钢箱梁施工方案.docx
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钢箱梁施工方案
（5）钢箱梁施工工艺
1）总体思路
A匝道第三联（2*）、第四联（30m+45m），B匝道第二联（30m+50m+）为钢箱梁，采用分节段工厂预制，在桥位现场搭设临时支墩并搭设临时支架，利用汽车吊分段吊装架设就位后进行拼装、焊接、涂装施工。
由于A、B匝道跨越地铁、城铁，应采取保护措施，我单位拟在地铁、城铁上浇筑钢筋混凝土道路，道路宽8m、长20m、厚20cm，并铺设30cm水泥稳定碎石基层，结构总厚度50cm。
2）工程特点及难点
钢箱梁线形控制精度高。
钢箱梁为曲线连续梁，在现场拼装时需要同时保证成桥平曲线线形和竖曲线线形，按线形制造精度要求高，控制难度大。
钢箱梁安装在既有线路上跨线施工，施工过程要求各主要道路交通运营不能中断，尽量减少各类扰民的因素，这对现场安装的施工组织提出了更高的要求。
现场场地有限，运输节段来料存放数量有限，要求严格按架梁顺序供梁，并尽量减少梁段的存放时间；存梁场地与安装位置有一定距离，需要水平运输。
同时现场道路比较窄，转弯半径小，都是水平运输的制约因素。
现场焊接工作包括节段间的纵缝和环缝，工作量较大，焊接质量要求高。
现场的节点均为焊接，将采用手工电弧焊、CO2气体保护和埋弧自动焊等各种焊接方法，焊接位置将有平位焊、立位焊和仰位焊等各种焊接工位，现场焊缝多为熔透焊，要求进行超声波、磁粉及X射线等无损检测。
高空施工危险性大。
钢箱梁的架设高度一般不超过8m，存在着诸多的高空作业，如高空吊装、高空拼装焊接、高空调整、高空涂装等，高空施工的安全保护，是工程施工的重点。
施工防护措施多。
在高空施工要设置施工操作平台，在跨线部分上方施工焊接时，在下面既有线路未封闭时，要在高空进行防护，防止火花、小物件坠落等。
3）分段方案
根据现场条件和本工程结构特点，采用工厂内分段预制，运输到现场后，分段吊装架设的方法。
工厂分段方案如下：
A匝道桥第三联
钢箱梁沿桥长方向划分为24个节段，相邻两节段之间的顶板、底板、及腹板环缝处分别错开200mm，呈Z字形布置。
顶板、底板及腹板的纵向加劲肋嵌补长度约为400mm。
A匝道桥第四联
钢箱梁沿桥长方向划分为24个节段，相邻两节段之间的顶板、底板、及腹板环缝处分别错开200mm，呈Z字形布置。
顶板、底板及腹板的纵向加劲肋嵌补长度约为400mm。
B匝道桥第四联
钢箱梁沿桥长方向划分为32个节段，相邻两节段之间的顶板、底板、及腹板环缝处分别错开200mm，呈Z字形布置。
顶板、底板及腹板的纵向加劲肋嵌补长度约为400mm。
4）分段总体制造方案
所有钢箱梁施工分段均按上述分块图在厂内制作焊接，整块拼装焊接完成后发往工地现场安装。
箱型分段制造方案：
钢板预处理→零件下料→零件加工→部件制造→板单元件制造→组合单元件制造→底板组合单元件上胎架定位并焊接→横隔板单元间组装→腹板单元件组装→顶板组合件组装→分段整体焊接→涂装。
挑臂分段制造方案：
单个分段采用“反造”法，其制造及组装顺序为：
钢板预处理→零件下料→部件制造→板单元件制造→组合单元件制造→顶板单元件上胎架定位→组装挑臂部件及檐板→分段整体焊接→焊接装饰板→涂装。
边墩横梁分段制造方案：
钢板预处理→零件下料→板单元件制造→腹板单元件上胎架定位→组装纵隔板→组装底板→组装另一侧腹板→焊接→装焊端板→涂装。
5）总体安装方案
根据现场地下、地上工况条件和钢箱梁单体分段重量及安装的高度，钢箱梁的总体安装全部采用100吨汽车吊为主要起吊设备，分区起吊安装，支架采用钢管格构柱。
