钢箱梁施工方法及工艺.docx
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钢箱梁施工方法及工艺
钢箱梁施工方法及工艺
1.1钢箱梁制作工艺
钢箱梁均采用U型组焊截面。
有顶板、底板、腹板、隔板和肋板构成。
顶板、底板与腹板焊接为全熔透一级焊缝，所有角焊缝为二级。
执行标准为《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000。
分段后的钢梁每段都超长、超重、体积庞大。
制作胎具不能移动，焊接、制作质量要求较高，制作时要严格控制关键工序的施工，确保制作质量。
1.1.1顶、底板制造工艺
1.1.2横隔板制造工艺
1.1.3腹板制造工艺
1.1.4涂装工艺
1.2施工精度控制措施
1.2.1总体控制措施
（1）工艺控制：
从深化图纸开始，钢梁有横向坡度，纵向高差，竖向起拱，都要在详图转化中考虑。
底板为二次抛物线形，腹板、内隔板等要电脑放样。
（2）排板下料：
根据详图排版:
在钢板上放样，长度方向放出100mm的余量，横向收缩加20mm的余量。
主要考虑底板纵横向焊接收缩量。
每段制作时考虑拼装收缩量和安装余量。
（3）对于箱体在专用道胎具上进行组对，根据施工图按1：
1比例在制作平台上放样，用水准仪测量在胎架上高程值。
（4）顶板上部用卡板固定。
下端用楔形铁块固定。
箱梁两端设置临时支撑，用经纬仪测定箱口上下垂直度。
（5）注意垂直度，防止扭曲变形是箱型梁制作的重要环节，所以，在组装箱体的每一工序都要检查是否扭曲，如发现及时处理。
控制箱体由自重而引起的下挠。
（6）箱梁的翻转焊接；可用翻转器固定钢梁，钢梁翻转30。
。
中间部位的钢梁重量大，采用吊耳吊装翻转。
吊耳焊接位置见（安装节点图）
（7）检查工具复检。
钢尺、角尺、塞尺、测量仪器校核。
1.2.2放样、号料和切割
（1）放样和号料应根据加工详图和工艺要求进行。
（2）对于形状复杂的隔板和杆件，应通过放样校对后确定。
（3）样板制作的允许偏差应符合表6-1的规定。
（4）号料前应检查钢板的牌号、规格、质量，如发现钢板不平直，有蚀锈、油漆等污物，应矫正清理后再号料。
样板、样杆、样条制作允许偏差表6-1
项目
允许偏差（mm）
两相邻孔中心线距离
土0.5
对角线、两极边孔中心距离
土1.0
孔中心与孔群中心线的横向距离
0.5
宽度、长度
+0.5，-1.0
曲线样板上任意点偏离
1.0
（5）切割时应注意下列事项：
1）切割前应将钢板上浮锈、污物清除干净。
钢料应放平、垫稳，割缝下面应留有空隙。
2）切割采用精密切割，采用数控切割机下料。
或多头半自动切割机下料。
3）剪切钢板应控制板厚，厚度不宜超过12mm，剪切边缘应平整，无毛刺、缺肉。
4）矫正和边缘加工，用半自动切割机和数控切割机配以砂轮打磨坡口。
刨光顶紧板和支座垫板用铣床加工。
5）精密切割面质量应符合表6-2的规定，切割面硬度不超过HV350。
切割表面质量要求表6-2
项目
等级
1
2
备注
表面粗糙度Ra
25µm
50µm
按GB1031-83用样板检测
崩坑
不容许
1m长度内容许有1处1mm
超限应修补，按焊接有关规定
塌角
圆角半径≤0.5mm
切割面垂直度
≤0.05t，且不大于2.0mm
注：
t为钢板厚度。
1.2.3材料拼接
钢板长度拼接时，应分次完成。
因为板太长一次接成整板不好校正。
分几次拼接后进行平板矫正，再接成大整板。
