钢管格构墩A型单元节段制作工法拼装作业平台secretWord文件下载.docx
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摆放就位后，用楔铁临时固定。
压缝：
由于卷制钢管椭圆度的差异，对接钢管管口存在一定错边量，如果超限，必须经过压缝，即先在管口临时点焊安置压嘴，再打入压舌（楔铁），挤压使两管口对齐。
通过移动钢板尺检测的方法控制错边量必须小于板厚的1/10，压缝过程中要注意随时控制对接管的直线度和对缝间隙。
直线度测量方法如图：
在拼装钢管的两头安放高度一样的2个铁块，经过铁块上表面拉一跟钢丝线，用钢板尺分别测量如图4个位置管壁与钢丝线的距离，保证数值偏差在L/1500（L为对接钢管的长度）并不大于10mm以内。
测量分3条线进行，分别如图所示的离焊缝300mm，340mm，和940mm处。
当同时满足3条线的直线度，则对接管的直线度合格。
若不能达到要求则用切割片将定位焊接点磨开，重新调整。
定位焊接：
定位焊采用边对缝，边测量，边点焊的方法，保证在点焊过程中不造成直线度的过度变化，定位焊缝一般都比较短小，焊接质量不够稳定，容易产生各种缺陷。
而定位焊缝又是作为正式焊缝留在接缝中，因此对所使用的焊条，焊接工艺及对焊工操作技术熟练程度的要求，应与正式焊缝完全一样。
当发现定位焊缝有缺陷时，应该铲掉并重新焊接。
定位焊采用φ3.2mm的焊条，焊条必须与正式焊接时的焊条牌号相同。
点焊前必须清除对缝管口表面的污物，油渍，氧化皮等，使其露出金属光泽。
用手工电弧焊点焊6～8个点，间距按照300mm作业进行控制。
每个点焊长度50～100mm，焊高按照4～6mm。
环缝焊接：
将对接管吊出对拼平台后放置在滚焊架，进行环缝焊接，正式焊接前将定位焊、对接管口处的焊渣、飞溅、铁锈、灰尘等认真清理。
对接环缝焊接采用由经过考试的专业焊工按照经过评审的焊接工艺参数进行施焊。
环缝焊接完成后再次对直线度进行测量，若超出标准以外则返修处理。
合格后要进行探伤检测，焊缝质量等级及缺陷分级与单元钢管进场时检测标准一致。
5.2.4、钢结构单元节段拼装及2+1预拼装
拼装平台：
设计了宽度能同时拼装左右两品，长度能达到3节段拼装（36米）的拼装平台。
平台由20a的工字钢组成，下垫200×
200×
30的钢板和每块钢板下用4根φ30mm螺纹钢支撑。
整个平台长34m，宽15m。
由18根工字钢平行放置组成，相邻间距为2m。
用水平仪对每块钢板上处的工字钢表面进行校平，高度误差按照±
1mm进行控制。
用拉对角线的方法来控制矩形的直角边。
平台调试完毕及焊接固定后，用C30混凝土将基座浇筑掩埋，完成拼装平台。
拼装平台形状尺寸见下图：
2）基准点放样
为使拼装有统一的参照标准，方便拼装的大样放置和尺寸控制。
选定将平台的中心线和左右幅的中心线作为基准线放样。
左右幅中心线与平台中心线相隔3.75m平行。
确定中心线后用样冲在工字钢上打点标记，并用红漆标注。
样点放置应包括两头工字钢上的点，中间点根据拼装阶段长度适当放置。
3）大样放置
拼装人员对拼装图纸进行认真读取，严格按照图纸要求放样。
对于桥墩格构墩钢管A型架立柱钢管的拼装，要严格控制每层下口的中心距和上口的中心距。
同时要保证放置点与左（右）幅中心线对称。
根据每节段上下口的中心点，按照拼装图示管径理论值分出每节段管两侧的外缘点。
用拉粉线的方法通过上下口对应的点将大样线放置在工字钢上，作为立柱钢管摆放的参照。
为保证拼装桥墩高程一致，第一节段拼装的下管口中心点统一放置在第一条工字钢的中心线上。
构件拼装
1）墩柱钢管摆放
