手工电弧焊（见表6）双壁钢套箱施工作业指导书第9页板厚mm接头型式焊丝直径mm焊接电流（A）6拼板对接4180190816拼板对接4190200a.以上参数为拼板对接平横焊缝。 b.立焊之焊接电流比平横焊小1015%。 焊接工艺要求2围堰的各部位的焊接，其电流大、小应严格控制，不得使用同一种电流进行全位置焊接。 对接焊缝，手工焊时，材料厚度4mm，半自动焊时材料厚度6mm，可不开坡口，超过上述规定，应根据不同焊接方法，结合实际，采取碳弧气刨刨槽封底，其刨槽尺寸符合气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口(GB/T985.1-xx）要求。 焊外壁板的对接焊缝，当板缝错开时，应先焊横向缝（端接），后焊纵向缝（边接缝）；当采用平列对接时，先焊纵向缝，后焊横向缝。 1-a板缝错开对接缝1-b板缝平列对接缝错开板缝对接缝，其焊接方法大多采用气体保护焊，其工艺参数的选定，具体工艺措施如下a.拼板要求平整，板装配间隙要小，焊缝表面无锈蚀、油渍，以防止焊缝气孔产生。 b.表面处理方法钢丝刷清刷；角磨机配圆盘钢丝刷打磨；c.平焊对接一般采用左向焊法，箱板平焊一般不作横向摆动。 d.当进行厚板焊接其焊缝较宽时，可采用多道焊法，亦可作适当横向摆动。 构件中同时存在对接与角接焊缝时。 应先焊对接缝，后焊角接缝。 横焊为保证施工进度，调节焊接工作量，在围堰未整体成型前，构架与壳板的焊接，一双壁钢套箱施工作业指导书第10页定要待壁板安装完毕后，方可焊接。 纵横构架间的十字接头，必须待构架安装完毕后方可施焊，构件的角焊缝采取逐格焊接法，遵循由中往左、右，由中往前、后，由下至上，由里及外的施焊程序。 长焊缝采取退焊法及分中逐步退焊法，具有对称轴的工作，应尽量采取双人对称焊，以控制焊件变形量。 每一接头必须严格按照要求焊接，确保接头质量，焊接应按焊接工艺所规定的方法、程序、参数和技术措施进行，以减少焊接变形和内应力，保证质量。 为减少变形和内应力，钢吊箱组拼焊接时宜对称施焊。 焊接工作完成后，对所有焊缝均应进行外观检查。 焊缝金属应紧密焊道应均匀，焊缝金属与母材的过度应平顺，不得有裂缝、未融合、未焊透、焊瘤和烧穿等缺陷。 焊缝外观缺陷的允许范围和处理办法应按表3规定采用。 表7焊缝外观缺陷的允许范围和处理方法缺陷名称超过允许的处理办法咬边超过0.8mm深或者宽度小于深度的咬边采取补焊或者打磨进行修整超高进行修正表面裂缝、未融合、未焊透铲除缺陷后重新补焊表面气孔、弧坑、夹渣铲除缺陷后重新补焊飞溅用沙轮机磨钝表面损伤超过0.8mm的表面、坑点或裂纹均采用补焊或打磨进行修复自由边用砂轮机磨去锐边或其他边角，使其过渡圆滑，最小曲率半径为2mm。 圆角不可处理焊接弧按“飞溅”和“表面损伤”处理割边表面打磨至凹凸度小于1mm切肢要求严格控制切肢施工质量，严禁采用电焊气焊等方式进行切肢操作，需要购进相应的小型加工设备，保证切肢的施工质量。 双壁钢套箱施工作业指导书第11页 (4)分段尺寸质量控制标准分段壁板高度:10mm。 内外壁板长度:+2040mm。 内外壁板间外档尺寸:12004mm。 内外壁板直线性:局部2、全长0.6。 内外壁板平整度5mm。 两端对角线偏差8mm。 9.3设计中对焊缝的规定A除了特别说明外，焊缝高度hf=6mm。 B龙骨焊缝均为角焊缝，焊缝高hf=10mm。 C各龙骨之间对接需要保证接头严格等强。 D底板的焊缝均为角焊缝，焊高hf=6mmE底板与龙骨之间需要满焊以防止漏水。 F护筒上焊接面板，面板四周与其上面对应龙骨采用hf=6mm的连续角焊缝，其余各构件间的连接均为双面连续焊接，焊接高度hf=10mmG待堵漏抽水后，将D6-5。 