操作顺序为：
拼接、施焊、矫直、下料放样。
所有对接焊缝采用埋弧自动焊。
焊缝的两端应设引弧板，材质用Q345qD,焊后用气割切除引弧板并修磨平整。
腹板、顶板、底板为定宽板，只需长度方向接板。
（1）拼板接口坡口用半自动切割机进行坡口加工，用砂轮机打磨。
（2）拼接点固时先检查坡口形式，再检查两板是否放在一个平面上。
（3）拼接板（翼缘板、腹板）要求熔透焊，根据质量等级要求进行超声波检查并增加5%的X射线检验。
（4）埋弧焊丝采用同材质同强度的焊丝。
（5）采用焊剂必须同焊丝相匹配，焊丝提前烘干。
控制温度在300-350℃，烘干2小时。
1.3钢梁组装时注意事项
（1）底板上必须弹出中心线，隔板位置必须打出样冲眼。
（2）胎架完成后，尺寸经检查后，不得再修改胎架，移动胎架位置。
（3）底板纵向加劲肋误差必须满足规范规定。
解体后的钢梁分三段制作。
顶板、底板和腹板的接口位置错开200mm。
钢梁两端顶板采用25mm厚钢板，翼缘宽度600mm，对应腹板为16mm。
钢梁中间部分顶板为30mm厚钢板，翼缘宽度600mm，对应的腹板为14mm。
中心对称以14mm为基准。
在变截面处以箱梁外侧找平。
顶板翼缘坡度2%，见图示
6-3箱梁断面图
图6-4钢梁固定在台架上
图6-5ZY23-ZY24钢桥平面布置图
1.4钢梁制作
（1）腹板上下端开坡口。
上端开45O坡口，下端腹板内侧开单坡口45O。
（2）腹板与顶板的T型焊缝采用埋弧自动焊接，在H型钢生产线上焊接成型。
焊丝采用H08Mn2E,焊剂选用SJ101Q。
电流580~600（A）,焊接速度45~50cm/min。
（3）箱体组装前两侧腹板上的四道肋板焊在腹板上。
焊缝采用埋弧制动焊或CO2气体保护焊。
接口位置的肋板预留。
（4）底板铺设在调整好的胎架上，底板上的四道肋板与底板焊接。
焊缝采用CO2气体保护焊。
电流220~240（A）,焊接速度20~30cm/min。
接口位置的肋板预留。
（5）横隔板从上部穿入固定在底板上的肋板。
端头板不上，用支撑代替端头板。
端头板最后安装。
（6）把矫正好的T型腹板下端放在底板上进行调整。
腹板上的各道肋板对应的隔板上的槽一一就位。
腹板与底板焊接内侧采用CO2气体保护焊，配以ER50-3焊丝。
外侧采用埋弧自动焊。
（7）横隔板与腹板、底板的焊接采用角焊缝，用CO2气体保护焊，配以ER50-3焊丝。
（8）箱室内支座处的横隔板焊接完成后上端横梁，端板外侧开坡口。
用CO2气体保护焊，配以ER50-3焊丝。
1.4.1现场拼装接口与设计人员沟通后改为右图形式
1.4.2隔板的制作与组装
横隔板是箱体的内胎，是控制箱型断面尺寸的关键。
隔板分两种，一种为箱室内的隔板，一种为连接横梁隔板，箱室内的隔板制作复杂。
应根据图纸在数控床上制图放样。
切割前检查数据无误后进行切割。
一次成型，保证几何尺寸在误差范围之内。
孔径必须保证光洁度。
隔板矫正不平整度。
1.5钢梁焊接要求
在工厂首次焊接工作之前或材料、工艺在施工过程中遇有须重新评定的变化，必须分别进行焊接工艺评定试验。
焊接工艺评定按现行《公路桥涵施工技术规范》进行。
焊工应经过考试，熟悉焊接工艺要求，取得资格证书后方可从事焊接工作。
焊工停焊时间超过6个月，应重新考核。
工厂焊接宜在室内进行，湿度不宜高于80％。
主要杆件应在组装后24h内焊接。
低合金高强度结构钢厚度为25mm以上时进行定位焊、埋弧焊时应进行预热，预热温度80~120℃，预热范围为焊缝两侧，宽度50~80mm。