总体安装工艺流程：
作业区地样施工放线→吊装区硬化→临时支架基础处理→临时支架安装→测放安装位置→小立柱安装→钢箱梁节段运至桥位→吊机就位→吊装钢箱梁节段→测量安装就位→验收合格→焊接、涂装→拆除支架→补涂→整理现场、退场。
临时支架基础处理
在砼路面上的支架位置处，再浇注C30砼条形基础，箱梁纵横缝相交处的四根格构架立柱底下设置长、宽、高钢筋混凝土独立基础，内配钢筋Ф12＠200双向布置。
另外，钢管位置处预埋6M20锚栓作为立柱固定锚栓。
临时支架
临时支架采用钢管格构柱墩支架，每座临时支架由钢管格构柱拼装组合而成。
每组格构柱为4根Ф203*6mm钢管组成×的格构。
支架高度根据钢箱梁底面与地面的高度来确定，纵向间距以箱梁制作长度而定。
临时支架的拼装采用30吨汽车吊配合施工。
支架横梁：
在支架立柱顶端设置HN400×200×9×13H型钢（翼缘边两侧需用8mm以上钢板加强，间隔为1米），作为钢箱梁的小立柱支承搁置点，同时也是连接立柱成为整体的主要构件。
小立柱支架设置：
小立柱支架的设置主要是为了调节主立柱支架
的高度，同时也便于总支架的拆除。
一般高度控制在以下。
具
体做法是：
钢管格构柱支架全部架设完毕后，支架顶部横向设置一根
通长的钢横梁，水平方向搁置。
钢横梁为2根HN400×200×9×13H钢（一排支架一根，翼缘板需加强），作为钢箱梁搁置的承重横梁，和支架焊接固定牢固；然后在工字钢横梁上安装焊接小立柱支撑架（D159×6钢管），各节钢箱梁分段的两端各设置二个小支柱。
临时支架调节段
临时支架调节段主要用于钢箱梁吊装时调节箱梁标高和吊装结束后进行箱梁卸载的两个作用.临时支承胎架安装完成后测量支承胎架完成面即H型钢顶面的实际标高，然后通过设计给出的实际坐标系统，计算出理论上各调节段的调节段的长度，然后在支架顶横梁上焊接。
临时支架调节段可采用千斤顶加工字钢或钢管调节。
吊装
垂直道路中心线方向的吊装顺序为：
先吊装主体箱梁再吊装挑臂，主体箱梁从道路一侧向另一侧顺吊。
吊装钢箱梁节段时，吊机站在支架相邻的一侧节段内进行吊装。
钢箱梁在吊装就位后不要马上松钩,先观察有无较大的沉降,确认无破坏性沉降后吊车才能松钩.钢箱梁拼装完毕，应对钢箱梁进行24小时整体沉降观测，沉降量符合设计和规范要求后方可进行焊接。
考虑到箱梁落架后有一定的下挠，在制作调节支架时，可按跨度的‰～1‰设置安装施工预拱度（设计预拱度以外的预拱），以便拆除支架后满足设计要求。
测量
钢梁安装过程中，项目测量人员进行全过程检测。
钢梁吊装前，测量人员提前在临时支架顶部放出钢梁边线及中心线，便于钢梁吊装定位；同时复核临时支架顶部高程（即钢梁底板高程）是否准确，如误差超过规范要求，及时进行调整，以免耽误钢梁吊装。
钢梁每拼装完毕一节后，测量人员对安装完毕的钢梁顶板进行十字测量放线，同时进行高程测量，复核钢梁平面方向和垂直方向是否安装正确，如误差超过规范要求，及时进行调整。
高程的控制，主要以支架立柱顶小支架立柱高程的控制为准。
在钢箱梁安装前，可先测出直接支承在钢箱梁下部的小立柱支撑的准确高度值，同时进行高度的修正调整，使各分段的钢结构小立柱支架高度准确无误，符合要求后，方能进行钢箱梁的安装。
轴线的控制，主要以全站仪控制钢箱梁的轴线测量点（钢箱梁卸胎架前，布置的轴线控制点）。
钢箱梁起吊安装前，检查测量控制点的位置是否正确符合要求；必要时，也可在测量点上贴上反光测量片，便于仪器的观察测量。
对于曲线段要加密控制点。
钢箱梁安装后，测量钢箱梁的安装位置坐标是否符合要求（也可以用经纬仪进行轴线控制）。
现场焊接
为了保证该桥焊接质量，在焊接前应制定严格的焊接工艺要求。
