无锡蓉湖大桥主跨钢箱梁施工组织设计

无锡蓉湖大桥主跨钢箱梁 施工组织设计 江苏省无锡船厂 2002 年 10 月 目 录 一 工程概况 二 技术标准 三 钢箱梁的建造方案 四 施工工艺流程 五 厂内制作工艺 六 焊接工艺评定 七 运输及堆放 八 现场制作工艺 九 焊接工艺 十 施工周期计划 十一 主要施工机具 十二 质量目标及保证措施 十三 施工部署 十四 安全目标及保证措施 十五 冬 雨季施工措施 十六 防火保卫措施 1 一 工程概况 蓉湖大桥位于无锡市北塘区规划城市主干路 蓉湖路 是跨越 京杭运河的一座特大桥 斜拉桥主塔位于运河及运河东路之间 主跨 一跨跨过运河及运河西路 跨度为 145m 主梁采用钢箱梁 其边跨 采用 75m 主跨侧除塔根部 15m 为预应力混凝土外 其余部分均为 钢箱梁 全桥混凝土梁全长为 90m 钢箱梁全长为 130m 钢箱梁主要材料采用 Q345D 钢箱梁纵向为 12m 一节 横向桥 面宽度为 33m 采用单箱五室钢结构 钢箱梁的腹板与混凝土梁中腹 板一一对应 梁高为 2 8m 顶板板厚 14mm 底板 腹板板厚 12mm 面板及底板在锚点处横梁跨中局部加厚为 24mm 锚点处横 梁为 20mm 普通横梁及横梁上各水平加劲肋及竖向加劲肋厚 10mm 顶 底 腹板均采用 U 形或 L 形纵向加劲肋 钢箱梁每 3m 设置一道普通横隔梁 每 12m 设置一道锚点横隔梁 二 技术标准 1 低合金高强度结构钢 GB T1591 94 2 焊接用钢丝 GB1300 77 3 CO2气体保护焊用钢焊丝 GB8110 87 4 碳素钢埋弧用焊丝 GB5293 85 5 低合金埋弧焊用焊剂 GB12470 90 6 低碳钢焊条 GB5117 95 7 低合金钢焊条 GB5118 95 2 8 陶制焊接衬垫 GB T3715 95 9 圆柱头焊钉 GB10433 89 10 摩擦型高强度螺栓连接副 GB1228 1231 91 11 钢结构工程施工及验收规范 GB50205 2001 12 钢结构工程质量检验评定标准 GB50221 2001 13 涂装前钢材表面锈蚀和除锈等级 GB8923 88 14 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级 GB11345 89 15 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级 GB3323 87 16 公路桥涵施工技术规范 JTJ041 2000 17 公路工程质量检验评定标准 JTJ071 98 18 铁路钢桥制造及验收规范 TB10212 98 19 中铁大桥局勘测设计院 初步设计 2002 8 三 钢箱梁的建造方案 1 简介 考虑到钢箱梁运输到现场进行拼装 吊装以及现场吊装能力 将 整个钢箱梁分为 11 个节段 在工厂胎架上正装 预制该 11 个节段 即以底板为基准 先铺设底板片段 再安装横隔梁板片段和顶板片段 然后用浮舟将 11 个节段运输到施工现场 用桥面吊机先吊装钢砼结 合段钢箱梁 在支架上组装施工 待施工完毕后 再依次吊装 11 个 节段 进行焊接对接缝 依次对称张拉斜拉索 3 2 节段划分 由于该斜拉桥上跨京杭运河 交通繁忙 不能因施工侵占河面或 中断交通 将钢箱梁划分为十一个节段 其中十个节段为 12m 一节 宽度为 33m 重约 204 46 吨 另一个节段为 10m 一节 宽度为 33m 重约 170 40 吨 见图一 钢箱梁与斜拉索通过纵肋上的锚箱 连接 节段接缝的结构形成采用阶梯形 见图二 即先装节段的构 件按层伸出 后装节段的构件按层缩入 图一 节段划分 图二 节段 节段 节段 节段 节段 节段 节段 节段 节段 节段 节段 后装节段 腹板 先装节段 顶板 底板 4 3 片段划分 根据蓉湖大桥钢箱梁的结构特点 将每节钢箱梁划分为若干个平 面片段 主要有底板片段 底板和 U 型肋 横隔梁片段 横隔板和 加强筋 腹板片段 腹板和加强筋 及斜拉索锚箱 见图三 即先 在片段生产流水线上进行片段生产 然后在总装胎架上拼装成箱体 并进行预拼装 片段生产采用无余量制作 下料时应充分考虑焊接收 缩量 图三 四 施工工艺流程 施工工序 根据斜拉桥钢箱梁的结构特点 尺寸大小等设计要求 以及施工 现场的各种条件 结合工厂的施工经验 编制如下工艺流程 消化图纸 放样 采购材料 材料理化试验 钢材预处 理 焊接工艺评定 片段焊接变形测试试验 确定反变形 下料 制作胎架 零部件加工 拼装片段 顶板 底板 腹板 顶板2 片段 底板2 片段 底板1 片段 腹板1 片段 腹板2 片段 腹板3 片段 横隔板 片段 横隔板 片段 横隔 板 片段 顶板1 片段 底板3 片段 腹板5 片段 腹板4 片段 横隔板 片段 横隔板 片段 腹板6 片段 顶板3 片段 5 横隔板片段 焊接 检验 上总胎架拼装节段 焊接 检验 脱胎架 焊接 检验 预拼装 划安装线 喷砂 除锈 喷涂底漆 中间漆 运输 船运 吊装大分段 桥面 吊机 检测调整 焊接 对称张拉斜索桥 除锈 补漆 喷涂面漆 验收 五 厂内制作工艺 1 材料的采购 化验 对于本工程中所采用的材质 需严格把好质量关 以保证整个工 程的质量 1 钢材 钢箱梁主要材料为 Q345D 采购钢材时 要求生产厂家必须提供 材质证明书 写明钢材的炉批号 