（1）焊接材料应通过焊接工艺评定确定，具有质量证明书。
埋弧自动焊焊丝，选用H08Mn2E，Φ4.0mm；焊剂选用SJ101Q。
CO2气体保护焊焊丝选用ER50-3，Φ1.2mm；埋弧自动焊必须在距杆件端部80mm以外的引弧板上起、熄弧。
焊缝停弧处刨成l：
5斜坡后，并搭接50mm再引弧施焊。
（2）所有焊缝必须进行外观检查，不得有裂纹、未熔合、夹渣、未填满弧坑和超出规定的缺陷。
（3）外观检查合格后，焊缝应在24h后进行无损检验。
（4）超声波探伤时，内部质量分级应符合规定。
其它技术要求可按现行《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GBll345）执行。
顶板、腹板和底板横向对接焊缝增加10%射线探伤，二级焊缝进行磁粉探伤检查。
焊接规范参数
焊接方法
焊材规格
焊接位置
焊接电流
电弧电压
焊道厚度
或焊接速度
备注
CO2气体保护焊焊
Φ1.2
F
260～280A
34～36
3～6mm/道
埋弧自动焊
Φ4.0
F
550～600A
30～32
22m/h
1.6焊接变形的控制方法
（1）采用合理焊接顺序。
尽量采取对称焊接和分段退焊法、多层焊、焊前要预热，使焊件在施焊时温度均匀，并且应连续施焊，每一层焊道焊完后应及时清理焊渣和飞溅物。
先焊主要的焊缝后焊次要的焊缝。
先焊单独的小构件，再焊整体构件，而且要减少交叉和密集焊缝。
（2）起拱：
钢梁中心按抛物线起拱120mm，防止钢梁下挠。
（3）不能随便增大焊肉，焊肉过大容易引起焊接应力集中而过量变形。
（4）构件吊装时要加固临时支撑。
防止构件扭曲变形。
（5）合理安排焊接时间，先焊接的主焊缝与后焊接的焊缝不能相隔时间太长，否则后焊接的焊接变形收缩量抵消不了前面焊缝焊接的收缩变形。
（6）组装平台一定要用水准仪找平。
尽量使基准面比较平整。
保证构件组装的精准。
1.7钢梁矫正方法
矫正方法主要有机械矫正、火焰矫正和综合矫正。
利用火焰矫正法要适当控制火焰加热的温度，温度过高会使材料机械性能降低，温度过低使矫正效率降低。
火焰矫正的效果，关键在于正确的选择加热位置、范围、加热温度以及加热后的冷却速度，低合金钢材料的加热温度一般为600℃-800℃。
1.8栓钉焊接
栓钉焊接要做焊接实验，栓钉进行复检并做焊接工艺评定。
钢梁上翼缘的剪力钉按布置图排列。
请专业的队伍进行栓钉施焊。
栓钉规格为φ22*180mm。
焊机采用RSN-2500型电弧栓柱焊机。
电流控制在1900-1925A，按照栓钉布置图画线定位。
施焊应在专用胎架上。
先把瓷环放在定位线上。
采用M22的卡头夹紧栓钉进行施焊。
每个栓钉焊完后进行检查，位置放的是否准确，焊接是否牢靠。
合格后构件方可出厂。
1.9钢梁预拼装
钢梁拼装精度控制
（1）要控制起拱度、横向坡度、侧弯、总长度。
（2）在胎架上放出预拱度，用垫铁调整。
（3）钢梁拼装工艺流程：
（一组预拼装）。
（4）拼装顺序：
胎具的制作—拼装定位—钢梁分解部件验收—钢梁分段组装—除锈涂漆—整体验收。
（5）根据钢梁几何尺寸先布置胎具支架，拼装顺序采用从中间向两端延伸的方法进行，在钢梁每隔3米位置放置一组胎具进行支撑，胎具上平面应根据起拱要求逐次进行标高调整。
用全站仪进行放线确定组装定位点。
（6）第一段（中间部分）放置到胎具后，进行水平位置、垂直度的调整，达到设计要求后，进行临时加固，对本段内部的加劲板进行验尺。
