钢箱梁制造及施工方案.docx
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钢箱梁制造及施工方案
南京南站龙西立交互通二期工程
钢箱梁制作及施工方案
编制:
张彬彬
复核:
张真
审核:
吴文汉
一、工程概况……………………………………………………………………………………………………..3
二、编制依据……………………………………………………………………………………………………..5
三、施工组织机构及人员配置………………………………………………………………………….6
四、制作工艺……………………………………………………………………………………………………..9
五、运输及现场安装方案………………………………………………………………………………….20
六、质量保障体系……………………………………………………………………………………………..35
七、工程安全体系及安全生产保证措施………………………………………………………….37
一、工程概况
1、结构形式
龙西立交位于南京南站西南角，是机场高速与宏运大道相交的节点。
现状宏运大道地面主干路下穿机场高速主线和集散车道，龙西立交一期EN和SE两条右转匝道已实施完成，以沟通宏运大道地面主干路和机场高速东侧集散车道。
二期实施NE、ES两条左转匝道和WS右转匝道联系宏运大道地面主干路和机场高速西侧集散车道。
远期实施宏运大道高架快速路上跨机场高速主线车道和两侧集散车道。
南京南站综合枢纽快速环线龙西互通二期工程钢箱梁位于ES匝道桥。
ES匝道桥起点桩号EsK0+086.150，终点桩号EsK0+933.940，全长847.79m，共9联。
跨径组合为（（3*30）+（4*30）+（31+33+31））m，预应力混凝土连续箱梁+（（39+52+40）+（42+46））m钢结构连续箱梁+（（23.79+24.20+23.90）+（29+31+29）+（27+30+30）+（25+25+25））m预应力混凝土连续箱梁。
2、钢箱梁分段情况
箱梁分段思路：
1、钢箱梁横跨EN匝道，机场高速东侧集散车道，机场高速主车道，机场高速西侧集散车道，施工环境复杂，尽量减少对道路交通的影响。
2、满足箱梁节段运输要求，重量基本控制在65吨以下。
3、对于河道上方安装工况复杂的节段进行细化，基本控制在30吨以下，以保证吊机最大臂长时吊装重量要求。
4、满足复杂施工环境下箱梁吊装的安全性合可靠性。
钢箱梁节段悬臂段与中间主体箱梁部分分开制作安装。
主体箱梁部分第四联分为14个吊装节段，第五联分为10个吊装节段，共分为24个吊装节段。
最大吊装重量62t。
详见下图和表。
主体箱梁纵向分段示意图
钢箱梁吊装节段规格统计表
编号
规格（m）
数量
重量（t）
L4-1
4.25×2.57×25
1
62.5
L4-2
4.43×2.57×25
1
62.5
L4-3
4.77×2.57×18
1
45
L4-4
4.78×2.57×18
1
45
L4-5
5.23×2.57×11.5
1
28.75
L4-6
5.14×2.57×11.5
1
28.75
L4-7
5.36×2.57×23.5
1
58.75
L4-8
5.35×2.57×23.5
1
58.75
L4-9
5.36×2.57×17
1
42.5
L4-10
5.35×2.57×17
1
42.5
L4-11
5.23×2.57×17.5
1
43.75
L4-12
5.22×2.57×17.5
1
43.75
L4-13
5.21×2.57×22
1
55
L4-14
4.99×2.57×22
1
55
L5-1
5.25×2.57×19
1
47.5
L5-2
5.29×2.57×19
1
47.5
L5-3
5.31×2.57×24.5
1
61.25
L5-4
5.31×2.57×24.5
1
61.25
L5-5
5.1×2.57×11
1
27.5
L5-6
5.1×2.56×11
1
27.5
L5-7
5.13×2.57×16.5
1
41.25
L5-8
5.16×2.57×16.5
1
41.25
L5-9
5.13×2.57×13.5
1
33.75
L5-10
5.14×2.57×13.5
1
33.75
3、工程特点
南京南站综合枢纽快速环线龙西互通二期工程钢箱梁工程包括（39+52+40）m第四联+（42+46）m第五联等高度钢结构连续箱梁。
钢箱梁横跨EN匝道，机场高速东侧集散车道，机场高速主车道，机场高速西侧集散车道，施工环境复杂。
3．1运输：
本工程桥形为较宽的外形结构，吊装运输时保证构件不变形。