钢号 化学成分及物理性能 钢材 进厂后 应对钢材的质量保证书是否与钢材上打印的标记符合 钢材 的规格尺寸允许偏差是否符合国标规定 并按同一炉批 板厚每 10 个炉 批 号抽验一组试件进行理化试验 根据国标规定核对钢材的 各项指标 合格后方可使用 不合格拒绝接收 Q345D 化学试验检验 C Si Mn S P 含量符合 GB T1591 94 的规定 Q345D 物理试验检验 b s 弯曲 低温 20 冲击韧性等力学性能 2 剪力键 6 剪力键材料为普通碳素钢 其技术标准要符合国家标准 GB10433 89 的规格要求 3 摩擦型高强度螺栓连接副 摩擦型高强度螺栓连接副材料低碳钢 其技术标准要符合国家标 准 GB1228 1231 91 的技术要求 4 油漆 质验部门会同监理部门及业主对油漆进行质保书的核实 并按规 定对油漆抽样样品进行检验 合格后方可使用 5 焊条 丝 焊剂 焊条 丝 焊剂进厂时 要求生产厂家提供质保书 写明焊条 丝 焊剂的名称 型号 化学成分及物理性能 核对无误后方可 使用 2 放样 1 钢箱梁的放样以 1 1 的比例在计算机放出各节点 放样时 需考虑纵向竖曲线 预拱度以及 2 的横坡 核对所有构件的几何尺 寸 并制作样板 作为后续加工生产的依据 如发现差错需要更改 必然取得原设计签具的设计更改通知单 不得擅自修改 样板的宽度 长度允许偏差 曲线样板上任意点偏距允许偏差为 1 0mm 5 0 0 1 2 放样时要加放加工余量 由于温度应力引起的 焊接收缩 量 3 钢材预处理 1 钢材表面预处理前 必须将表面的灰尘污物等清除 7 2 钢材表面经喷丸处理 按国标等级为 sa2 5 级执行 表面 粗糙度应达到 40 75 m 3 喷涂无机硅酸锌车间底漆 干膜厚度为 20 m 4 号料 下料 1 号料前 仔细检查钢料的牌号 规格 质量 确认无误 合格后 方可号料 2 号料时根据配料表和样板进行套料 尽可能节约材料 号 料后作明显标记 号材外形尺寸允许偏差为 1mm 3 下料 根据板厚和板长选择气割或机械剪切 隔仓板上的 纵肋缺口由靠模自动切割机切割 5 片装总胎架制作 由于钢箱梁有竖曲线 预拱度和横坡要求 线型较为复杂 制作 片段时 需制作三个片段胎架和一个总装胎架来保证片段制作质量 其中顶板片段胎架尺寸为 33m 长 12m 宽 0 65m 高 底 板片段胎架尺寸为 33m 长 12m 宽 0 65m 高 横隔板片 段的胎架尺寸为 12m 长 2 8m 宽 0 65m 高 总装胎架尺 寸为 33m 长 24m 宽 0 65m 高 见图四 8 图四 胎架材料采用 20 号工字钢和 18 号槽钢 使胎架具有足够强度和 刚度 底胎架的横梁可拆卸 以便于液压横移车的进出运输节段 胎 架型值 支撑高度 采用放样光顺后的型值 胎架上所划的线型与理 论线型允许偏差为 2mm 胎架水平度不大于 2mm 对角线之差不大 于 5mm 制作胎架时 先按 1 2 节段的型值制作三只节段胎架和一只 总装胎架 在纵向 横向 高度方向用洋冲打好安装网格线 待 1 2 节段装焊完毕后再按 3 4 节段的型值修正胎架 在胎架 上制作 3 4 节段 以次类推 在该只胎架上制作 11 个节段 6 零件加工 零件加工需遵循以下原则 1 结构部件的零件 原则上应采用气割切割 并优先考虑精 密切割 仿形切割 数控切割 等离子切割等方法 手工切割只能用 于次要零件或手工切割后还要进行加工的零件 2 焊接表面和邻近焊缝表面不应有松散和很厚的氧化皮 漆 车道 底胎模 9 皮 锈 潮气 油污或其他杂质 以免妨碍正常焊接作业或产生烟尘 3 所有埋弧焊 包括角焊缝 被焊钢板表面 凡焊剂可能接 触部位的浮锈 均应一律去除干净 以防浮锈混入焊剂中 4 所有引弧板与熄弧板的表面 均应打磨 彻底去除氧化皮 引弧板及熄弧板一般应用相应的钢种 5 所有高强度螺栓孔的钻孔 应用钻模钻孔 6 制成的孔应为正圆柱形 孔壁光滑 孔缘无损伤不平 刺 宵应清除干净 7 钻孔时 应经常用试孔器检查孔径质量 钻孔时不得使用 油剂冷却液 8 零件边缘加工后 应无杂刺 渣 波纹 崩坑等缺陷应修 磨匀顺 刨铣时应避免油污污染钢板 9 零件和部件的矫正和弯曲 a 零件和部件可采用机械冷矫正或热矫正 b 采用热矫正法时 矫正温应控制在 900 以下 c 经矫正的零部件表面不得有明显的凹痕或其它损伤 否则还需 整形 10 有磨光顶紧要求的杆件 端部必须铣头 加工深度不应小 于 3mm 加工面的表面粗糙度 Ra 不得低于 25 m 加工面与腹板垂直 度偏差应小于 0 01 板厚 且不得大于 0 3mm 7 闭口纵肋 U 形肋 的加工方法 10 闭口纵肋为 U 形 工厂制作时 先设计一副压模 然后在 315T 油压机上压制成形 U 形肋加工要求 1 U 形肋折角圆弧半径 R 3t t 为壁厚 两侧壁向外倾斜 2 在钢板两侧开好焊接坡口并划出折角线 3 折角线两端边缘应光顺 不光顺的折角线两端边缘则打磨 光顺 以防止压制时边缘裂缝的产生 8 底板片段的制作 布置底板片段装配作业线和施焊作业线各一条 制作时 将底板 依次平置于装配作业线上 以板中心定位 用螺旋压紧器将底板压紧 依装配线所定尺寸进行划线 U 形肋反置于底板上用靠模初定位 检 查确认后 沿 U 形肋长度方向 顺沿靠模定位并进行定位焊 然后每 移位 700mm 定位点焊一次 