悬索大桥桥塔施工专项方案 （钢管混凝土门式框架）范本

1、 中国交通建设 临夏折桥至兰州达川二级公路ZD2合同段刘家峡大桥XXXX公司临夏折桥至兰州达川二级公路ZD2合同段二零一一年二月目 录1 编制说明及依据12 工程概况22.1 工程概述22.2 桥塔概况32.2.1 桥塔结构形式32.2.2 桥塔结构图32.2.3 水文地质条件42.2.4 气候条件52.2.5 主要技术特点与难点52.2.6 主要工程数量52.2.7 施工工艺流程63 施工部署83.1 总体计划83.2 总体目标83.2.1 工期目标83.2.2 质量目标83.2.3 安全目标83.2.4 文明施工目标83.2.5 职业健康和环境保护目标83.3 组织机构设置83.4 施工资

2、源安排93.4.1 施工人员93.4.2 施工设备94 施工方案154.1 工程概况154.2 规范与标准164.2.1 施工检验用规范与标准164.2.2 钢板材料规范与标准164.2.3 焊接材料规范和标准164.3 施工条件164.3.1 技术资料164.3.2 场地设备条件164.4 施工综合说明174.4.1 总体方案174.4.2 深化设计174.5 塔筒厂内制作及拼装174.5.1 依据174.5.2 塔段结构184.5.3 总体制作方案194.5.4 钢管吊装节段制作204.5.5 横梁制作254.5.6 格栅托架制作274.5.7 格栅、索鞍罩制作284.5.8 焊接要求30

3、4.5.9 吊装394.5.10 包装运输404.6 塔筒组拼安装414.6.1 组拼前的技术准备414.6.2 施工场地布置414.6.3 钢塔存放424.6.4 塔筒进场复验及缺陷处理434.6.5 劳动力组织434.6.6 机械设备444.7 钢塔安装步骤及流程444.8 塔柱混凝土施工504.8.1 混凝土拌合504.8.2 混凝土泵管安装504.8.3 混凝土分层浇注504.8.4 施工缝处理504.8.5 混凝土养护504.9 桥塔钢管防腐504.9.1 钢管表面长效复合防护结构设计514.9.2 工艺流程514.9.3 工艺要求514.9.4 桥塔钢管总体防腐要求534.10 桥

4、塔施工测量控制534.11 雨季施工技术措施554.11.1 现场临设554.11.2 机械设备554.11.3 电力设备555 工程管理565.1 质量管理565.1.1 质量管理控制565.1.2 质量要素控制625.2 物资管理675.2.1 物资采购675.2.2 物资管理685.3 安全生产管理685.3.1 安全管理方针及目标685.3.2 安全生产管理组织机构685.3.3 安全生产管理目标措施685.3.4 施工安全技术措施695.4 环境管理756 附件77附件一:桥塔钢管吊装挠度验算计算书78附件二:自爬升门架各工况计算书79附件三:桥塔首段钢管安装、调整施工图854甘肃折

5、达二级公路ZD2合同段刘家峡大桥桥塔施工专项方案1 编制说明及依据1) 临夏折桥至兰州达川二级公路刘家峡大桥工程施工招标文件、补遗书；2) 临夏折桥至兰州达川二级公路ZD2合同段三阶段施工图设计；3) 公路工程技术标准(JTG B012021)；4) 公路桥涵设计通用规范(JTG D602021)；5) 公路桥梁抗风设计规范(JTG/T D60-012021)；6) 公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ02485)；7) 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622021)；8) 公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ02586)；9) 公路悬索桥设计规范(报批稿)；10) 公路工

6、程抗震设计规范(JTJ00489)；11) 公路桥涵施工技术规范(JTJ0412021)；12) 公路工程质量检验评定标准(JTG F80/12021)；13) 工程建设标准强制性条文(公路工程部分)；14) 公路工程混凝土结构防腐技术规范(JTG B07-12021)；15) 铁路钢桥制造规范(TB10212-2021)；16) 钢制压力容器焊接工艺评定(JB4708-2021)；17) 钢结构工程施工质量及验收规范(GB5020212021)；18) 建筑钢结构焊接技术规程(JGJ81-2021)；19) 桥梁工程施工质量检验标准(DBJ01-12-2021)；2021 其它相关规范和标准

7、。2 工程概况2.1 工程概述本项目ZD2合同段起点为K28+526.819(顺接ZD1合同段终点K28+500),此处短链26.819m,位于XX县河滩乡大塬村；终点为K30+000,位于XX县考勤乡坡跟村,顺接ZD3合同段起点K30+000；路线全长1.473181km。主要工程包括刘家峡黄河特大桥及桥头引道。刘家峡大桥为1-536m单跨双绞简支钢桁架劲粱悬索桥,引道工程包括大桥132m/1座(5-25m预应力混凝土连续箱梁),以及部分路基填挖方工程和西锚碇附近的观景平台土方开挖施工工程。计划工期为36个月。刘家峡黄河特大桥为跨越刘家峡水库黄河支流而设,是折达二级公路的重点工程。锚碇采用三

