钢箱梁加工与安装

第五节 钢箱梁制作及安装施工方案一、钢箱梁概述本工程高架桥第2、6、7联上部结构采用钢箱梁，结构布置形式：第2联为（37.5+60+37.5）米钢箱梁；第6联为（30.04+31.934）米钢箱梁；第7联为（29.866+26.959）米钢箱梁。钢箱梁高为230cm，横桥向每3m设置一道横隔板。具体情况如下：第2联箱梁桥宽46.5米，横向为一整幅桥，箱梁为单箱12室断面，箱室宽度为3.525m。跨中部分：顶板厚度16mm，底板厚度16mm，腹板厚度16mm，横隔板厚度12mm，纵、横向加劲肋12mm，墩顶部分：顶板厚度24mm，底板厚度24mm，腹板厚度16mm，支座横隔板厚度24mm；顶板U肋8mm厚，底板U肋6mm厚。第6联位于曲线段，箱室宽度为3.525m。第7联为斜、弯、变宽桥，箱室宽度为3.552.74m。跨中部分：顶板厚度14mm，底板厚度14mm，腹板厚度14mm，横隔板厚度12mm，纵、横向加劲肋12mm；墩顶部分：顶板厚度20mm，底板厚度20mm，腹板厚度14mm，支座横隔板厚度20mm；顶板U肋8mm厚，底板U肋6mm厚。二、施工流程针对该工程的现场情况、钢箱梁的结构特点、道路运输情况，拟采用专业厂家分段制作，厂内整体拼装合格后，分段运输至现场采用吊车吊装，最后工地焊接成整体的总体施工方案。施工流程：设计交底、图纸会审钢箱梁分块方案(报设计单位、监理单位批准)编制原则工艺统计材料、钢材订货材料进场复检焊接工艺评定编制施工组织方案(报监理单位、业主单位审批)胎架制作厂内分块加工(胎架上)厂内试拼装厂内涂装(监理单位、业主单位)厂内验收工地安装现场准备基础硬化支架搭设、试压产品运输、堆放、防护分段吊装工地焊接工地涂装补修(设计单位、监理单位、业主单位联合)竣工验收。1、分块制造方案1.1影响钢箱梁分块方案的因素 梁体不可分割的部位以及设计单位对工地对缝距离桥梁支点的最小距离要求。 厂内起重设备及工地安装吊装设备允许梁块的最大重量。 运输线路及安装现场空间允许梁块的最大长度、宽度、高度尺寸。 工地焊接横向焊缝最少原则。 按施工规范要求，顶、底板的拼接焊缝错开距离不小于300 mm。1.2钢箱梁分块方案梁段分块根据设计图纸和现场客观实际情况，编制梁段具体分段方案，经业主、设计和监理批复后组织实施。嵌补段处理纵向加劲肋：相邻梁段工地对接时，用嵌补段将相邻纵向加劲肋连接。嵌补段长度和对接焊缝距离顶、底板对接缝距离满足设计和规范要求。横隔板：在工厂制作时，将横隔板分段制造，工地对接时，用嵌补段将横隔板焊接连接。钢箱梁制造基线每个梁段的横基线确定为：腹板端面与顶、底板平面的相交线；纵基线确定为：钢箱梁横断面中线为主纵基线、两边腹板外侧向箱体内侧各偏移300 mm处为两条纵辅助基线。 预拱度确定在工厂制造时实现预拱度。设置预拱度时要考虑的因素是：设计图纸、钢箱梁设计预拱度、工厂制造时因焊接量不同引起的焊接变形。工厂制造前的预拱度值=设计竖曲线+设计预拱度+工厂制造预设拱度。 工厂制作顺序安排按照总体施工计划安排，确定工厂制作顺序。2、预拼装胎架制作预拼装胎架的有效设计长度满足梁段长度总和。预拼装胎架以钢箱梁底板面为基准面，并按设计的桥梁竖直曲线、横向坡度和拱度，设置相应的控制点和基准点，同时设置梁块单元的移动、定位装置。