每次定位焊长度约 40mm 完成装配后的底板片段 应松开压紧器 并将该片段转运至施焊 作业线或存贮区 再进行后续片段的装配 将装配后的底板片段平置于无余量反变形胎架上 见图五 靠 模定位 用螺旋压紧器将片段压紧在反变形弧形胎架上 用 CO2气体 保护焊焊机进行施焊 当焊机运行至后续片段后 可拆开前面片段的 压紧器 待完全冷却后 将该片段吊至校正平台进行校正 11 图五 9 腹板片段制作 布置腹板片段装配作业线和施焊作业线各一条 制作时将腹板平 置于装配线上 以板中心定位后 用螺栓压紧器将腹板压紧 纵向加 强筋用靠模定位 检查确认后 沿长度方向每移位 700mm 定位点焊一 次 定位焊长度约 50mm 完成装配后的腹板片段应松开压紧器 并将该片段转运至施焊作 业线或存贮区 再进行后续片段的装配 将装配后的腹板片段吊至船型胎架上 用埋弧自动焊焊接腹板与 加强筋的焊缝 待完成装焊后的腹板片段吊至平面胎架上 划线装焊 锚箱 10 横隔板片段制作 底板片段 弧形胎架 二氧化碳气体保护焊焊机 反变形胎架 12 将横隔板吊上平面胎架 固定后划线 装配竖向加劲肋和水平肋 用 CO2气体保护焊焊接横隔板与竖向加劲肋之间的焊缝 待完全冷却 后 进行校正 由于竖向加劲肋与顶板为磨光顶紧 顶紧后需用 0 2mm 的塞尺塞入面积不应该超过 25 因此竖向加劲肋需加放余量 并应对其端部进行精加工 11 高强度螺栓连接工艺 1 本桥钢结构的悬臂底板采用高强度螺栓连接 采用摩擦型 高强度大六角头螺栓连接副 螺栓直径采用 M24 强度等级为 10 9 级 2 为保证钻孔质量 本桥所有高强度螺栓孔均在平面位置采 用套模钻孔和配钻钻孔工艺进行钻孔 3 悬臂底板上一端螺栓孔在平面板片段制作时 采用模板在 平面胎架上钻制 另外一端螺栓孔待钢箱梁节段拼装完成后 使用模 板在拼装胎架上钻制 其连接板的螺栓孔使用模板预先钻制 4 应经常检查钻孔套的质量情况 若套模松动或磨耗超限时 应及时更换 5 钢板摩擦面要求摩阻系数 0 45 因而对材料加工时应 根据连接面加工的条件和抗滑系数测定结构 对其主要控制参数 如 粗糙度 表面平整度 几何公差等进行检测 并提至监理认可 6 抗滑系数试验采用的试件 应与所代表的钢结构同一材质 同样的喷砂工艺方法 同批制造 相同的存放条件 随同构件运送工 地 在工地安装前进行交验 具体检验方法按 JTJ041 2000 的有关规 13 定进行 7 连接板外表面表面处理后 采用保护措施防止钢板锈蚀 但不能影响高强度螺栓安装时的扭距系数值 以保证防护和安装质量 8 构件在运输 吊装 拼装过程中 不得碰伤螺栓连接外表 面的防锈层 如有碰伤则暂不使用 严防在防锈层上沾有油污 不慎 沾上油污者应以汽油清除 构件拼装前 应消除螺栓孔内和接头钢板 表面的污物 12 钢箱梁节段的拼装 钢箱梁的拼装在长 24 米 宽 33 米的胎架上进行 在拼装前 根 据大桥设计线型 调整胎架线型 使其与设计线型相符 1 钢箱梁拼装流程图 吊装底板片段并焊接 中间横隔板片段的装焊 腹板片段的 装焊 两侧横隔板的装焊 底板的装焊 预拼装 拼装 焊接 检验 划出安装位置线 脱胎架 校正焊接变形 检验 打好装配网格线 2 底板片段安装要求 a 底板片段吊装前需打磨坡口 b 先吊装底板 2 片段 定位后向两侧 底板 1 片段 底板 3 片 段 延伸 c 底板片段定位后 端口用机械压马压紧 点焊固定 d 点焊完成后 采用 CO2气体保护焊打底 埋弧自动焊盖面 14 3 腹板片段安装要求 a 腹板片段安装前 先用激光经纬仪定位 划出装配线 b 采用手工焊或 CO2气体保护焊焊接腹板与底板之间的焊缝 c 锚箱索导管只临时定位 不作焊接 待现场安装时调整索角度 4 横隔板片段安装要求 a 腹板片段安装前 先用激光经纬仪定位 划出装配线 b 采用手工焊或 CO2气体保护焊焊接腹板与底板之间的焊缝 c 锚箱索导管只临时定位 不作焊接 待现场安装时调整拉索角 度 13 预拼装 1 钢箱梁拼装结束后 检查相邻节段间隙 打好装配线 确 保现场拼装一次成功 2 打磨孔边毛刺 板层间刺宵 电焊飞溅等 3 预拼装时螺栓应紧固 使板层紧密 冲钉不得少于孔眼总 数的 10 螺栓不得少于螺栓孔总数的 20 5 预拼装的质量应符合 JTJ041 2000 规范的有关规定 14 钢箱梁合拢段的制造 合拢段的制造在最后一个轮次进行 其制作长度要预留余量 以 便根据实际情况进行调整 余量的具体长度按设计和安装单位的要求 待全桥即将合拢时 根据安装单位提供的合拢长度 在相同的温度下 切割余量 15 15 分段的临时加强 为了防止分段在吊装 搁置 运输等情况下的变形及损坏 特在 分段一端 无横隔板 设置假框架 假框架结构由 18 槽钢和 L75 5 角钢组成 16 安装吊耳 在每个节段上安装四个吊耳 吊耳必须设在横隔板与腹板相交处 以避免钢箱梁产生局部变形 吊耳吊用 D 型吊耳 每只吊耳允许负荷 60 吨 见图六 图六 17 除锈 油漆 1 除锈 油漆前采用喷砂除锈 须除尽表面上的油污 焊接飞渣 氧化皮 铁锈 并打磨焊缝和尖角 将钢板外表面喷砂处理至 Sa2 5 级 表面 16 粗糙度尽可能降低 控制在 90 120 m 手工除锈等级为 St3 级 高 强度螺栓连接面喷棱角砂 除锈等级为 Sa3 级 2 油漆 油漆体系待定 图纸中未明确油漆体系 