8、角框架式混凝土重力锚体,桥塔采用钢管混凝土门式框架,主缆采用预制平行钢丝索股,44股127丝5.2mm镀锌高强钢丝,加劲梁采用型钢钢桁架,正交异性桥面板。图2.1-1 刘家峡大桥桥型布置图图2.1-2 施工总体平面布置图2.2 桥塔概况2.2.1 桥塔结构形式桥塔塔身为Q345D材质300050mm的钢管柱,钢管内灌注C40微膨胀混凝土,在塔顶设一道横梁。塔顶作装饰处理,塔柱底设底座,起到传力、对地面附近钢管进行防腐的作用,整体造型采用伊斯兰建筑风格。每个桥塔设18根2.0m的灌注桩。2.2.2 桥塔结构图桥塔结构如下图所示。图2.2.2 刘家峡大桥桥塔结构图2.2.3 水文地质条件桥址区位于

9、刘家峡水库库区右岸的本池沟沟口,属黄土高原区的陇中黄土高原亚区的陇中黄河干流及支流河谷平原微谷小区,桥梁横跨本池沟.上覆坡积黄土,干燥疏松,最大厚度为22.85m,桥址区地面高程在1720210-1810.00m之间,高差90.00m。植被稀少,多为荒坡。桥址区位于青藏高原东北边缘,地质构造属中祁连隆起带南缘,临夏盆地北缘,桥址区附近无断裂带构造通过,属构造相对稳定地段。桥梁所跨的本池沟呈U型、水库正常水位1736.00m,岸坡主要受水库波浪的影响,无水流冲刷现象,两岸桥台区无汇水沟道、无滑坡、泥石流不良地质现象,两岸岸坡局部有卸荷及轻微塌岸等地质现象。桥址区地下水主要为砂岩和砾岩的裂隙层间水

10、,地下水位受库水位的升降影响较大,一般滞后于库水位的变化,与库水位互为补充,库区水属HCO3-Ca Mg型水,水对混凝土无腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性,对钢结构有弱腐蚀性。部分岩层中的石膏含量较大,对混凝土及钢筋、钢结构均有腐蚀性。桥址区不良地质特性主要有:岸坡卸荷裂隙、塌岸、软弱夹层等。桥址区地震动峰值加速度为0.15g,地震动反应谱特征周期0.45s,相当于地震基本裂度级。2.2.4 气候条件桥址所在的临夏州位于内陆中纬地带,气候温凉为主,降水量南多北少,其特点是:春季回暖慢、多降温、连阴雪；夏季短而凉爽,多大暴雨冰雹；秋季降温迅速,多阴雨；冬季漫长而寒冷。年平均气温7；一月为

11、零下6.7；七月为18.1。历年最高温度为36.4；历年最低温度为零下24.7。最大雪深为21cm,最大冻深为85cm。年平均风速为1.2m/s；最大风速25m/s。年平均降水量494.9mm,降水量分布不均匀,多集中于7、8、9三个月。2.2.5 主要技术特点与难点1)刘家峡大桥钢塔柱钢管直径达3m,采用5cm厚钢板卷制,在国内乃至世界上均属首例。目前的钢管卷制技术较多应用于直径1.2m以内的钢管制造,因此钢管的加工制造阶段需要专用的加工设备来保证钢管的加工尺寸和焊接质量,钢管加工制造阶段的工艺研究、质量控制和检验是决定钢管桥塔施工质量的关键；2)塔柱钢管吊装节段最重为88.76吨,安装高度

12、达61.4m。由于地形狭窄,大吨位构件安装方案的优化、起重设备的选型,以及现场组装施工和安全控制需要突破多项技术瓶颈；3)管柱内C40微膨胀混凝土配合比的设计需进行专门的试验研究；4)塔柱位置控制受环境和施工影响大,需制订切实可行的方案进行控制和监测。2.2.6 主要工程数量表2.2.6 刘家峡大桥桥塔主要工程数量表构件部位规格(mm)材质数量单柱共重(kg)全桥合计(kg)塔柱30005060500Q345D227076.5908306横梁钢板、球扁钢71832.6287330.4格栅、反力架钢板Q235C28687.2114748.8其他GB/T 10433 25300焊钉ML154764

13、6168.424673.6临时连接件用钢11076.444305.6焊缝(按3.5%计)7910.631642.4混凝土(m3)C40微膨胀377.21508.82.2.7 施工工艺流程1) 钢管管节制作工艺流程:钢板预处理下 料矫 正刨边及坡口钢板两端压弯钢板卷圆修 圆纵缝焊接焊缝修磨无损检测2) 钢管吊装节段制作工艺流程:管节上胎焊缝组对焊接焊缝修磨无损检测组焊加强组件焊接剪力钉节段整体拼装组焊连接件解体表面涂装3) 钢塔节段安装工艺流程:顶面预埋钢板、设置调节牛腿汽车吊安装首节预埋段钢管桩基施工立模、绑扎钢筋，浇筑承台首层2.5m厚砼立模、绑扎钢筋，浇筑承台第二层1.5m厚砼和塔基砼安装