在焊接前将进行焊接工艺评定试验，并对试验结果进行评审，保证产品预期的焊接质量可靠；对焊接材料进行严格的复验，保证原材料的可靠。
焊接过程中制定焊接原则要求、梁段各单元件的焊接要求以及梁段组焊、产品试板。
焊接完成后对焊缝检测、焊缝缺陷修补等制定
具体的工艺要求。
a、焊接要求
序号
焊接位置
焊缝要求
1
所有对接焊缝
一级焊缝
2
顶板加劲一字肋与隔板
角焊缝，焊脚尺寸8mm
3
横隔板加强圈与横隔板
焊缝，焊脚尺寸6mm
4
U肋与隔板
角焊缝，焊脚尺寸6mm
5
U肋与顶板
熔深不小于,焊脚5MM
6
腹板与顶板，底板
一级焊缝，焊脚尺寸4MM
7
T肋与隔板
角焊缝，焊脚尺寸6mm
8
腹板与挑臂底板
一级焊缝
9
腹板加劲
角焊缝，焊脚尺寸6mm
10
腹板加劲对应挑臂底板处
一级焊缝
11
横隔板与底板，顶板，腹板
角焊缝，焊脚尺寸8mm
12
支座处加劲与底板
角焊缝，焊脚尺寸8mm
13
支座处加劲与横隔板
角焊缝，焊脚尺寸10mm
14
支座处垫块楔子与底板
角焊缝，焊脚尺寸10mm
15
支座处U肋与横隔板
角焊缝，焊脚尺寸8mm
16
挑臂隔板焊缝部分断面
角焊缝，焊脚尺寸8mm
17
T肋与底板
角焊缝，焊脚尺寸6mm
18
横隔板加劲
焊脚尺寸8mm
b、焊接工艺评定试验
为了保证制定的焊接工艺能满足设计要求,钢梁制作开工前，进行焊接工艺评定试验。
根据设计图纸以及相关规范标准的要求拟定焊接工艺评定清册，焊接工艺评定清册送交业主邀请同行专家和监理工程师评审批准后，进行焊接工艺评定试验。
焊接工艺评定试验内容
、试验材料
焊接工艺评定母材均为Q345qD或Q345B，与产品规定的材质要求相符。
同时根据材料化学成份C、S、P的含量，选用偏上限者进行试验。
、试板加工
试板采用精密火焰切割进行下料和开制坡口，力求与工厂实际生产状况一致。
、试板焊接、检测
全部试板由有资质的焊工进行焊接。
试板焊接完后，全部进行100％超声波探伤，B级检验，Ⅰ级合格；对接焊缝拍片一张，B级检验，Ⅱ级合格。
、试板取样
试板取样的数量见下表
试板形式
试验项目
取样数量
对接接头
焊接接头拉伸试验
1
焊缝金属拉伸试验
1
焊接接头侧弯试验
1
低温冲击试验
6
焊接接头硬度试验
1
焊接接头宏观断面酸蚀试验
1
T型接头
焊缝金属拉伸试验
1
焊接接头硬度试验
1
焊接接头宏观断面酸蚀试验
1
c、主要焊接方法方法和技术措施
、定位焊
分段钢箱梁定位结束后，节点处应进行定位焊；
定位焊焊缝厚度和长度根据对接处的错边量决定，一般情况下定位焊焊缝长度80～100mm，间距不大于400～600mm，定位焊厚度不得大于设计焊缝厚度的1/2，定位焊施焊位置在小坡口一侧。
定位焊应由合格焊工施焊；
定位焊的工艺参数和焊接材料同正式焊缝一致；
定位焊之前，定位焊区域内的铁锈、水分、油漆、油污等杂质应清除干净，密封带揭开长度满足定位焊即可，其他地方不允许揭开；
定位焊结束后应检查焊缝外观，不允许存在气孔、夹渣等可能熔入正式焊缝之内的缺陷，焊缝起弧、收弧处应平缓过渡以便于正式焊缝的连接；
定位焊如果出现裂纹时，必须在焊接工程师的指导监督下，将该定位焊缝全部清除，确认未影响母材时，按原工艺重新施焊。
、焊前检查
定位焊结束正式焊接前，应对分段钢箱梁对接节点处的间隙、错边量、三维坐标进行检查，并做好相关的记录确认工作，确认合格后方可进行正式焊接。
、焊接
焊接时的环境要求：
环境温度：
≥5℃；环境湿度：
≤80%
除匝道梁顶板对接焊缝采用CO2气体保护焊打底、埋弧自动焊填充盖面的焊接方法外，其他焊缝均采用CO2气体保护焊进行焊接。