工厂只留一道面漆不涂 并在拼装焊缝处留 30 50mm 暂不涂装 到工地焊接后涂装 涂层的漆膜厚度采用漆膜侧厚检测 干膜厚 度允许偏差为 25 m 每层干膜厚度允许偏差为 5 m 涂装应均匀 无明显起皱 流挂 附着情况良好 六 焊接工艺评定 对首次使用的焊接工艺必须依照 铁路钢桥制造规范 TB10212 98 进行焊接工艺评定 但 Q345D 是我厂多次使用的焊接 母材 在施工前 将工艺评定方案上报监理 以确定工艺评定范围 1 评定标准 铁路钢桥制造规范 TB10121 98 2 评定对象 顶板 腹板 底板的对接接头 3 焊接方法 手工焊 埋弧自动焊 CO2气体保护焊 4 焊条 丝 焊剂的选用 由于钢箱梁主要材料为 Q345D 按照焊条选用原则 手工焊焊条 选用 E5015 埋弧自动焊焊丝及焊剂为 HO8MnA HJ431 CO2气体保护 焊焊丝为 CHW 50C6 或 TWE 711 5 手工焊 1 试样尺寸如图七 17 图七 2 试样数量 一块 3 焊接工艺 a 焊条 E5015 直径为 3 2 5 b 电极 直流反接 c 坡口形式如图八 18 图八 d 先用 3 2 焊条打底 电流为 110A 150A 电压 20V 22V e 再用 5 焊条盖面 电流为 170A 230A 电压 20V 22V f 用碳刨刨反面焊缝 g 用 3 2 焊条打底 反面焊缝 电流 110A 150A 电压 20V 22V h 再用 5 焊条盖面 反面焊缝 电流 170A 230A 电压 20V 22V 6 埋弧自动焊 1 试样尺寸如图九 图九 2 试样数量 一块 3 焊接工艺 a 焊丝 H08MnA 直径 4mm 焊剂 HJ431 19 b 电极 直流反接 c 坡口形式如图十 图十 d 先用手工焊进行封底 焊条为 E5015 直径 3 2mm e 用埋弧自动焊焊正面焊缝 电流 630A 650A 电压 36V 38V 速度约 25m h f 反面清根 g 用埋弧自动焊焊反面焊缝 电流 600A 620A 电压 36V 38V 速度约 45m h 7 CO2气体保护焊 1 试样尺寸如图五 2 试样数量 一块 3 焊接工艺 a 焊丝 CHW 50C6 或 TWE 711 直径 1 2mm 20 b 电极 直流反接 c 坡口形式如图六 d 用 1 2mm 焊丝焊第一 二层正面焊缝 电流电流 230A 280A 电压 25V 30V 气体流量 10 15L min 焊接速 度 20m h 30m h e 用碳弧气刨刨反面焊缝 f 焊第一 第二层反面焊缝 8 焊缝质量要求 1 外观质量 焊缝尺寸应符合要求 外观缺陷按一级焊缝检 验 2 内部质量 超声波探伤 探伤比率为 100 焊缝等级为一 级 评片等级为 级 X 光片探伤 焊缝等级为一级 评片等级为 级 9 试验内容 1 对接接头拉伸试验 尺寸如图十一 检测抗拉强度 b 21 图十一 2 熔敷金属拉伸试验 试样尺寸如图十二 检测抗拉强度 b 延伸率 5 图十二 3 弯曲试验 侧向弯曲 试样尺寸如图十三 图十三 4 低温 20 冲击试验 检测冲击吸收功 AKV 22 试样尺寸如图十四 六个点 其中 3 个试样的缺口开在焊缝中 心 3 个试样的缺口开在熔合线外 1mm 处 图十四 5 硬度试验 七 运输及堆放 根据节段划分计算结果 钢箱梁节段最大长度为 12m 最大高度 为 2 8m 宽度均为 33m 钢箱梁的最大重量为 204 46 吨 考虑到京 杭运河的通航能力 主要是桥梁的航行净空 为确保钢箱梁安全运 输到现场 我厂特制作浮舟作为钢箱梁的运输工具 见图十五 以 降低船舶吃水 具体路线为 工厂 下水 京杭运河 施工现 I放大 23 场 运输时 我厂选择在凌晨进行 并需港监部门疏散交通 图十五 1 运输设备 1 液压横移车 载重 250T 2 横移小车 载重 160T 台 需用两台 3 舟桥 载重 300T 4 500T 拖轮 2 堆放流程 钢箱梁节段拼装 脱离胎架 厂内临时堆场 涂装工棚 厂内堆放 下水道 下水 航行 运到吊装指定位置 3 运输 堆放时注意事项 1 构件节段的堆放场地 应当坚实 平整 通风 有排水系 统 2 构件支点的垫点放在设计指定的有横隔板 纵向腹板或其 他允许的部位 一般不宜两段叠放 3 存放构件节段应按工地安装顺序编号 并按吊运顺序安排 浮舟 24 位置 4 成品节段短途转移时 应避免应避免擦伤 扭折 坠落等 人为损伤 5 起吊点必须放在经设计确认的位置 不允许用捆绑 挂钩 等方式起吊 6 构件节段在运输过程中应防止倾倒 碰撞 支点要平移 多头 可靠 要采取可靠措施防止意外和碰损 7 发运明细表和附件应一并随构件节段配套发送 八 现场制作工艺 1 拼设钢砼结合段钢箱梁支架 1 地基与基础 满堂支架以地基作为支承 根据本桥桥位地质情况和地面构造物 实际情况 满堂支架地基需作处理 沿支架基础纵 横向在支架基础 下铺设 20cm 宽 5cm 厚 木板 分散集中应力 保护路面不被 损坏 2 支架搭设 地基硬化完成后 搭设钢砼结合度钢箱梁的安装支架 支架采用 贝雷片设置左 右两道间距为 11 4m 每道贝雷片设六片 在贝雷上 设置 40 号双拼槽钢 并在两道贝雷之间加设横向支撑 立柱之间加 设剪力撑 3 支架预压 25 支架搭设完毕后 用钢箱梁梁体荷载 100 的砂袋对支架进行预压 消除支架的非弹性变形 