根据图纸要求，将需要摆放的钢管用龙门吊放置就位，由于钢管的椭圆度和局部不圆度，以桥墩的2根立柱内缘为基准放置，采用吊铅垂的方法确定尺寸，根据实际下料的纵向管的长度，按照图示理论尺寸，根据焊接经验适当将尺寸预留2～3mm（考虑一定程度的焊接收缩影响，同时纵向钢管长度比理论长度放大3mm。
每放置一节钢管，用楔铁将管下部卡死固定，将管上下口与工字钢电焊固定，预防在焊接过程中尺寸变化。
为方便下一节段的对拼，在上节段钢管就位后，在管口内侧安装导向板。
继续下阶段摆放。
2）节段预拼装定位块的固定
摆放好钢管后，按照前述钢管对接拼拼的方法，将相临节段对接钢管通过起马板和楔铁等方式调整好钢管的对接间隙和错边量，然后进行定位块的安装焊接，每对定位块由两块角铁切割而成，定位块焊接完成后用螺栓拧紧固定，使其起到定位固定的作用。
定位块安装如图所示：
定位块安装完成后，复测整体尺寸的变化情况，特别是每节段管口的尺寸，保证整体尺寸与定位块安装前的尺寸无变化。
拼装钢管摆放完毕后，记下每节钢管的进场编号。
编号位置与实际位置一一对应。
做到对每节钢管的位置都有据可查。
3）纵向水平腹管安装
纵向水平腹管由相贯线车间提供，采用相贯线切割机下料自动完成连接，能保证水平腹管与立柱钢管能很好的相贯对接。
将纵向水平腹管适当比理论尺寸放大3mm下料（考虑焊接完成后的收缩变形，经验值）。
全桥纵向水平腹管包括φ406×
10与φ813或φ720相贯（15#与26#为φ457与φ720相贯）。
以φ406与φ720相贯为例。
如下图所示：
水平腹管与拼装平台的理论间隙为157mm。
为便于水平腹管的放置定位，在装水平腹管前，预先制作一批高度为157mm的垫块，垫块为两根槽钢加缀板焊接而成。
在每根水平腹管下垫2个垫块，垫块全部摆放完成后，用水平仪较平垫块高程，并对比立柱钢管的相对水平高度。
使相对误差在在2mm以内。
安装水平腹管前要确定高度方向上的尺寸，根据拼装图纸，从立柱底端向顶端拉钢卷尺确定。
为避免累计误差，在保证卷尺平直的基础上，尽量一次拉尺确定多个点，放点以水平腹管的中心位置为准。
中心位置确定后，用钢板尺向中心一侧放203mm画出水平腹管的外缘放置线。
考虑到相贯线管的长度比中心线长度长，在放置时不能直接垂直放入，经过计算，比中心线位置长125mm，必须从相应接头往下至少3m位置放入，再平移至相应接头。
装管顺序就必须是从立柱顶端往下依次装。
才能保证每根腹管能正常装入，安装过程中还要特别注意水平腹管向桥顶端的长度比向底端方向长，安装前应测量分辨长短边。
装入腹管后，让腹管外缘与外缘放置线重合，同时调整水平腹管使对接处的间隙基本相同，即保证了相贯线接头的准确对接。
同时用水平尺将水平腹管调整水平。
点焊固定水平腹管，进行下根腹管的安装。
5.2.5、结构环焊缝焊接：
将结构节段内的对接环焊缝对接采用2人对称焊的方法焊接，用φ3.2mm焊条打底，φ4.0mm焊条填充2道及盖面。
当焊接第二层时，焊接方向应与第一层方向相反，以此类推。
每层焊接接头错开15-20mm。
环缝焊接采用手工电弧焊完成，焊条必须按照产品说明书规定的烘焙时间和温度进行烘焙，焊条必须放置在保温桶内，随用随取。
不得使用药皮脱落或焊芯生锈的焊条进行焊接。
5.2.6、基管安装
本桥墩横联桁架与立柱连接的基管，为φ406mm的基管分别与φ813mm和φ720mm两种立柱钢管相贯连接，且基管长度也根据不同桥墩号有所不同，基管安装时要严格区分。
相贯线车间进行切割和堆放时应按照墩位进行区分，避免材料的混乱，同时安装时也应对每个基管进行测量复核确认。
基管安装一定要待纵向水平腹管基本焊接完成后方能进行，避免焊缝收缩对基管间距产生影响。
基管安装的控制尺寸包括桥墩立柱方向上的尺寸和纵向水平腹管方向上的距离。
在立柱方向上，与水平腹管的定点一样，必须从构架系统的底部往顶部测量放点，同时画出中心线和边缘线。