14、龙门支架及龙门预埋段钢管砼灌注龙门安装第二节段钢管接头连接安装自爬式提升门架砼灌注提升门架安装第三节段钢管接头连接砼灌注提升门架到第三节钢管，安装第四节段钢管安装横梁、格栅吊装主索鞍接头连接3 施工部署3.1 总体计划为优质快速的完成本工程,拟采用成熟的施工技术,组织先进的施工机械,配备精干的施工人员,精心组织施工。3.2 总体目标3.2.1 工期目标精心组织、科学安排、加大投入,创造一流的工程进度形象,按合同工期完成。3.2.2 质量目标1) 严格控制桥塔的焊接质量；2) 严格控制混凝土的浇注质量；3) 严格控制桥塔的空间位置；4) 保证钢管防腐涂装施工质量。施工质量达到招标文件和质量验收与

15、评定标准规定的合格等级,满足设计文件和有关技术规范要求,贯彻执行质量终身制；分项工程和分部工程一次交工合格率100%；竣工交验达到优良；保部优(XX省建筑工程“飞天奖”),争创国优。3.2.3 安全目标坚持“安全生产、预防为主”的方针。加强安全生产防范意识,狠抓安全措施落实到位,具体目标是实现“六无”工程。即无死亡、无重伤、无倒塌、无中毒、无爆炸、无重大机械交通事故。采取各项安全措施,防止坍塌、高处坠落、物体打击、起重挤压伤害、支架倒塌等各类安全事故的发生。3.2.4 文明施工目标管理与创新并重,基础与形象齐抓,创精品工程,建文明样板工地,展示崭新形象。3.2.5 职业健康和环境保护目标1)

16、全面地对施工过程中存在的危险源和环境因素进行辨识,确保项目部对工地职业健康安全风险和环境因素的全面管理和有效控制；2) 增强全员的自我保护意识和环境保护意识,保证全员的职业健康和人身安全,保证施工现场所在库区的水土等环境不受施工和生活的污染。3.3 组织机构设置项目经理部下设管理层(6部2室),作业层(8组),即工程部、技术部、安质部、物资设备部、经营部,财务部,综合办公室、试验室等管理层；下料组、加工作业组、组装拼装作业组、焊工作业组、起重运输作业组、测量组、探伤组、涂装组等现场作业层。3.4 施工资源安排3.4.1 施工人员表3.4.1 施工人员汇总表工序名称序号工种人数备注塔身钢管施工1

17、装配工8负责节段各部分组件的装配,指导节段拼接、连接件组焊等2电焊工10持证上岗,负责桥塔钢管全部焊缝的焊接工作3打磨工8桥塔节段拼接、焊缝修磨至光滑平整4起重工20配合各种起重机械的安装、操作,构件的转运、起吊等5测量及检测组4负责桥塔的尺寸、安装位置的测量和检测工作6涂装组4负责该桥所有构件、节段的喷砂、涂装工作合计54塔身混凝土施工1技术人员4负责桥塔混凝土施工全过程的技术指导和监督2施工人员120混凝土的灌注、振捣、养生3试验人员4负责管内微膨胀混凝土配合比的确定,指导现场混凝土的拌合质量等4测量人员4监测混凝土灌注施工和混凝土膨胀对桥塔钢管尺寸、位置的影响5焊接技术人员4负责混凝土施

18、工用临时支架、支撑等的焊接合计1363.4.2 施工设备表3.4.2 施工设备汇总表序号设备名称规格型号单位数量备 注1龙门吊2x50t台12汽车吊25t辆33下胎轨道承受12021条64平板车30t、10t台230t1台、10t1台5叉车5t台25t1台6空压机2021、6m3台320212台、6m31台7埋弧焊机ZD5-1250台48CO2焊机350KR台49气刨机ZGF-1000台210半自动切割机GC1-30台211X光射线仪XXG2505台112超声波探伤仪CTS-26A台113磁粉探伤仪XJHY-2台114焊条保温筒S-3台815数控切割机台116焊条,焊剂烘烤桁217小车辆101

19、8水准仪DSZ2(苏光)台319全站仪GPT3002N(TOPcon)台120干膜测厚仪台223英格索兰空压机XP900E台124喷砂机GPBS-4720台125电弧喷涂机ZPG-400B台226焊角尺把327钢板校平机台128砼拌合站套229混凝土泵台430龙门吊自爬升式套2312021汽车吊辆132振捣棒台20部分设备照片: X光探伤机 X光探伤机 磁粉探伤仪超声波探伤仪图3.4.2 部分设备照片图3.4.2 塔筒厂内制造相关设备4 施工方案4.1 工程概况刘家峡大桥桥塔单根塔柱全长60.5m,其中有5.9m段埋入塔基及承台部分,侧面焊接角钢剪力键加强连接。为减少工地焊接量并保证质量,桥塔