压前需布设观测点 在压前及压后每日测量 同一点下沉量并进行记录 在 72 小时地基累计沉降量稳定后 取下 砂袋卸载 分析数据 确定弹性下沉量及非弹性下沉量 以其为依据 调整垫木高度 使施工后保持其设计位置准确 2 钢箱梁的现场吊装 1 搭设钢砼结合段钢箱梁支架 2 将钢砼结合段钢箱梁吊上满堂支架 3 移位 调整标高以及梁底中心 确保该分段的安装位置线 正确 4 对称张拉 1 1 斜拉索 5 吊装 1 节段 6 调整 1 节段标高以及梁底中心 使 1 分段与钢砼结合段钢 箱梁的安装位置线趋于一致 点焊固定 7 对称张拉 2 2 斜拉索 8 焊接 先焊腹板对接 再焊顶 底板对接缝 最后焊接腹 板与顶 底板之间的角焊缝 9 检测焊缝质量 同时重新测量箱顶标高 10 安装纵肋及纵向结构 接缝处 11 依次安装 2 8 节段 对称张拉 2 2 8 8 斜拉索 12 通过栈桥吊装 9 10 节段 对称张拉 26 9 9 10 10 斜拉索 13 吊装合拢段 11 节段 14 焊接合拢段焊缝 15 检测 16 对钢箱梁局部手工除锈和补充涂装 以及整体涂刷面漆 17 拆除满堂支架 18 验收 3 钢箱梁安装检验 钢箱梁安装后的允许偏差应符合 JTJ041 中表 17 4 5 的规定 九 焊接工艺 1 焊条 丝 焊剂的选用 埋弧焊丝及焊剂 H08MnA HJ431 CO2气体保护焊焊丝 CHW 50C6 或 TWE 711 手工焊焊条 E5015 2 焊接材料的管理和使用 1 焊条 焊丝及焊剂的管理和使用 必须按产品说明书及有 关规范的要求执行 2 埋弧焊用焊剂使用前必须烘干 3 E5015 手工焊条使用前必须按产品说明书要求在烘箱内烘干 并放入保温箱保温 在施工现场将焊条 焊剂放入保温桶内 随用随 取 27 4 当天使用不完的焊条必须返还至保管处 E5015 焊条须进保 温箱保温 否则第二天不得使用 5 焊材保管仓库对本工程所用焊材 专门堆放 专材专用 并做好进出库登记记录 3 焊接人员要求 1 焊工应经考试并取得合格证后或在合格证有效期内才能从 事本工程相应等级的焊接工作 本工程钢结构焊接的焊工资质为 ZC 或 YC 认可的焊工 焊接前 提交焊工合格证复印件给监理备案 2 特殊部位的焊接人员 尚需专门培训和补充考核 待取得 经验后方能进行焊接 3 特殊部位的焊缝 应对应名称 件号 焊接日期 做好焊 工记录 4 焊工必须严格按焊接工艺评定的要求 进行焊接 4 焊接前的准备 1 焊接前坡口将打磨平顺 清除杂物 2 对接或组合焊缝的两端设置引 熄弧板 其材质和坡口与 焊件相同 引 熄弧板的尺寸按有关标准 3 本工程中使用的中厚板 施焊前需预热 预热温度按工艺 评定的要求 预热的区域按 公路桥涵施工技术规范 的要求 平板 采用红外加热器 特殊形状的构件可采用火焰加热的方法进行预热 测温点在加热侧的背面 距焊缝 75mm 处 4 工厂构件施焊 一般不允许加固定码 如需临时加码 应 28 经监理工程师批准 该码拆除时 应距钢板 1 3mm 火焰切除 然 后用砂轮磨光与钢板齐平 5 冬季焊接需按标准或工艺评定要求 5 焊接工艺 1 定位焊要求 a 定位焊前应符合与正式焊缝一样的质量要求 b 定位焊前 必须按要求检查焊脚坡口尺寸 根部间隙等 不合 要求时 不得进行定位焊 c 定位焊的焊缝长度一般为 25 50mm 现场顶板接头为 80 100mm 定位焊位置应布置在焊道以内 厚度不超过设计焊缝厚 度的 2 3 且不应大于 8mm d 在正式焊接预热前 必须先检查定位焊缝有无裂缝 预热后再 次检查 确无裂缝后才正式焊接 e 定位焊不得有裂纹 夹渣 焊瘤等缺陷 凡最后不溶入焊缝的 定位焊缝应该清除 2 一般焊接要求 a 所有的焊接 均按照已批准的焊接工艺评定规程进行 若改变 焊接工艺 需重新进行焊接工艺评定试验 b 工厂或现场焊接 将对焊接作业区进行有效保护 配置合适的 防风 防潮 预热去湿设施 否则不得在雨天及母材表面潮湿或大风 天气进行露天焊接 c 一般用埋弧自动焊和 CO2气体保护焊 以提高焊接质量和焊接 29 速度 小区域采用手工焊 d 焊接方式一般为向下横焊和立焊 以保证质量 特殊区域也可 少量采用仰焊 e 所有焊接的引 熄弧板一律放在坡口或焊接区域内进行 不允 许在母材表面引弧 f 焊接所使用的引熄弧板 应待焊缝冷却后 方可割除 焊缝端 面应打磨齐平 6 厂内的焊接 1 钢板对接缝主要采用埋弧自动焊 坡口形式将根据不同板 厚 分别采用X 型 Y 型及 V 型陶瓷衬垫焊 2 角焊缝主要采用埋弧自动焊和 CO2气体保护焊 少量区域采 用手工焊 坡口形式将根据不同的板厚 分别采用 K 型 V 型或无坡 口型 3 钢箱梁顶板 底板上的 U 型纵肋 采用 CO2气体保护焊焊接 4 钢箱梁内其他纵向加劲肋及横隔板与顶板 底板 腹板之 间的焊缝 采用 CO2气体保护焊和手工焊 7 现场的焊接 现场的焊接质量是全桥的关键 必须提高到压倒一切的高度来认 识 1 现场的焊接必须采取措施 对母材焊接部位进行有效的保 护 配置合适的防风 防潮设备和预热设施 在符合工艺的条件下 30 方可进行焊接 严禁在无任何防护措施下 在雨 雪天及母材表面潮 湿或大风天气进行露天焊接 工地焊接环境条件 风力 5 级 施焊 部位 温度 5 湿度 85 2 现场焊接工艺必须超前进行试验和工艺评定 取得重要参 数和经验 