纵向方向上，基管中心线应与立柱钢管中心线相交，以低墩φ720mm的立柱为例，定位方法如下图所示:
在预装基管上口安防水平尺，将基管在纵向上调至水平。
通过管中心引出一根钢条，从头部吊铅垂线，调整铅垂线刚好与立柱钢管相切。
按图所示，用钢板尺测量铅垂线与基管的距离a，调整基管位置，使a值达到157mm即可，调整误差±
1mm。
为保证接头处能完全熔透焊，安装基管时必须在接头处预垫φ3.2mm的电焊条。
调整完毕后先点焊固定，再进行焊接，焊接过程中要严格控制基管的纵向偏移，可以借助水平尺监测矫正。
5.2.7、管相贯焊接
待水平腹管全部安装完毕后，方可进行相贯线接头的焊接。
水平腹管与立柱钢管相贯处的焊前检查非常重要，由于水平腹管的下料误差及立柱钢管安装的误差等原因，使接头处焊缝间隙有不一致。
为保证收缩量，对于间隙过大的接头应先填充堆焊，填充间隙，冷却至常温，打磨清理干净，确认无焊接缺陷后再进行正常焊接。
为控制变形量，相贯线接头焊接采用多人多点同时对称焊接，同时另外采取了对称顶撑限位工装控制焊接变形，确保焊接时尺寸准确。
根据相邻管间的空间，当两立柱钢管距离较大，可容纳2人同时施焊时，单管采用两人对称焊接，当不能容纳2人同时作用时，则单管采用单人对称焊接。
底端由于没有跟承台基础预埋件进行预拼装，为保证现场安装时对口尺寸无大的差异，预留最下根腹管一端接头不予焊接，只点焊固定即可，待现场安装时，根据具体情况调整下口开度，立柱钢管与承台准确对接后再补以焊接。
由于水平腹管离地面距离小，不能进行全位置焊接，底面部分必须待节段拆除后吊起才能继续施焊。
5.2.8、构架系统检测
焊接完成后，复测整个构架系统尺寸变化量，复测重点应放在每节段上下管口中心距、单根立柱整体直线度、构架系统整体相对中心线偏差及整体长度。
检查合格后，方可将构架拆除，用龙门吊吊起抬升一定高度，方便电焊工仰焊相贯接头下部焊缝。
具体项目及验收标准见第9部分质量要求。
5．2.9、预拼装检测
焊接单元节段结构成型之前须同时在拼装平台上进行预拼装并进行预拼装对接固定，预拼装按照2+1模式预拼，待预拼装检测合格后方可以进行单元节段的焊接。
焊缝检测合格后出场进入下道工序（防腐）。
5.3 施工现场管理人员及劳动力计划
见表5.3
管理、质检、起重焊工等人员配备表
编号
工种
人数
作业内容
备注
1
管理人员
5
调度、质检，放样
2
铆工
6
组装预拼定位
3
钳工
配合铆工
4
电焊工
10
手工焊接作业
无损检测人员
焊缝探伤检测
龙门吊司机
钢管单元起吊就位
7
起重工
构件吊装就位等
8
电工
保证用电及安全
6．材料与设备（以XX大桥为例）：
6.1、使用材料：
钢结构材料所用钢管使用Q345C钢管，管材须按照GB/T1591-2008《低合金高强度结构钢》进行相应的化学成分和力学性能试验；
拼装焊接全部采用手工电弧焊方式，所用焊条厂家为：
大西洋焊条股份有限公司生产，牌号CHE507，型号E5015，规格为φ4mm和φ3.2mm，采用焊条满足GB/T5117-1995规定要求。
6.2．机具设备：
钢管单元节段场内拼装需要投入的主要施工机械、设备及工具、如下表所示。
序号
工具名称
用途
500mm直角尺
测量垂直度
9
石笔
划线、标记
5m钢卷尺
测量长度
线绳
吊线、拉线
50m钢卷尺
11
角磨机
清渣、打渣
铅垂线
垂直放样
12
手锤
拼装、分解
直流焊机
焊接
13
钢丝刷
清渣、除锈
手工割枪与气体
切割
14
20t龙门吊
吊装、运送
15cm钢板尺
测量长度及错边量
15
水平尺
测量水平度
压嘴及压舌
错边压缝
16
样冲
标记放点
7．质量控制标准：
钢结构加工，质量控制需从原材（母材和焊材）、焊接工艺、几何尺寸三个方面进行控制。