3．2桥梁构件运输期间须与交管部门密切合作，做好交通组织疏解工作，即不影响周边公路的交通，又要确保施工顺利进行。
4、施工重点
4．1本工程钢箱梁为单箱单室斜腹板断面，平面曲线不同，现场作好节段拼装的测量。
4．2桥体设计为箱形梁，体积大，在施工中，控制节段之间的焊接变形。
4．3在工厂整体制作完成后，按现场实际条件及设计要求进行分体运输至现场后进行拼装、定位、连接，确保钢箱梁安装后符合设计要求。
4．4钢桥主体在工厂预制后分段运至现场，运输前要实地考查交通路线，确保运输能力。
5、钢材
5．1钢桥主要采用Q345qD钢板，应符合《桥梁用结构钢》（GB/T714-2008）的规定。
进厂钢材应按同一厂家、同一材质、同一板厚、同一出厂状态，每10个炉（批）号抽检1组进行复检。
5．2钢梁的制作和安装应符合设计图和施工图的要求，并符合规范的规定。
当需要修改设计时，应取得原设计单位同意，并应签署设计变更文件。
6、焊接
6．1板材组焊时应将焊缝错开，错开的最小距离应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTJ-2000）第17.2.5条的规定。
6．2本桥所有的焊缝应尽量采用埋弧自动焊，确有困难时可采用半自动焊或手工焊，但应采取可靠措施确保焊缝质量满足设计要求。
6．3焊工应进过考试，熟悉焊接工艺要求，取的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。
6．4低合金高强度结构钢厚度为25mm以上时进行定位焊、手弧焊及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。
厚度大于50mm的碳素结构钢焊接前也应进行预热。
7、钢箱梁涂装防腐
所有钢材进场后表面进行预处理，表面≧Sa2.5级的要求，车间底漆厚25μm,进入生产厂区，具体涂装要求见《南京南站龙西立交互通二期工程钢箱梁涂装工艺》。
二、编制依据
1、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）；
2、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）；
3、《公路桥钢箱梁制造规范》（DB32/T947-2006）；
4、《公路桥梁钢结构焊接质量检验规程》（DB32/T948-2006）；
5、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006年版）；
6、《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）；
7、《碳钢焊条》（GB/T5117-1995）；
8、《低合金钢焊条》（GB/T5118-1995）；
9、《碳钢药芯焊丝》（GB/T10045-2001）；
10、《中厚钢板超声波检验方法》（GB/T2970-2004）；
11、《表面粗糙度参数及其数值》（GB/T1031-1995）；
12、《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》（GB985-88）；
13、《焊接材料质量管理规程》（JB/T3223-1996）；
14、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）；
15、《起重机械安全规程》（JB6067-2010）；
16、《汽车吊装安全操作规程》；
17、《起重吊装技术手册》；（JGJ276-2012）；
18、《建筑施工高处作业技术规范》；（JGJ80一1991）；
19、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）；
三、施工组织机构及人员配置
公司将成立以武桥重工公司江苏分公司总经理范杰为组长的“南京南站综合枢纽快速环线龙西互通二期工程钢箱梁安装吊装工程领导小组”，该领导小组负责本工程在人力资源、设施设备、工程资金等方面的总体协调与保证，以确保本工程的周期和质量。
公司对该工程实行项目管理，成立以佘国梁为项目经理的工程项目经理部，具体负责工程计划、组织、施工、控制及协调，实行目标方针的管理，确保工程按合同要求完工。
项目部组织机构见图2-1。
项目经理部在项目经理领导下，针对工程项目特点，对专业负责人的主要工作职责作出规定。
图3-1现场安装项目部组织机构
2、投入本工程的管理及施工人员
表3-1人力资源配置表
序号
工作项目
工地需求数量（人）
备注
工程管理人员（4人）.