指导现场焊接施工 该工艺必须经监理工程师会同设计 业主 专家审查批准后方可使用 实际操纵必须严格按该工艺进行 不得任意修改 3 工地现场施焊前 应检查对钢结构节段接头焊口状况 包 括接头坡口角度间隙尺寸 焊接高差等是否符合要求 不符合要求必 须进行修补和矫正 4 对接接头焊缝两侧 50mm 范围内用钢丝砂轮除锈 清理表面 并达到 GB8923 St 3 级要求 清理接头后 一般应在 24 小时之内完 成焊接 以防接头再次生锈或被污染 5 如定位焊缝出现裂缝或其它严重缺陷时 应把缺陷清除 再行焊接 6 各类构件节段施焊顺序应对称于桥轴线 并对称于构件自 身的对称轴 均匀 对称 同步协调的实施 8 剪力键的焊接工艺 剪力键是钢箱梁与钢筋混凝土面板紧密相连的连接件 作为叠合 梁中的主要受力构件 在正常受力状态下主要是受剪力 为保证栓钉 焊缝挤出焊脚成形 必须使用焊接瓷环 焊接瓷环还有保护焊缝金属 不被氧化 控制飞溅和遮挡弧光等作用 焊接瓷环的存放应避免受潮 31 和沾油污 使用前须经 120 2h 的烘焙 栓钉焊采用 YS 223G 型焊枪 焊接电源采用 YD 2000LS 2 型直流 电源 工艺参数 焊接电流 1800 1850A 焊接时间为 1 3 1 4S 栓钉伸出长度 3 4mm 电流种类和极性 直流正极性 9 焊后处理 1 构件的焊接 应采取自然冷却的方法 不得采用浇水 高 压吹风等强制冷却 2 所有焊缝的检验 必须在焊缝冷却至自然温度后方可进行 焊缝的无损伤探伤检验 必须在焊接完成 24 小时以后方可进行 10 焊缝缺陷的修补 经检测的工厂焊缝或工地焊缝 凡无损探伤不合格者 应按 JTJ041 2000 规定的方法予以返修纠正 并重新检查 直到合格为止 事先应严格确定裂缝和修补的范围 返修的焊缝不得重复两次 必须保证一次修补成功 确保焊缝工程质量 11 焊缝质量要求检验 1 本工程钢结构加工过程中 将根据组装前 组装时 焊接 时和焊接后的需要 对焊缝质量进行检查和试验 并及时提交监理验 收 以保证材料和加工质量符合制作技术要求 2 本工程检验人员均需持有相应的检测证书 无损探伤人员 资格 经中国船级社 ZC 认可 并取得相应的合格证书 无证人员 严禁上岗操作 32 3 本工程使用的焊接设备及检测仪器均是经国家检测部门检 测合格的产品 并在规定使用期限内 4 焊缝的外观检验 a 检查所有焊缝尺寸 长度和位置是否符合技术规定 规范和图 纸的要求 b 检查焊接材料 品种 规格是否应用正确 c 焊缝的目测检验按 JTJ041 2000 中的要求执行 d 所有的焊缝在无损探伤前 待焊缝冷却到环境温度后应目测合 格后 方可进行无损探伤 5 对焊缝的无损探伤要求 a 对接全焊透焊缝 对于主要受力构件的对接全焊透焊缝 应进行 100 的超声波 UT 探伤 其中主要受力构件受拉横向对接焊缝的探伤部位为全长 主要杆件受压横向对接焊缝 纵向对接焊缝探伤部位为焊缝两端各 1000mm 用射线抽探其数量的 10 并不得少于一个接头 探伤范围为 焊缝两端各 250 300mm 焊缝长度大于 1200mm 时 中部加探 250 300mm 当发现裂纹或较多其他缺陷时 应扩大该条焊缝的探伤 范围 必要时可延长至全长 进行射线探伤的焊缝 当发现超标缺陷 时应加倍检验 b 主要熔透角焊缝 应 100 超声波探伤 c 超声波探伤必须使用化学液剂 以利涂装 33 6 无损探伤的规范要求 a 主要杆件受拉横向对接焊缝为 B 级焊缝 b 主要杆件受压横向对接焊缝 纵向对接焊缝及主要熔透角焊缝 为 B 级焊缝 c 超声波探伤的其它技术要求按现行 GB11345 钢焊缝手工超声 波探伤方法和探伤结果分级 执行 d 焊缝的射线探伤应符合国家现行标准 GB3323 钢熔化焊对接接 头照相和质量分级 的规定 十 施工周期计划 1 工期目标 厂内制作 210 个工作日 现场安装 60 个工作日 主要措施如下 1 按进度计划安排设主要控制点 2 人员 机械 材料等按计划到位 做好前后方的组织协调 工作 不因前后调度不当而影响工期 3 加强现场组织协调工作 充分协调好业主 设计部门 监 理单位 土建单位等各方面关系及现场交叉作业关系 4 现场人员根据进度需要安排加班加点作业 必要时采取两 班制作业 5 严格按计划施工 日计划完不成要及时分析原因 采取有 力措施及时弥补 6 做好安全生产和质量管理工作 以此保证施工的顺利进行 34 7 做好平行立体交叉作业工作 如钢梁装配后应及时进行焊 接处的除锈 补底漆等施工 十一 主要施工机具 1 钢板预处理流水线 1 套 2 三芯辊 1 台 3 刨边机 2 台 4 液压横移车 2 台 5 横移小车 8 台 6 埋弧自动焊机2 台 7 CO2 气体保护焊10 台 8 手工交 直流焊机10 台 9 车床 铣床 钻床数台 10 数控切割机1 台 11 数控折弯机1 台 12 315T 油压机 厂内 1 台 13 10m3空压机2 台 现场一台 14 15t 5t 行车4 台 15 3t 卷扬机2 台 16 喷砂除锈设备1 台 17 喷漆机1 台 35 18 25t 汽车吊1 台 19 砂轮切割机5 台 20 砂轮打磨机20 台 21 电子全站仪1 台 22 激光经纬仪1 台 23 水准仪2 台 24 50M 钢卷尺4 把 25 超声波探测仪2 台 26 X 光射线探测仪1 