焊缝返修时当返修长度较短（小于400mm）时采用手工电弧焊进行焊接。
、焊接顺序
合理的焊接顺序和焊接方向对于预防焊接变形和减小焊接应力非常重要，因此本工程所有焊缝施焊时应遵循对称、均匀、同步、先长后短的原则进行。
钢箱梁在桥位梁既有顺桥向分段，又有横桥向分块，为了最大程度的减小焊接应力，控制焊接变形，应遵循先施焊纵向分段内的纵缝将横桥向分块连接形成纵向节段，再施焊纵向分段间的横桥向焊缝将顺桥向分段连接形成架设节段。
同时，要求节段纵横焊缝的施焊相对于分段（块）间的匹配拼装滞后1—2个节段，以确保梁段间的整体匹配性。
整节段梁的焊接主要有顶板、底板纵向（顺桥向）对接，横隔板对接及横隔板与腹板T型角接。
焊接时先同时同向焊接顶板、底板对接焊缝，再焊横隔板对接焊缝或横隔板与腹板的T型角接焊缝。
整节段梁吊装到位后，钢箱梁架设节段之间的环缝施焊可按照节段间环缝形成的顺序依次施工，待各联钢梁环缝施焊完毕再拆除各临时支架，完成钢梁的体系转换达到成桥使用状态。
每条环缝（横桥向对接焊缝）焊接顺序相同。
具体如下：
向上立焊腹板对接焊缝，从中间往两边焊接顶板、底板对接焊缝。
可多点同时焊接，先焊对接焊缝，再焊其与顶、底、腹板的T型角接焊缝。
焊接采用多层多道焊。
多层多道焊的接头应错开，每层焊道的高度在4-5mm之间；
每道每层之间要求严格清渣，自检前层前道焊缝无裂纹等缺陷后，方可进行下道下层的焊接，直至焊接完成；
每层每道宜连续施焊。
焊缝清根使用碳弧气刨，用磨光机清除渗碳层，直至露出金属光泽，保证打磨后深度一致。
焊接结束后应将焊缝表面打磨平整。
焊缝的打磨方向应与焊缝受力方向一致，余高应光滑过渡到母材表面，过渡区焊缝边缘不得有咬边。
、焊接检验
焊接完毕，应按自检、互检、专检程序进行检验。
所有焊缝都必须在冷却后在全长范围内进行外观检查，并做好检查记录。
焊缝外观检验合格，并待焊缝冷却至室温24小时后进行无损检测。
具体检测方法和检测范围按焊接工艺执行。
对经超声波探伤检验不合格者，必须对该梁上的同类焊缝全部进行探伤检查。
并对有超标缺陷的焊缝进行返修，返修部位仍需进行100％的无损探伤，且符合相关规定。
、焊缝返修
外观缺陷：
焊缝焊瘤、凹陷、弧坑等表面缺陷，应使用打磨、碳刨等有效方法进行清除后补焊；
内部缺陷：
经检测的现场焊缝需返修时应按《铁路钢桥制造规范》的有关规定进行返修；
焊缝缺陷较长（L＞400mm）时，采用CO2气体保护焊或埋弧自动焊按原工艺参数进行焊接。
焊缝缺陷较短（L≤400mm）时，采用手工电弧焊焊接之后用砂轮打磨匀顺；
d、返修前应认真确定返修的范围，焊缝返修次数不宜超过两次。
、焊接工艺要点
所有的焊接应按照已批准的焊接工艺进行，如果改变焊接工艺，需重新进行评定；
所有焊接的引弧必须使用引弧板或在焊接区域内进行，不允许在母材表面随意引弧；
焊接完成后的焊缝应对名称、编号、焊工信息、焊接日期及参数、质量情况等进行记录；
坡口清理后，应在2小时之内进行焊接以防坡口被再次污染。
、防风、防雨及安全措施
本工程施工季节雨水较多，为了保证焊缝质量，满足进度要求，必须考虑足够有效的防风防雨措施。
顶板焊接时需搭设防雨棚，在焊缝上部，横桥向方向用脚手管子搭设高米，宽1米的框架，框架外覆盖三防油布；底板焊接时需搭设焊接操作平台，平台宽度1米，平台距离底板下平面米，平台栏杆距离底板下平面不大于100mm，栏杆内侧覆以三防油布；为了保证职工的身体健康，钢箱梁内部焊接时需强行通风，具体措施为将轴流风机产生的风通过一个分配器，然后用通风软管送至每个焊接工位附近。
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