针对原材质量控制应按照相关试验标准执行，本工法不具体进行阐述，焊接质量、几何尺寸控制应按如下要求进行控制：
7.1、焊接质量控制：
钢结构施焊前，须先做好焊工考试及工艺试验准备工作：
7.1.1、人员要求，参加施焊的焊工须在有国家正式焊接资格证的基础上，现场再进行施焊考试，确认实际的焊接水平，并根据实际的焊接考试情况，确认可以施焊的部分和等级，进行挂牌上岗作业，严禁无资格人员参与施焊作业；
7.1.2、焊接工艺试验，须事先根据施焊部分和焊缝特点确定相应的焊接工艺参数，并进行工艺试验，在经过试验检测合格评审后方可按照相应施焊工艺方式和参数进行施焊；
7.1.3、焊接三大外界因素控制，施焊时温度、湿度和风速是确保现场施焊质量的三个关键指标。
其中手工电弧焊的要求为，风速不得超过8m/s，空气相对湿度不得大于80%，环境温度不宜低于5℃（针对低合金高强度钢）。
当施焊环境自然环境达不到此指标时，须采取防风棚或其他防风及保温措施。
7.2、焊缝质量指标要求：
焊缝按照焊接工艺施焊完毕后，须在检查焊缝外观合格的前提下进行无损探伤，焊缝的超声波探伤。
焊缝外观检查和探伤检查按照TB10212-2009《铁路钢桥制造规范》和GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》的进行，具体如下表：
焊缝
外观质量
Ⅰ级
查检查记录
内部质量
UTⅠ级、RTⅡ级
查检查记录及检测报告
探伤检测要求和频率要求：
探伤方法
探伤部位
超声波检验（UT）
射线检验（RT）
数量
焊缝标准
检验等级
底片等级
钢管对接环缝
100%
B
抽检5%
Ⅱ级
AB
钢管纵缝
管管相贯焊缝
外观检查、探伤及拍片人员须由资质的专员检测人员进行检测。
7.3、几何尺寸控制：
钢管拼装件的允许偏差要符合国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）的要求及《公路钢管砼桥梁设计与施工指南》的要求。
须符合下表要求的钢管杆件才允许参与钢管节段的拼装和焊接。
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法及频率
构件长度L（mm）
±
钢尺：
每节钢管
弯曲矢高（mm）
L/1500，且不应大于10
拉线、钢尺：
每节段2处
管端面对管轴的
垂直度（mm）
d/500，且不应大于3
量规：
两端面
环缝对口错边（mm）
t/10，且不应大于2
钢尺、量规：
每条缝
7.4、焊接成型单元节段预拼装检测要求
构件直线度
l/1500,且≤10mm
铅垂线：
每构件
构件宽度（mm）
每构件3个断面
L/1500，且≤10
每构件2处
节段间错台（mm）
每节检查2～4处
7.5、几何精度控制技术保证措施
钢结构拼装和焊接过程中，加工焊接过程中会因为焊接收缩变形、外力等各种因素导致尺寸发生变化，因此对于已经调整好的结构空间尺寸的固定至关重要，实际操作过程中，有如下几种技术措施可以使用：
7.5.1、对接定位板：
用于固定相邻单元节段对接预拼钢管的临时固定。
对接定位板方式一
对接定位板方式二
7.5.2、预拼定位板
主要是保证主钢管与放样大样图吻合后的平面位置的固定。
施作注意事项：
1、预拼工装基础应经压实处理，压实度不小于96%。
2、预拼工装平台采用I20工字钢铺设，间距为2m，其基础为30cm厚的C30混凝土。
工字钢平台顶面高程为水平设置，其精度为±
3、格构墩柱单元节段组拼时，首先根据放样的基准线和主管的边轴线把主管精确就位及尺寸复核后，再采用定位板进行定位，定位板间距为4m；
其次再进行纵向水平腹杆的组拼。
4、格构墩柱的预拼采用2+1节段进行，节段间的接头定位装置严格按设计要求施工。