台 27 线锤 水平尺 手拉葫芦若干 撬棒 扳手 千斤顶 卸扣 十二 质量目标及保证措施 1 目标 工程质量符合设计要求及验收标准 质量等级为优良 2 号料质量控制程序 1 号料前 号料人员应熟悉样杆 样板 或下料图 所注的 各种符号及标记等要求 核对材料牌号及规格 炉批号 当供料或有 关部门未作出材料配割 排料 计划时 号料人员应作出材料切割计 划 合理排料 节约钢材 2 号料 我们将复核使用材料的规格 检查材质外观 制订 测量表格加以记录 凡发现材料规格不符合要求或材质外观不符合要 36 求者 须及时报质量 技术部门处理 遇有材料弯曲或不平度超差影 响号料质量者 须经矫正后号料 对于超标的材料退回生产厂家 3 凡型材端部存有倾斜或板材边缘弯曲等倾斜 号料时应去 除缺陷部分或先行矫正 4 根据锯 割等不同切割要求和对刨 铣加工的零件 预放 不同的切割及加工余量和焊接收缩量 5 因原材料长度或宽度不足需焊接拼接时 必须在拼接件上 注出相互拼接编号和焊接坡口形状 如拼接件有眼孔 应待拼接件焊 接 矫正后加工眼孔 6 相同规格较多 形状规则的零件可用靠模下料 使用靠模 下料时 必须随时检查靠模和下料件的准确性 7 按照样杆 样板的要求 对下料件应号出加工基准线和其 他有关标记 并号上冲印等标记 号记应按照工艺要求进行 对钻孔 的眼孔 应在孔径上号上梅花冲印 在每一号料件上用漆笔写出号料 件及号料件所在工程 构件的编号 注明孔径规格及各种加工符号 8 下料完成 检查所下零件规格 数量等是否有误 并作出 下料记录 3 切割质量控制程序 1 根据工程结构要求 构件的切割可以采用剪切 锯割或采 用手工气割 自动或半自动气割 2 钢材的切断 应按其形状选择最适合的方法进行 3 剪切或剪断的边缘必要时 应加工整光 相关接触部分不 37 得产生歪曲 4 剪切的材料对于主要受静载荷的构件 允许材料在剪板机 上剪切 毋需再加工 5 剪切的材料对受动载荷的构件 必须将截面中存在有害的 剪切边清除 6 剪切钢板时一般的工艺规定 a 切割前必须检查核对材料规格 牌号是否符合图纸要求 b 切口截面不得有撕裂 裂纹 棱边 夹渣 分层等缺陷和大于 1mm 的缺棱并应去除毛刺 c 切割的构件 其切线与号料线的允许偏差 不得大于 1 0mm 其表面粗糙度不得大于 0 05mm d 切割前 应将钢板表面的油污 铁锈等清除干净 e 切割时 必须看清断线符号 确定切割程序 4 构件零件加工和组装质量控制程序 1 矫正和成型 a 钢材的初步矫正 只对影响号料质量的钢材进行矫正 其余在 各工序加工完毕后再矫正或成型 b 钢材的机械矫正 一般应在常温下机械设备进行 矫正后的钢 材 在表面上不应有凹陷 凹痕及其它损伤 c 弯曲成型加工 弯曲加工分常温和高温 热弯时所有需要加热的型钢 宜加热 到 880 1050 并采取必要措施使构件不致 过热 当温度降低 38 到普通碳素结构钢 700 低合金钢强度结构钢 800 构件不能再 进行热弯 不得在兰脆区段 200 400 进行弯曲 热弯的构件应在炉内加热或电加热 成型后有特殊要求者再退 火 冷弯的半径应为材料厚度的 2 倍以上 d 加工弯曲成型的零件 其弦长大于 1500mm 应用弦长不小于 1500mm 的弧形一般检查 弯曲零件弦长小于 1500mm 时 样板的弦长 不应小于零件的弦长的 2 3 其间隙不得大于 2 0mm e 组装成型时 应采用定位点焊 作好标记 点焊时 点焊高度 不得超过设计焊缝高度的 2 3 长度应大于 30 75mm 间距应均匀 最大不得超过 500 700mm f 变曲或弯折及类似成型构件 不允许表面产生损伤或裂纹 2 组装 a 在组装前 组装人员必须人熟悉施工图 组装工艺及有关技术 文件的要求 并检查组装零部件的外观 材质 规格 数量 当合格 无误后方可施工 b 组装焊接出的连接接触面及沿边缘 30 50mm 范围内的铁锈 毛刺 污垢 冰雪等必须在组装前清除干净 c 板材 型材需要焊接拼接时 应在部件或构件整体组装前进行 构件整体组装应在部件组装 焊接 矫正后进行 d 构件的隐蔽部件应先行涂装 焊接 经检查合格后方可组合 e 构件组装应在适当的工作平台及装配胎膜上行 构件连接的相 39 互位置 角度必须符合规定 5 焊接质量控制程序 1 焊前准备 a 焊工 从事本工程的各类焊工 必须经过指定或认可的焊工考试合格 并取得国家机构认可颁发的 资格等级 合格证 合格证中应注明施 焊条件 资格等级 有效期限 并从事相应等级或低于该等级资格的 焊接工作 如停焊时间超过六个月 应重新考核 b 焊接技术人员 钢结构焊接的全过程 均应在焊接工程师的指导下进行 c 工艺评定试验 对首次采用的钢材 焊接材料 焊接接头形式 焊后热处理等必 须进行焊接工艺评定试验 其试验标准 内容及其结果应得到有关监 督部门认可 焊接工艺评定试验的结果应作为焊接工艺编制的依据 d 焊接材料 焊接材料的选择应与母材的机械性能相匹配 对低碳钢一般按 焊缝金属与母材等强度的原则选择焊接材料 对低合金高强度结构钢 一般应使焊缝金属与母材等强或略高于母材 但不应高出 50Mpa 同 时焊缝金属必须具有优良的塑性 韧性和抗裂性 当不同强度等级的 钢材焊接时 宜采用低强度钢材相适应的焊接材料 辅助材料如保护气体的选择 其统一计划必须符合设计指定的 40 有关标准规定 