D6-7通过钢板与护筒进行补焊使其与钢护筒焊接成整体，采用双面焊接，hf=10mm9.4焊接质量控制和检验质量控制和检验的一般程序包括焊前检验、焊中检验和焊后检验，应符合以下规定（一）焊前检验A按设计文件和相关规程、标准的要求对工程中所用钢材、焊接材料的规格、型号（牌号）、材质、外观及质量证明文件进行确认；B焊工合格证及认可范围；C.焊接工艺技术文件及操作规程；D.坡口形式、尺寸及表面质量；E.组对后构件的形状、位置、错边量、角变形、间隙等；F.焊接环境、焊接设备等；G.定位焊缝的尺寸及质量；H.焊接材料的烘干、保存及领用；I引弧板、引出板和衬垫板的装配质量。 双壁钢套箱施工作业指导书第12页 (二)焊中检验A焊接工艺参数电流、电压、焊接速度、预热温度、层间温度及后热温度和时间等；B多层多道焊焊道缺欠的处理；C采用双面焊清根的焊缝，应在清根后进行外观检查及规定的无损检测；D多层多道焊中焊层、焊道的布置及焊接顺序等。 （三）焊后检验主要包括A焊缝的外观质量与外形尺寸检测；B焊缝的无损检测；C焊接工艺规程记录及检验报告的确认。 9.5搭设钢套箱沉放平台主墩钻孔桩施工完毕后，拆除钻孔平台顶面桥面板、贝雷梁、桩顶分配梁，并拆除钢护筒间的导流管及其他附件。 清除钢护筒外壁妨碍吊箱下放的结构，在钢护筒上标高+3.0m位置焊接围堰拼装牛腿，为保证牛腿标高准确，用精全站仪测量，沿护筒周围画出标高线；接高四根角桩钢护筒。 在其余钢护筒上架设分配梁，搭设简易施工平台，铺设脚手板及安全防护设施。 9.6围堰拼装下放围堰拼装、下放底板、双壁侧板、内支撑及吊杆安装在焊接好的牛腿上进行底龙骨的安装。 底龙骨在钢结构加工厂分块制作，现场组拼时利用50t履带吊机依次组拼焊接。 各龙骨间对接需保证接头严格等强，可通过在龙骨腹板与腹板间增加三角形加劲板保证等强传力。 底龙骨安装完毕后，将钢结构加工厂分14块制作的钢围堰运输至墩位(侧板分块对称制作，进行编号安装)，利用50t履带吊从承台一侧逆时针进行围堰侧板的拼装，侧板与底龙骨临时焊接锁定。 围堰侧板全部分块拼完合龙，经测量复核位置符合设计要求后，按合理的顺序安装侧板与底板的连接螺杆，然后进行油密试验。 底龙骨及侧板安装完毕后在底板安装吊箱围堰撑杆，撑杆由两个根20a型钢对拼成口字型制作而成，与底龙骨连接为销接。 吊挂系统安装、围堰下放安装围堰导向装置及吊挂系统，吊挂系统由吊挂分配梁、吊杆、千斤顶等组成。 a.吊挂分配梁主吊挂分配梁有2组，每组由4片贝雷梁组成。 双壁钢套箱施工作业指导书第13页b.吊杆围堰下放系统共设4个吊点，单个吊点设2根吊杆，吊杆为长17.5米的40精轧螺纹钢。 c.千斤顶一个吊杆位置需一台千斤顶，共需8台60t千斤顶。 围堰吊挂系统安装完成且检查合格后，准备进行围堰下放。 利用8台60t千斤顶同时均匀起顶，将围堰提离钢护筒牛腿约20mm，并调平，割除钢护筒上牛腿，焊接底部龙骨，底部龙骨焊接完成后，通过吊挂均匀下放钢吊箱，下放过程中尽量保证8台千斤顶同步，每下放5cm左右即调平一次，钢吊箱下放至设计标高-6.0m。 围堰下放到位后在低潮位将底板处撑杆与钢护筒进行焊接，且保证侧板连通器处在连通状态，使围堰内外水位持平（封底混凝土施工后且未达到混凝土设计强度）、保持下放吊挂系统，使吊挂承受侧板、底板自重荷载。 （二）围堰拼装时注意事项a.围堰拼装合拢后，全面调整其垂直、水平度等，务使接头对准，所有误差均在允许范围之内，经检查认可后方可进行电焊。 b.起吊围堰时，应按指定位置起吊，不得任意改动，以免扭曲变形，起吊时不得碰撞。 c.拼装时如有钢板或型钢碍事，不利拼装，不得随意烧割，应及时反映，请示后再行处理。 d.拼装时如发现接头不对，不准硬拉硬顶。 调整钢围堰放置千斤顶或倒链滑车位置，应经值班技术人员检查同意后方可进行。 e.定位焊和全面焊的立焊缝应全部由下向上进行，电焊先后顺序应为先内壁、后外壁对称进行。 围堰拼