1
现场项目经理
1
2
工艺技术员
1
3
质量检验员
1
5
安全管理员
1
技术工人及其它人员（34人）
1
装配主管
1
2
焊接主管
1
3
切割工
1
4
装配工
8
5
电焊工
6
6
打磨工
4
7
起重工
2
8
维修工
1
9
运输车司机
6
10
吊车司机
2
11
值班
2
3、生产组织设计
3．1总体进度计划
3．2按照甲方通知现场开工时间，结合工程设计图的技术要求及产品结构特点，有计划地提供梁段，保证满足现场的钢箱梁吊装顺序的要求。
3.3项目施工关键节点
材料合同签订：
2016年6月5日
材料进厂：
2016年6月25日
钢箱梁节段车间制造验收合格：
2016年8月20日
现场安装进场：
2016年7月20日
现场安装完毕：
2016年9月5日
现场油漆涂装及现场清理完成：
2016年9月20日
四、制造工艺
本工程钢箱梁制造、运输和安装主要施工内容分二个阶段，总体工艺流程为：
第一阶段：
原材料进厂复验→原材料抛涂预处理→下料→单件预制→钢箱梁组装、焊接。
第二阶段：
汽车运输到安装现场→安装前检查→架设（梁段桥位吊装测量）→焊接→桥面附属设施安装→最终验收。
钢箱梁制造施工流程图
（1）钢箱梁制作
1）顶、底板制造工艺
U肋及I型肋整体长度为6m，按照不同顶板单元节段长度进行切割。
在切割U肋时需要在切割线两边设置零时工艺定位板，切割完后将端口进行打磨处理，确保U肋端口的尺寸。
顶底板单元制作先将底板零件对接成整板单元再进行划U肋（底板则为I型肋）定位线，再将U肋（底板则为I型肋）在顶底板上定位并进行焊接，U肋（底板则为I型肋）在顶底板单元件两端预留200mm不焊接，便于工地U（I型肋）肋嵌补段的安装及焊接。
顶底板零件下料时板宽方向预留5mm，板长方向预留10mm。
顶底板单元件制作完后整体连续拼装时切割到图纸理论尺寸。
2）横隔板制造工艺
横隔板采用数控精密下料。
隔板上的人孔圈板及加劲板采用多头下料，并采用分两节下料以火焰按放样线进行弯曲。
在横隔板上划出加劲板的定位线，完成组焊并矫正合格。
焊接时两侧对称施焊。
3）腹板制造工艺
在腹板上划出竖向加劲板的定位线，完成组焊并矫正合格。
考虑到安装困难，先将腹板水平加劲肋定位到隔板孔内，再将腹板定位并与底板焊接，最后将水平加劲肋定位到腹板上进行对称焊接。
腹板下料时，长度方向留30mm修割余量，宽度方向预留10mm收缩及修割余量。
4）悬臂段制造
悬臂段部分包括挑臂顶板单元、挑臂底板单元、挑臂隔板单元、挑臂腹板单元、装饰板单元。
挑臂顶板单元制造同顶、底板制造。
挑臂隔板采用数控精密下料。
在挑臂底板上划出挑臂隔板的定位线，组焊成倒T字并矫正合格。
焊接时两侧对称施焊。
悬臂段组装顺序：
首先组装挑臂顶板单元，然后依次组装与挑臂底板组焊完成的挑臂隔板单元、挑臂腹板单元、装饰板单元。
其中，装饰板单元分为装饰板1和装饰板2两部分，装饰板1与悬臂段各单元组装为整体，装饰板2暂不装，待悬臂段与钢箱梁主体工地焊接完毕后再装。
5）嵌补段制造
钢箱梁嵌补段分顶板U肋嵌补段、顶底板及腹板水平I型肋嵌补段。
嵌补段单件长度为400mm，制造时长度方向留10mm余量，根据现场大拼的实际情况进行配切，并开坡口。
嵌补段安装焊缝均为Ⅰ级全熔透焊缝。
（2）钢箱梁连续拼装
1）纵向拼装
钢箱梁纵向分12个大节段，依次从第一节段底板单元上胎架顺桥向分组连续匹配拼装。
分组情况：
第一组：
L4-1、L4-2、L4-3、L4-4、L4-5、L4-6总长54.5m
第二组：
L4-5、L4-6、L4-7、L4-8、L4-9、L4-10总长52m
第三组：
L4-9、L4-10、L4-11、L4-12、L4-13、L4-14总长56.5m
第四组：
L4-13、L4-14、L5-1、L5-2总长41m
第五组：
L5-1、L5-2、L5-3、L5-4、L5-5、L5-6总长54.5m