20、钢管分为3大段,加上预埋段总共4段,分别为5.9m,19m,19m,17.5m,设置三个接头组件。单根塔柱钢管重227.0765t,全桥共重908.306t。节段之间先采用内接法兰盘连接,再焊接对接钢管,不仅解决临时连接,也使接头连接强度不完全依赖于现场焊接质量。为增加钢管径向刚度,沿塔柱高度每3-3.5m设有加强环,并在横梁处增设。对接钢管分两半进行拼装,桥塔共设三个钢管接头组件。为了加强混凝土与桥塔钢管管壁之间的粘结,管壁内侧焊接30025mm焊钉,梅花形布置。塔顶以下5m范围内间距取2021m,5m10m范围内取300mm,其余部分取400mm。焊钉采用专用装置焊接。鞍罩、避雷针装置高1

21、4.31m。塔柱钢管及加强组件和内接法兰接头构造如下图所示。塔身钢管接头组件加强组件剪力钉法兰盘兰盘图4.1-1 塔柱钢管构造图肋板内衬管加强环角钢加强圈图4.1-2 内接法兰接头和加强组件4.2 规范与标准本桥钢结构的制造加工以施工图设计中的技术要求和当地的验收规范为基本标准和依据,并参照下列主要规范和标准执行。4.2.1 施工检验用规范与标准1) 钢结构工程施工及验收规范(GB5020212021)；2) 建筑钢结构焊接技术规程(JGJ81-2021)；3) 桥梁工程施工质量检验标准(DBJ01-12-2021)；4)XX市政基础设施工程资料管理规程(DBJ01-71-2021)；5) 钢

22、焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级(GB11345)；6) 金属熔化焊焊接接头射线照相(GB/T3323-2021)。4.2.2 钢板材料规范与标准桥梁用结构钢(GB/T714-2021)。4.2.3 焊接材料规范和标准1) 碳钢焊条(GB/T5117-1995)；2) 气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝(GB/T8110-1995)；3) 埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂(GB/T12470-2021)。4.3 施工条件4.3.1 技术资料业主/设计院负责提供桥塔正式的刘家峡大桥结构施工设计图纸和相关的施工、验收规范标准。4.3.2 场地设备条件加工厂有54000钢结构加工场地,利用已有的场地布

23、置进行钢塔吊装管节的制作。其中约5000为塔柱钢管及相关组件的制作区,6000场地作为焊接及预拼装区域,6000作为管节的存放及涂装区,其余为材料及下料存放区。场地完成后组织相关人员及单位进行验收。场地上配有6台门吊,3台用于桥塔钢管及组件的制作,3台用于拼装；2021车吊两台,纵横向铺设轨道,保证管节的下胎、涂装工作；另有20210m8m的防雨棚,可用于塔柱钢管和相关组件以及拼装胎架防雨；2只45m10m移动涂装棚用于涂装。保证刘家峡大桥钢塔节段制作的顺利进行,确保施工按工期计划完成。4.4 施工综合说明4.4.1 总体方案根据施工图设计中的技术说明,全桥桥塔共计有四个。每个分四节,其中有一

24、节需要预埋在基础内。钢塔柱实行在厂内制作,陆路运输,现场安装组焊的方法施工。采用龙门吊卸车,短驳至承台边,在通过轨道小车运至提升门架下,最后由自爬式提升门架进行安装到位。4.4.2 深化设计1) 钢材及焊接材料的采购技术人员拿到施工图后,根据施工图中的桥塔结构、节段类型、数量统计钢材数量,编制钢材和焊接材料采购单。2) 细化设计图根据设计院提供的刘家峡大桥桥塔施工图,进行消化和讨论细化结构、制定桥塔的制造方案及安装方案,绘制塔柱的节段结构图、机加工零件图等施工图,补充注明接头位置、焊接符号、坡口尺寸及制造技术要求等。3) 工艺细化根据制造方案,编制制作工艺、焊接工艺、现场拼装工艺文件、胎架、托

25、架及有关布置图,编制质量保证及管理文件,验收程序文件等。4.5 塔筒厂内制作及拼装4.5.1 依据1) 钢结构工程施工质量验收规范(GB5020212021)；2) 钢制压力容器制作标准(GB150-91)；3) 建筑钢结构焊接规程(JGJ81-2021)；4) 钢制压力容器无损检测(JB4730-94)；5) DIN/EN和AWS标准；6) 施工图纸及说明。4.5.2 塔段结构图4.5.2 塔段结构图(单位:cm)表4.5.2 钢塔吊装节段重量表节段构件名称数量(米或段)单位重(kg)合计(kg)吊装段重量(t)5.9m首节段管节5.93697.421814.6632.354下法兰13616

26、.33616.3加劲板21639.63279.2剪力钉5.9100.463 592.729 基座13051.73051.719m节段管节193697.470250.688.76法兰16763.66763.6加劲板61639.69837.6剪力钉19100.463 1908.788 17.5m节段管节17.53697.464704.582.447上法兰13347.33347.3加劲板61639.69837.6剪力钉17.5100.463 1758.094 横梁预留段1279927994.5.3 总体制作方案1) 桥塔主要部件组成桥塔由塔身钢管、横梁、格栅和鞍罩组成。塔身为300050mm钢管,钢