制作胎架时应精确设置、标识纵横基线，胎架线值采用放样后的型值。胎架上的线型与理论线型允许偏差为1 mm，胎架平面允许误差2 mm，对角线允许误差5 mm。3、工厂加工制作各梁块单元工厂加工的工艺流程为：放样钢材预处理划线下料、调直边缘加工顶、底、腹板对接板单元焊接焊缝探伤检测(如果有超标缺陷)焊缝返修顶、底、腹板单元与加劲肋组装、焊接组装胎架上梁块单元组装梁块单元焊接焊缝检测(如果有超标缺陷)焊缝返修预拼装胎架上就位调整几何尺寸和焊缝间隙焊接临时定位连接组件除锈处理内、外防腐涂装成品报验存放。测量放样按1：1的比例在计算机上放出各节点，放样时需要考虑竖曲线、预拱度及设计横坡。样板的宽度、长度允许偏差控制在+0.5-1.0 mm之间。 焊接收缩量及加工余量腹板单元的长度方向均按05o考虑，宽度方向按1mm考虑，再加上刨削加工余量后作为腹板单元的放样尺寸。对于梁段的顶板单元和底板单元，在宽度方向不留二次切割量，在长度方向上统一加放30 mm作为焊接收缩量和二次切割量。对于梁块的顶板单元和底板单元，在宽度方向和长度方向上统一加放20 mm作为焊接收缩量和二次切割量。 钢材预处理将钢板在整平机上整平后转入预处理车间喷丸除锈处理，然后表面喷涂不影响焊接性能的环氧富锌车间底漆，防止生锈。 下料顶板、底板、腹板单元钢料采用半自动切割机下料，并加工坡口。横隔板分为四段采用数控火焰切割机下料，中隔板各段在下料后拼对接，边隔板零件及成形后的中隔板用铣边机铣削四周边。纵向加劲肋采用数控开条机下料，冷却后校正平直。板单元制作各板料按“钢板压延方向与顺桥向一致”的原则进行拼接。顶板、底板的接宽焊缝与接长焊缝必须相互错开300 mm以上，避免出现十字缝。梁块单元组装梁块单元应在组装胎架上进行组装，采用倒装法，即顶板在下，底板在上。悬臂结构在翼缘下封板安装前对悬臂内部(包括翼缘下封板内侧)先进行除锈、喷漆施工。各全断面梁段整体组装，组装顺序为：顶板定位中暗梁、中横隔板中腹板(两件) 边腹板、边暗梁、边横隔板(腹板与顶、底板焊缝检验合格后)翼缘加劲板翼缘下封板顶、底板切边修正、加工坡口侧挡板底板。各梁块组装前，先将顶板放置在垫好预拱度调整块的组装胎架上定位，再按照基线组装腹板、横隔板和底板。组焊后将梁块翻转并支撑稳固，调节胎架垫块至桥位状态，在顶、底板上整体划出需要的切边线，切除余量并加工坡口，最后组焊侧挡板。在各板单元纵肋焊接以及腹板与顶、底板之间的熔透焊缝焊接时，注意在工地对接缝处向两侧各预留100 mm的不焊段，待工地组装时再施焊。为防止各梁块在吊装、翻身、存放、运输过程中由于碰撞而引起顶板、底板、腹板端头变形，在梁段两端头箱室内设置可拆卸临时固定框架，待工地梁块单元对接后再拆除固定框架。 焊接工艺方案焊接材料埋弧自动焊：对接焊缝采用H08A、H08MnA焊丝+HJ431焊剂；双面贴角焊缝采用H08A焊丝+HJ431焊剂；坡口角接焊缝采用H08AMn2E焊丝+SJl01焊剂。C02气体保护半自动焊：采用ERS06焊丝。手工电弧焊：采用E5015焊条。 焊接方法及主要接头设计顶、底板和腹板板料厂内对接。