节段间的接头错边量不得大于t/10，且不大于3mm。
格构墩柱预拼、焊接没有完成之前接头定位装置不得拆除。
7.5.3、焊缝限位工装：
主要防止焊缝成形前焊缝的过大收缩变形。
7.5.4、定位焊固定
在结构预拼结构尺寸满足设计要求后，采取定位焊方式对管对接缝，相贯焊缝采取边测量，边点焊的方法进行结构临时焊接固定，焊接须缓慢进行以保证在点焊过程中不造成直线度的过度变化，定位焊缝一般都比较短小，焊接质量不够稳定，容易产生各种缺陷。
全部点焊完毕后须再次整体测量对接管的直线度。
定位焊后应尽快进行焊接，避免中途停顿和间隔时间过长。
8、场内焊接作业安全环保措施：
8.1、电焊机必须有独立的专用电源开关，禁止多台焊机共用一个电源开关，开关应放在防雨的闸箱内，拉合时应戴手套侧向操作；
8.2、电焊机防止碰撞、受潮或剧烈振动，电焊机外壳，必须接地良好，其电源的装拆应由电工进行；
8.3、电焊机外露的带电部分应有完好的防护装置，不带电的外壳应接地，严禁超负荷使用；
8.4、焊接电缆外皮完整、绝缘良好、应使用整根导线；
8.5、电焊钳必须有良好的绝缘性、隔热能力，严禁将过热的焊钳浸在水中冷却后立即使用；
8.6、焊接作业时，场所应有通风除尘设施，可燃、易爆物质距作业点火源应不小于10m；
8.7、焊接作业人员应穿戴好劳动保护用品，加强自身的防护，保证自身安全。
8.8、焊接预热工件时，应有XX布或档板等隔热措施。
8.9、龙门吊等特种作业设备须经过安全检测合格后方可使用。
8.10、把线、地线，禁止与钢丝绳接触，更不用钢丝绳或机电设备代替零线。
所有地线接头必须连接牢固。
8.11、清除焊渣、采用电弧气刨清根时，应戴防护眼镜或面罩，防止铁渣飞溅伤人。
8.12、多台焊机在一起集中施焊时，焊接平台或焊件必须接地。
并应有隔光板。
8.13、雷雨时，应停止露天焊接作业。
8.14、施焊场地周围应清易燃易爆物品，或进行覆盖、隔离。
8.15、工作结束，应切断焊机电源并检查操作地点，确认无起火危险后，方可离开。
9、效益分析
9.1经济效益分析：
把原本应该在工厂厂房内的钢结构大型单元节段加工作业放在了野外施工现场，省却了大型钢结构单元的远距离运输成本，另外也避免了长距离运输可能不同程度造成大件结构尺寸变形或磕碰损坏，实现现场加工，现场安装的最优作业模式，质量、成本都得到了控制。
以XX大桥为例，最近的具备钢结构加工的正式工厂化作业场地是攀枝花，以一个节段10吨为例，一个节段因为是大件结构尺寸，且为防止运输过程中的磕碰变形，须配置一台大挂车进行运输，单程运输成本达6000元。
大桥下部结构加工格构单元共380个，运输综合成本为6000×
380=2280000元。
运输时的装车及进场后的倒运卸车成本380×
500=190000元。
XX特大桥现场制作模式的实现，光运输类成本就节省228万，且尚不含后期同样在现场拼装的上部结构桁架梁各类单元节段约550个，上部结构节省运输类成本约550×
6000=3300000元，运输时的装车及进场后的倒运卸车成本550×
500=275000元。
另外考虑大型结构单元远距离运输可能造成的结构损伤修补费用，按照50万估算，XX大桥光结构单元现场加工实际节省的成本投入就达228+19+330+27.5+50=655万余元，如再考虑场外加工额外增加的技术管理人员等管理费的开销，总节约成本近700万余元，现场加工模式功效显著，与现场施工工期计划结合紧密，能够满足现场施工进度要求，且经济效益凸显。
从XX大桥钢结构单元节段现场加工模式来看，加工量越大，运输节省成本越显著，另外下场加工与安装作业结合起来，确保现场生产进度要求。
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