27、管长61400mm,分几个制作节段,节段间用内接法兰盘连接。钢管内每隔3000mm设一加强组件,内表面呈梅花形布置焊接25300mm焊钉。桥塔上部设连接横梁,横梁为箱型变截面,横梁与塔柱焊接拼接。格栅为钢板拼焊成两半个圆形平台,螺栓连接,整体作为鞍座承台。索鞍罩设计为穹顶形,由小号型材和薄钢板制成。2) 制作方案(1) 钢板预处理钢板在切割前,采用赶板机进行钢板赶平,以消除钢板内应力,防止进厂的钢板因弯曲、翘曲等因素影响切割质量。对于钢板的表面缺陷,根据铁路钢桥制造规范(TB10212-2021)的有关规定进行修补和处理。(2) 钢板下料零件尺寸主要通过数控切割机下料,不仅变形量小,而且效率高

28、。对于重要零件的边缘或焊接边缘进行机加工(如工形和箱形杆件的腹板),以保证零件的尺寸和焊接坡口精度。(3) 零件机加工零件边缘及坡口、不等厚对接过渡坡、格栅顶平面等的机加工采用坡口铣床等机加工设备,确保加工精度。(4) 组装方案钢管拼接采用胎形组装,并针对不同的杆件确定不同的组装方法和定位基准。采用先孔法的杆件组装时以孔定位,配合组装样板定位组对。(5) 焊接方案主要杆件的主焊缝优先采用埋弧自动焊,可以稳定控制焊接质量；采用CO2气体保护焊可减小焊接变形,提高生产效率。焊接时严格按照焊接工艺中的规范参数、焊接顺序及方向焊接。(6) 制孔方案根据各类杆件的构造及孔群分布情况,设计制作相应的钻孔样

29、板。3) 试拼装方案为验证工厂制造工艺的合理性,构件的制作精度,确保桥塔安装的垂直度和轴线位置,进行厂内试拼装。4.5.4 钢管吊装节段制作钢管节段制作在工厂内进行,采用卷制直缝焊接钢管,卷制、焊接成3.0m长的标准管节,将多个管节在专用胎架上组焊成需要的吊装节段。钢管内再按设计图要求焊接加强组件、节段拼装内法兰和剪力钉。对接焊缝图4.5.4-1 钢管制造节段1) 钢管管节制作工艺流程钢板预处理下料矫正刨边及坡口钢板两端压弯钢板卷圆修圆纵缝焊接焊缝修磨无损检测2) 钢管节段制作方案(1) 备料 塔筒制造所有材料必须按照图纸要求选用,进厂原材料要求有完整合格产品出厂证明,必须按有关规范进行严格的

30、检验,且复验必须合格； 钢材表面不允许有重皮、结疤、气孔、夹渣及钢材边缘分层等局部缺陷,且表面除蚀、麻坑、划痕不得超过钢材负偏差的一半； 材料的代用必须按规定程序进行审批,批准后方可代用； 原材料的规格、标识要清晰、醒目,并与材质证明书的内容一致； 原材料的采购严格按照技术工艺科提供的备料定额和板材定尺单进行购料。(2) 排料 下料前认真研究设计图纸的各项求,做好材料的工艺性排料等技术准备工作； 筒体按图纸进行展开,并根据来料规格和相关标准规定进行排料接料,最小接料长度1m； 相邻筒节的纵焊缝尽量相错180,若因板材规格不能满足全部要求时,其相错量不得小于90,筒节纵缝应尽量避开下图所示阴影区

31、域:图4.5.4-2 筒节纵缝需避开区域示意图(3) 号料 首先确认材料材质、规格是否符合图纸要求； 下料班组必须按排料图、下料单进行下料； 划线时要预留氧切量、刨边量、焊接收缩量及二次去头量； 炉批号、塔筒号、材质等标识要清晰、醒目地用钢印打在距端头300mm的中心位置上,字号不小于10号； 用余料划出一定数量的引熄弧板,规格尺寸按标准执行； 余料应作好标记移植； 在下料过程中,发现钢板有夹碴、夹层和气孔等缺陷时,及时通知探伤室,对钢板进行超声波探伤,严禁使用影响产品质量的钢板； 号料后,自检、互检后交专检,合格后作好记录。(4) 下料 钢管下料长、宽要预留焊接收缩量,钢管分段累计总长加出塔

32、柱弹性压缩值9mm； 塔筒板材一律采用机械热切割,不允许进行手工切割； 切割前调整好多嘴切割、半自动切割机,把工件垫平； 切割前将钢材切割区域表面的铁锈污物等清除干净； 按线切割,要求切口垂直光滑,割纹深度0.2,局部缺口深度1mm,对于超此规定的缺陷须进行修补磨平； 清除毛刺、熔渣、氧化皮等； 自检、互检后交专检,合格后作好记录。(5) 刨边及坡口根据刨边图刨边及刨坡口,宽度允许偏差B10,加工直线度小于L/3000且不大于2mm,坡口角度5,坡口钝边P1。(6) 矫形及边缘加工保证钢结构制作及安装的质量,对构件再加工制造、运输、焊接变形、堆放等引起的变形进行矫正。矫形主要形式有:矫直:消除