焊接方法及熔透种类：埋弧自动焊、完全熔透；接头形式及坡口：对接接头、双边70V型带钝边坡口；焊接面及垫板；双面焊接、无衬垫；焊接位置：平焊。 腹板与顶、底板厂内焊接。焊接方法及熔透种类：C02气体保护焊+埋弧自动焊，完全熔透；接头形式及坡口：T形接头、双面U型带钝边坡口；焊接面及垫板：双面焊接、无衬垫；焊接位置：平焊。4、厂内预拼装按照工地安装顺序，对分段梁体进行预拼装，各项指标满足设计和规范要求。5、钢箱梁防腐5.1涂装基本要求：对箱室内进行彻底的清理除锈后，喷涂“锈敌”除锈防锈二合一漆三遍。涂层表面应均匀一致，无明显起皱、流挂现象，附着情况良好。对梁体外露面清理除锈后，在大气环境符合要求时进行热喷涂作业。涂层表面应均匀一致，不允许有起皮、鼓泡、大熔滴、裂纹、掉块等缺陷。注意在工地焊缝80 mm范围内不进行内部、外部防腐涂装，待工地焊接完工后再进行补修。当环境湿度大于85%时，不宜进行高压无气喷涂。膜厚测量结果：85%以上的点应等于或大于规定值，最低膜厚不应低于规定值的85%。5.2涂装检验现场打磨有质检员、监理工程师共同验收打磨除锈和涂装质量。最后一度面漆喷涂后，做总膜度提交报告。6、钢箱梁的运输钢箱梁场内起吊装车，钢箱梁在制作车间专设的工作平台上，在汽车吊起吊前对钢箱梁进行全面的质量检查，重点检查内部结构的焊接和外形尺寸是否符合设计要求，合格后方可准予起吊装车。钢箱梁分段焊制结构复杂，体积大，最大单件起重量约100吨，为确保运输和吊装过程中的安全，结合工地实际情况采用二台300吨级两线四桥炮车运输到工地，具体参数如下：车辆前为100T级两线四桥拖炮，配有回围支撑（转盘），最大承载力300T。后为100T级两线四桥和四线八桥炮车平台，前配三角形牵引连线架（架长3米）。前面两线四桥炮车及后面四线八桥炮车在宽度方向可以调整，最大调整距离为600mm，即左右各300mm。前后车桥均为约克桥系，配12:00R20佳通系列钢丝胎，后四线八桥可人工操纵控制转向。车辆主材为16Mn，460高强度钢板，整车配泵站一套提供液压动力源。7、钢箱梁工地安装安装场地硬化处理工地安装作业前，对松软地基必须硬化处理。将路面以下80 cm松土翻出，混合生石灰，人工拌制二灰土，再压平夯实、晾晒，作为架设钢箱梁的支架基础和起重机的支腿基础。支架搭设选用拆装便捷的83式军用临时墩作为支架，具体数量按照设计要求数量和位置布置，临时墩支架下方钢筋混凝土基础，地基承载力满足能承受钢箱梁设计荷载要求。支架的宽度以大于桥面宽度1 m考虑。在支架的顶部合适位置对称布置千斤顶，预备钢垫块，以备调节支架高度。支架搭设后，必须用等重沙袋试压24 h，测量试压前后的支架沉降值。梁段吊装、落梁选用100 t汽车式起重机实施梁段吊装。作业时专人协调指挥，专人监护。吊梁时采用四点起吊，轻落轻提。落梁时所用的千斤顶使用前必须进行标定，用千斤顶更换钢垫块时，应依次替换，不得任意操作。工地焊接顶板、底板及腹板在工地对接时，必须先调整错台量在1 mm以内。坡口间隙不足时，重新加工坡口。顶板对接采用陶瓷衬垫+C02气体保护焊打底+埋弧自动焊填充盖面的焊接方式，底板对接采用陶瓷衬垫+C02气体保护焊的焊接方式，单面焊接双面成形。贴陶瓷衬垫前打磨清理坡口，对于超宽坡口焊缝，必须采用钢衬垫。腹板对接采用U形坡口双面C02气体保护焊，