固定完毕后再进行本段整体尺寸校验。
（7）依次进行其各段梁的组装，拼装、连接直到拼装完成。
（8）拼装完成后，进行编号，做标记。
接口位置焊上临时定位板。
便于现场组对时拼接。
梁拼装主要尺寸允许偏差表6-9
项目
允许偏差（mm）
梁高h
h≤2m
±2
h＞2m
±4
跨度L
支座中心至中心
±8
全长
全桥长度
±15
主梁中心距
±3
旁弯
桥梁中心线与其试拼装全长L的两端中心所连直线的偏差
L/5000
平联节间对角线差
3
横联对角线差
4
主梁倾斜
4
支点高低差
支座处三点水平时，另一点翘起高度
3
成梁拼装在龙门吊和汽车吊下配合下进行。
1.10油漆涂装
构件验收合格后，进行抛丸除锈，等级达到Sa2.5。
安装焊缝位置处留出30-50mm暂不涂刷油漆。
面漆：
制作厂刷一道，整个桥安装后涂装第二道。
采用真空无气喷涂和刷涂，在良好的环境条件下施工。
表6-10
结构部位
涂层
涂装体系
干膜厚度（µm）
钢桥外表面
钢板处理
抛丸除锈Sa2.5
表面粗糙度40-70µm
底漆
醇溶性无机富锌底漆
75µm
中间漆
环氧云铁中间漆
2*75µm
面漆
脂肪族聚氨酯面漆
2*40µm
钢箱梁内表面
底漆
厚浆型环氧底漆
20µm
桥面板上表面
钢板处理
抛丸除锈Sa2.5
表面粗糙度40-70µm
面漆
无机富锌底漆
75µm
1.11钢梁构件出厂时的要求
（1）产品合格证；
（2）钢材和其他材料质量证明书或试验报告；
（3）施工图、拼装简图和设计变更文件，设计变更内容应在施工图中相应部位注明；
（4）产品试板的试验报告；
（5）焊缝重大修补记录；
（6）焊缝无损检验报告及涂层检测资料；
（7）工厂试拼装记录；
（8）构件发运和包装清单。
钢构件包装必须在涂层干燥后进行。
包装和存放应保证构件不变形、不损坏，不散失，包装和发运应符合运输的有关规定
1.12钢构件的出厂顺序
根据总工期进度计划，更重要的是结合施工现场安装的需求编制详实可行的构件制作先后顺序及出厂顺序，确保制作安装现场有序进行，减少构件堆积和缓解制作厂存储构件的压力。
使用架桥机铺设的ZY23-24左右幅钢梁出厂顺序为2#、4#、3#、1#梁。
1.13钢结构的运输
箱型梁等都是大型构件。
所以构件的运输对于安装工程顺利开展是个至关重要的环节。
（1）施工道路必须平坦，有足够的承载能力，结合现场正式道路的规划，在施工期间首先进行道路施工，道路基层做施工路面，将最上面的磨耗层留到施工后期施工。
（2）增加施工通道，便于构件从东西两端进入现场并构成回路。
（3）路转弯处增大半径，以保证平板拖车90°转向的需要。
（4）构件装车后必须垫实并可靠固定，必要时增加固定支架。
（5）装车时钢梁下部用橡胶板填衬。
中间绑扎的钢丝绳下也要橡胶板填衬。
（6）钢梁到达卸车地点后放置在道木上。
1.14制作胎具
胎具的制作：
钢桥的制作需用专用胎架，不属于桥的本体。
但大桥的制作、焊接、拼装都要在胎架上实施。
胎架制作首先从结构的稳定性、简单性和节省成本考虑。
箱梁拼接、组焊用制作胎架,可随构件翻动，便于焊接制作。
拼装胎架在安装现场使用，为固定式胎架。
（也称为铁凳子）高度大约800~1000mm高，宽度比梁各端放宽100-150mm。
选用H型钢、工字钢等材料。
采用H500×400×16×20的H型钢、工20#的工字钢及δ=4mm以上的部分钢板进行搭设。
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