33、原材料或构件的弯曲；矫平:消除原材料或构件的翘曲或凹凸不平；矫形:对构件几何形状整形。(7)接料焊接 采用埋弧自动焊、手工电弧焊,焊前必须将坡口及其两侧30-50mm范围内影响焊接质量的气割氧化皮、熔渣、锈、油污、水等杂质清除打磨至露出金属光泽； 施焊前加引、熄弧板,施焊时选用与母材相匹配的焊材焊接,不得在非焊接部位及母材上引弧,由引弧造成的表面缺陷要修磨光滑,进行磁粉探伤； 严格按焊接要求的要求进行施焊,一条焊缝要连续焊完,不能间断,焊接时注意反变形； 焊接完毕后焊工应清理焊缝面的熔渣及两侧的飞溅物,焊工自行检查焊缝的外观质量,检查合格后在工艺规定的焊缝及部位打上焊工钢号,一般在距焊缝端头1

34、00mm,距离焊缝边缘50mm处,字号不小于10号,并做好焊接记录； 探伤室按照技术工艺科出据的探伤委托单进行无损检测,探伤合格后矫正； 矫正合格后转入三辊卷板机工作区,按要求进行卷圆。(8) 卷圆桥塔钢管管径较大,壁厚较厚,卷管难度很大。钢管卷制时会不同程度地产生冷作硬化,产生较大的残余应力,以致存在不同程度的缺陷、隐患,故钢管卷制前先对钢板进行正火处理。利用热电偶计监测温度,电阻炉加热钢板到Ac3(亚共析钢)或Acm(共析、过共析钢)以上3050C,保温一定时间后,在静止的空气中冷却,然后进行卷圆。正火处理的加热过程中,严格控制加热温度和加热速度等,以防造成钢板氧化、脱碳、过热、过烧及变形

35、等缺陷。 卷圆前首先按筒体的曲率半径制作内卡样板,用来校验卷圆时筒节的曲率； 钢板下料后进行赶平、机加工钢板边缘、焊缝坡口； 钢管的卷制方向与钢板的轧制方向一致； 对板料的拼接缝修磨至光滑平整； 压头:制作专用胎具压头,在不低于100t开式压力机上进行； 卷圆:用三辊卷板机卷圆,卷圆时坡口方向朝外； 检验:检查圆筒的弯曲矢高允许偏差(f)和直径偏差在公差允许的范围内:a 长度:1mm；b 纵向弯曲(直度):f0.1% L,f5mm；c 椭圆度:f9mm；d 管端不平度:f2mm；e 钢管直径偏差:2mm；f 无损检验:X射线10%,超声波100%。3) 加强组件和内接法兰盘制作钢管加强组件和钢

36、管内接法兰接头如图所示,零件下料按常规方法进行,加强环、法兰盘和肋板采用数控程切,法兰盘两块合一钻螺栓孔和机加工内孔,内衬套机加工外圆与法兰盘内孔配合。为便于安装加强圈卷圆后,可切成两半。钢管分节在厂内试拼装,在专用胎架上调整好钢管的直线度,配套安装内衬套接头并做好标记,以便安装时对号拼接。肋板加强环角钢加强圈法兰盘兰盘内衬管图4.5.4-3 加强组件和内接法兰接头4) 钢管吊装节段组焊(1) 工艺流程管节上胎焊缝组对焊接焊缝修磨无损检测组焊加强组件焊接剪力钉节段整体拼装组焊连接件解体表面涂装制作完成的钢管分节要在厂内按照每根塔身钢管分节的构成,进行匹配拼装。在专用胎架上调整好各分节段钢管的直

37、线度及焊缝间隙,配套安装连接组件并做好标记,以便安装时各分节段间对号安装、各连接组件对号拼接。管节组焊注意两管节纵缝位置不能重合,错开12021置,对接焊缝采用双面坡口熔透焊,焊前坡口打磨至光滑平整,以保证焊接质量。待对接管节环焊缝已对接管节环焊缝图4.5.4-4 管节对接示意图(2)试拼装在胎架上将两段吊装段进行试拼装,连接螺栓固定两吊装段,控制直线度和同轴度偏差。试拼后拆解,作表面防腐涂装,注意钢管吊装后焊缝位置的预留。4.5.5 横梁制作桥塔上部设连接横梁,横梁为箱型变截面,横梁与塔柱横梁接头高强度螺栓拼接。横梁制作采取整体制作(拼接处暂不断开)、拼接板投孔、拼接位置断开的方案。整体组装

38、以钢管顶部分段为胎架,直接组焊成一体。横梁端段:上部横梁:横梁下部:图4.5.5-1 横梁各部分组件示意图1) 横梁制作工艺流程钢板预处理下料矫正腹板不等厚接料组焊板单元腹板扣盖整体焊接组焊槽形修整钻孔断开解体2) 横梁制作具体方法(1) 下料:顶板、腹板和底板按照整块下料(中间段和两端段连在一起),隔板可分开下料；(2) 腹板不等厚对接:上腹板与下腹板不等厚对接,接缝厚与板面1:8斜坡匀顺过渡；(3) 组焊板单元:顶板、腹板和底板各自焊接球扁钢、分体隔板成单元件；(4) 组焊槽形:以塔身顶段钢管(倒放)为两侧胎架,腹板下配合支墩,组装横梁；顺序:腹板 顶板、底板(含隔板) 焊接槽形 腹板扣盖