制造厂应按有关技术标准的规定对采购的焊接材料进行验收 焊接材料应存放在通风干燥 适温的仓库内 不同类别焊材应 分别堆放 存放时间超过一年者 其工艺及机械性能原则上应进行复 验 焊接材料使用前应仔细检查 凡发现有药皮脱落 污损 变质 吸湿 结块和生锈的焊条 焊丝 焊剂等焊接材料不得使用 e 焊条 焊剂 电渣焊的熔化嘴和栓钉焊保护瓷圈 使用前必须 按技术说明书规定的烘焙时间进行烘熔 然后转入保温 低氢型焊条 经烘焙后使用时放入保温桶内随用随取 f 母材的清理 母材的焊接坡口及两侧 30 50mm 范围内 在焊前必须彻底清除 气割氧化皮 熔渣 锈 油 涂料 灰尘 水份等影响焊接质量的杂 质 g 定位焊 构件的定位焊正式焊缝的一部分 因此定位焊缝不允许存在裂 纹等不能够最终熔入正式焊缝的缺陷 定位焊工 装配工进行定位焊 必须严格按照规定进行工艺考核 定位焊缝必须避免在产品的棱角和端部等在强度和工艺上容易 出问题的部位进行 T 形接头定位焊 应在两侧对称进行 坡口内尽 可能避免进行定位焊 定位焊采用的焊接材料型号 应与焊接材质匹配 焊缝厚度不 41 宜大于设计的 2 3 且不应大于 8mm 定位焊的长度和间距 应视母材的厚度 结构形式和拘束度来 确定 无特别指定时按一般规定进行 h 胎架夹具 钢结构的焊接应尽可能用胎架夹具 以有效地控制焊接变形 使 主要焊接工作处于平焊位置进行 i 预热 钢结构的焊接 应视 钢种 板厚 接头的拘束度和焊接接缝 金属中的含氢量等因素 钢材的强度及所使用的焊接方法来确定合适 的预热温度和方法 预热温度宜在 100 150 预热区在焊道两侧 其宽度各为焊件厚度的 2 倍以上 且不应小 于 100mm 预热测温点在加热侧的背面 距焊缝 75mm 处 定位焊及焊接返修处的预热温度应高于正常预热温度 50 左右 预热区域应适当加宽 以防止发生焊接裂纹 合同 图纸或技术条件有要求时 焊件应作焊后处理 j 焊前检查 施焊前 焊工应复查工件的坡口尺寸和接头的组装质量及焊接区 域的清理情况 如不符合要求 应修整合格后方允许施焊 正式焊接开始前或正式焊接中 发现定位焊有裂纹 应彻底清除 定位焊后 再进行正式焊接 k 气温 天气及其他 42 因降雨 雪等使母材表面潮湿 相对湿度 85 或大风天气 不得进行露天焊接 但焊工及被焊接部分如果被充分保护且母材采用 适当处置 如加热 去潮 时 可进行焊接 气温在 5 以下时 原则上不得进行焊接 若把自焊接部分算 起 距离焊缝 100mm 以内的母材部分加热至 36 以上时 仍允许进 行焊接 当采用 CO2半自动保护焊时 环境风速大于 2 米 秒时原则上 应停止焊接 但若采用适当的挡风措施或采用抗风式焊机时 仍允许 焊接 药芯焊丝电弧焊可不受此限制 2 焊接施工 a 引弧和熄弧 引弧时由于电弧对母材的加热不足 应在操作上注意防止产生溶合 不良 弧坑裂纹 气孔和夹渣等缺陷的发生 另外 不得在非焊接区 域的母材上引弧和防止电弧击痕 当电弧因故中断或焊缝终端收弧时 应防止发生弧坑裂纹 特别 是采用 CO2半自动保护焊时 更应避免发生弧坑裂纹 一旦出现裂纹 必须彻底清除后方可继续焊接 无论采用何种焊接方法 焊缝终端的 弧坑必须填满 b 要求熔透的双面对接焊缝 在一面焊接结束 另一面焊接前应 彻底清除焊根缺陷至正面金属后方可进行反面焊接 但采用埋弧自动 焊并能保证焊透的情况下 允许不进行清除 采用背面钢垫板的对接坡口焊缝 垫板与母材之间的接合必须 43 紧密 应使焊接金属与垫板完全溶合 不同厚度的工件对接 其厚度一侧应加工平缓过渡形状 当板 厚差超过 4mm 时 厚板一侧应加工成 1 2 5 1 5 的斜度 对接处 与薄板等厚 c 完工焊缝的清理 焊接完毕 焊工应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物 检查焊 缝外观质量 d 现场焊接接头的保护 在现场焊接部分及与之相邻的两侧各 50 100mm 范围内 不得 进行工厂油漆等涂料 但若使用对焊接无害的涂料时 无此限制 对现场焊接接头区域 应适当作防锈处理 e 不良焊接的修补 焊缝同一部位的返修次数 不宜超过两次 超过两次时 必须 经过焊接工程师及经理工程师核准后 方可按返修工艺进行 焊缝出现裂纹时 焊工不得擅自处理 应及时报告焊接技术负 责人查清原因 订出修补措施后方可修理 对接焊金属中的裂纹 在修补前用无损探伤检测方法确定裂纹 的界限范围 在去除时 应自裂纹的端头算起 两端至少各加 50mm 的焊缝一同去除后再进行修补 对焊接母材的裂纹 原则上应更换母材 但是在得到技术负责 人认可后 可以采用局部修补措施进行处理 主要受力构件必须得到 原设计单位确认 44 f 焊接变形的修正 焊接变形的矫正 以不损坏材质为原则 低合金钢强度结构钢在 正火矫正过程中严禁浇水激冷 其加热温度严禁超过正火温度 3 焊接检验 a 检验的项目和内容 钢结构的焊接检验包含检验与验收两项内容 因而焊接检验不能 仅仅局限于焊接完毕后 应贯穿在焊接作业的全过程中 即焊接施工 前 焊接施工中和焊接完毕后 详见下表 焊接检验的阶段与内容 焊接阶段检 验 内 容 焊接施工前 交替的组装 坡口的结构 焊接区域 的清理 定位焊质量 引出板的安装 衬 板贴紧情况 焊接施工中 预热温度 焊接材料烘焙 焊接材料 牌号 规格 焊接位置 焊接顺序 焊接 电流