39、。(5) 钻孔:在横梁拼接缝处划线,点固拼接板,以拼接板孔投钻顶、底板和腹板孔；(6) 断开解体:划线将顶、底板和腹板拼接缝处切开,解体进行表面处理。3) 试拼装(1) 将上横梁起吊至塔身相应高度与横梁塔柱段匹配；(2) 吊装下横梁至正确位置,与上横梁及横梁塔柱段连接；(3) 为满足运输要求,将横梁分为四部分:上横梁、下横梁边段、下横梁中间段、横梁端段。工厂制造时采取整体制作,横梁各运输段做临时连接,整体成型后拆解；将下横梁拆解成如下图所示的3块,边缘做临时固定,防止运输变形。图4.5.5-2 横梁试拼装及解体示意图4.5.6 格栅托架制作格栅托架在工厂按常规方法下料,对托架劲板加工直角边及坡

40、口,节段吊装前组装、焊接。图4.5.6 格栅托架示意图4.5.7 格栅、索鞍罩制作1) 格栅构造较为复杂,为圆形隔构式构造,高500mm,外圆直径7000mm,反力架处最大尺寸7135mm,立板布置成放射形和圆形(以折线代替)。为方便安装由中线处断开分两块制作。格栅顶面要求精加工,平整度偏差小于0.5mm。用料上顶板和分开处立板板厚要留有加工余量。 格栅顶面机加工若受机床能力限制,需要分开加工时,要一次将顶面和立板一起加工,严格控制两面的垂直度。连接螺栓孔中要精确铰制68个定位孔,以便安装时先定位后栓接。具体制作过程如下:(1) 数控切割格栅上下底板及其它支撑板组件,连接板数控钻孔,注意两连接

41、板采用合并整体出孔法,保证孔位一致性；(2) 组装内外支撑板及格栅连接板；(3) 组装外围板；(4) 安装上盖板；(5) 机加工上平面(鞍座下承板接触区)；(6) 安装附属构件；图4.5.7-1 格栅制作组拼示意图2) 索鞍罩设计为穹顶形,由小号型材和薄钢板制成。需要根据设计图展开放样、下料,分片制作、现场装配。鞍罩整体由16片钢板通过内圈骨架连接成椭圆型,制作时先将骨架固定成型再外铺钢板,吊装时采取整体吊装,吊装重量约4.65吨。(1) 切割下料,预压成型、边缘修整；图4.5.7-2 环形骨架角钢、纵向骨架槽钢及外贴钢板(2) 制作鞍罩顶盖及焊接鞍罩骨架,骨架下圈根据该处圆弧位置做临时固定,

42、成型后拆除；图4.5.7-3 鞍罩顶盖及鞍罩骨架(3) 外铺鞍罩面板、安装气门拉索套管；图4.5.7-4 鞍罩面板及气门拉索套管4.5.8 焊接要求1) 一般要求(1) 本工程采用的各类手工电弧焊、埋弧焊、气体保焊等,所有上岗焊工必须经考试合格,并取得压力容器焊工合格证,且要求熟悉本工程的焊接工艺；(2) 所用焊接材料必须与母材相匹配,并且其屈服强度不得低于355MPa,不得在结构的任何地方使用不相匹配的焊材。每炉次的焊材都必须有材料证明书；(3) 焊接材料牌号选用,按下表要求选用:表4.5.8-1 焊接材料选用表钢种牌号手工焊埋弧焊气体保护焊焊条牌号符合国标牌号焊剂焊丝牌号保护气体种类焊丝牌

43、号焊剂符合国标牌号碳素钢Q235J425J426J427E4310E4316E4315H08AHJ431HJ401H08Mn2SiACO2低合金钢Q345J506J507J507HE5016E5015E5015H08MnAH10MnSiH10Mn2HJ431HJ431SJ101HJ401HJ401SJ101H08Mn2SiACO2(4) 充分考虑焊接质量的主要影响因素,拟定焊接工艺评定任务书,进行焊接工艺评定试验。工厂根据焊接工艺评定试验报告编制焊接工艺规程,规范焊接施工；(5) 焊接工艺选定焊接编号说明如下:(6) 钢材材质:除下表“备注”栏注明材质外,其余的为Q345D；中交第一公路工程局

44、有限公司99表4.5.8-2 适应本项目焊接形式(针对主结构重要接头形式)序号焊接编号接头类型坡口形式焊缝形式焊接方法焊接材料针对部位适用范围备注1EM50平对接双面焊接筒内侧实芯焊丝CO2气体保护焊打底、埋弧焊盖面,筒外侧碳弧气刨清根、实芯焊丝CO2气体保护焊打底,埋弧焊盖面。ER50-6(1.2)H10Mn2(5.0)SJ101塔柱钢管厂内制造纵环对接焊缝2E50H横对接双面焊接筒内侧实芯焊丝CO2气体保护焊,筒外侧碳弧气刨清根、实芯焊丝CO2气体保护焊。ER50-6(1.2)塔柱钢管工地安装环对接焊缝3EM40平对接双面焊接实芯焊丝CO2气体保护焊打底、埋弧焊盖面,反面碳弧气刨清根、实芯

45、焊丝CO2气体保护焊打底,埋弧焊盖面。ER50-6(1.2)H08MnA(5.0)HJ431塔顶格栅顶板对接焊缝塔顶格栅顶底板对接焊缝试板材质为:Q235C序号焊接编号接头类型坡口形式焊缝形式焊接方法焊接材料针对部位适用范围备注4EMJ16/50平角接双面焊接内侧药芯焊丝CO2气体保护焊,外侧埋弧焊。E501T-1(.2)H08MnA(5.0)HJ431塔柱钢管与横梁腹板的连接焊缝部分熔透试板材质: 50M板:Q345D,16MM板:Q345D5EJ16/50平角接双面焊接药芯焊丝CO2气体保护焊。E501T-1(.2)塔柱钢管与横梁顶底板的连接焊缝部分熔透试板材质: 50M板:Q345D,1

46、6MM板:Q345D6EMJ16平角接双面焊接内侧药芯焊丝CO2气体保护焊,外侧实芯焊丝CO2气体保护焊打底,埋弧焊盖面。E501T-1(.2)ER50-6(1.2)H08MnA(5.0)HJ431塔柱横梁腹板与顶底的连接焊缝部分熔透序号焊接编号接头类型坡口形式焊缝形式焊接方法焊接材料针对部位适用范围备注7EJ30/40平角接双面焊接实芯焊丝CO2气体保护焊,反面碳弧气刨清根、实芯焊丝CO2气体保护焊。ER50-6(1.2)塔顶格栅顶板与其反力架的连接焊缝熔透；试板材质为:Q235C8EJ30/40平角接双面焊接实芯焊丝CO2气体保护焊。ER50-6(1.2)塔顶格栅腹板与顶板连接焊缝塔顶格栅

47、腹板与顶板、底板连接焊缝部分熔透；试板材质为:Q235C另: 按铁路钢桥制造规范TB10212-2021附录D,进行焊钉实施焊接； 待焊接工艺评审通过后实施试件焊接,进行焊接工艺评定。2) 具体要求(1) 对于塔体、法兰的焊接操作者,其资质须为锅炉压力容器持证焊工；(2) 焊接环境温度应0(低于0时,须在施焊处100mm范围内加热到15以上),相对湿度90%。法兰与外壳焊接最低预热要求见下表: 表4.5.8-3 法兰与外壳焊接最低预热温度要求板厚T(mm)预热温度(最低 )T381038T8565T85110(3) 本产品需作焊缝机械性能检验,在施焊塔筒同时,按相同要求制作筒体纵缝焊接试板,产

48、品焊接试板的厚度范围应在所代表的工艺评定覆盖住的产品厚度范围之内,如纵向焊缝的焊接工艺评定覆盖范围不同时,须分别制作焊接试板；(4) 在塔体法兰焊缝边缘约50mm处,打上焊工钢印,要求防腐后也能清晰看到；(5) 筒体纵缝,平板拼接及产品试件,均须带出引弧板和熄弧板,板长不得小于100mm。采用切除的方法去除引、熄弧板,严禁使用敲击的方法,并对切除处进行磨平处理；(6) 焊件装配不得强行组装,以防止焊缝裂纹和减少内应力；(7) 焊件的装配质量经检验合格后方可允许进行焊接。3) 焊缝检测(1) 外观检查所有对接焊缝、法兰与筒体焊缝为全熔透焊缝,焊缝外形尺寸必须符合图纸和工艺要求(见下表,单位:mm

49、),焊缝与母材过渡圆滑。焊接接头的焊缝余高h应趋于零值； 表4.5.8-4 对接焊缝外形尺寸焊接方法施焊形式焊缝宽度c焊缝余高h焊缝边缘直线度f宽窄差凸凹量埋弧焊I型焊缝b+142003442非I型焊缝g+4g+9手工电弧焊及气体保护焊I型焊缝b+610平焊03其余04342非I型焊缝g+4g+8注:b:对接间隙；g:坡口宽度； 任意连续300mm长度内； 低于50mm长度内； 任意25mm长度内。表4.5.8-5 角焊缝尺寸表母材厚度Tmm)角焊缝的最小尺寸(mm)T636T12512T20620218注: 焊缝不允许有裂纹、夹渣、气孔(0.5mm)、漏焊、烧穿、弧坑、未溶合及咬边(0.5mm)； 焊缝和热影响区表面不得有裂纹,气孔,夹渣,未熔合及低于焊缝高度的弧坑； 熔渣,毛刺等应清除干净； 焊缝外形尺寸超出规定值时,须进行修磨,允许局部补焊,返修后必须合格； 对于无具体要求的,按AWS D 1.1有关规定执行。(2) 无损检测 无损检测须在焊缝外观检验合格后进行； 焊缝无损检测均按压力容器无损检验标准ISO 5817 B级执行； 各部件焊缝均采用无损探伤检验,详见下表: 表4.5.8-6 桥塔钢管焊缝无损探伤监测要求检测部