第六组：
L5-5、L5-6、L5-7、L5-8、L5-9、L5-10总长41m
每一组钢箱梁在拼装前，根据大桥设计线形，调整胎架上支点位置及支点高度，确定立面曲线控制点，并做好标记，使其与设计线型相符。
在施工过程中应加强复测，若有变化需及时调整。
1）横向拼装
钢箱梁横向分段如下图所示：
钢箱梁横向采用正装法。
首先组装底板单元，然后依次组装横隔板单元、腹板I型肋、腹板、顶板单元，最后安装组装成整体的悬臂段。
在设好拱度的拼装胎架上将各个单元件组拼焊接成钢箱梁主体部分，组焊完成后矫正，并在台架上焊接。
每组钢箱梁拼装完毕，各项指标检查合格后方可拆装发运到工地。
工地焊缝区域使用手工除锈或工具除锈的方式进行此处焊接前的清洁处理。
（3）质量检测要求
1）钢板切割质量要求
精密切割表面质量标准
序号
项目
允许偏差
精切范围
主要零部件
次要零部件
①杆件外露边缘特殊情况可采用手工切割②需要加工的焊接边缘应按工艺要求预留加工量
1
表面粗糙度
25μm
50μm
2
崩坑
不允许
1米长度内允许有一处，深≤1.0mm
3
塌角
可有半径0.5mm程度的圆角
4
气割面垂直度
不大于板厚的5%且不大于2mm
2）零件矫正质量要求
零件矫正宜采用冷矫，矫正后的钢材表面不应有明显的凹痕或损伤。
采用热矫时，加热温度应控制在600～800℃；温度降至室温前，不得锤击钢材。
零件矫正允许偏差（mm）
项目
允许偏差
测量工具
钢板平面度
每米
1.0
钢板尺
钢板直线度
L≤8m
3.0
钢丝、直尺
3）零件加工质量要求
零件加工质量要求（mm）
名称
范围
允许偏差
盖、底板
宽度
+2+0
长度
根据工艺需要
腹板
高度
+3+2
长度
根据工艺需要
隔板
高度
+2+0
宽度
+1.50
对角线误差
<1.0
垂直度
≤1
缺口定位尺寸
±1
4）零件焊接坡口加工质量要求
坡口采用机加工或精密切割，坡口尺寸根据焊接工艺评定和施工图要求确定。
对于采用精密切割的坡口必须要进行砂轮打磨，保证坡口表面光洁度达到25μm。
5）钢箱梁组装主要尺寸允许偏差
所有焊接接头在组装前必须彻底清除待焊区域的铁锈、氧化铁皮、油污、水分等有害物，使其表面显露出金属光泽。
钢箱梁组装主要尺寸允许偏差（mm）
序号
简图
项目
允许偏差
1
对接高低差Δ
T＜25
≤0.5
T≥25
≤1.0
对接间隙C偏差
≤1.0
2
腹板平面度Δ
≤1.0
3
中间腹板对底板倾斜Δ
工地焊接接头部位
1.0
其它
3.0
组装间隙
≤1.0
4
略
盖、腹板的纵肋间距
±1.0
5
略
隔板间距
±3.0
6
略
钢箱梁高度
±2
钢箱梁横断面对角线差
1.0
钢箱梁旁弯
<5.0
6）钢箱梁矫正允许偏差
钢箱梁矫正允许偏差（mm）
序号
项目
允许偏差
1
隔板弯曲
横向纵向
2.0
2
腹板平面度
横向
h/250（h为纵肋间距）
纵向
L/500（L为横肋间距）
3
底、盖板平面度
横向
h/250（h为纵肋间距）
纵向（4m范围）
4.0
4
扭曲
纵向
每米不大于1，每段不大于8
5
对角线
4
6
拱度
+10+0
7）钢箱梁基本尺寸允许偏差
钢箱梁基本尺寸偏差（mm）
序号
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法
1
梁段长
检查中心线及两侧
2
梁段桥面板四确高差
4
检查四角
3
端口尺寸
宽度
±2
检查两端
中心高
±2
边高
±2
断面对角线
≤4
8）焊缝质量技术要求
8．1）焊缝外观质量要求
焊缝外观质量标准（mm）
序号
项目
图示
质量要求
1
气孔
（略）
横向对接焊缝
不允许
纵向对接焊缝、
主要角焊缝
直径小于1.0
每米不多于3个,间距不小于20，但焊缝端部10mm之内不允许
其它焊缝
直径小于1.5
2
咬边
受拉横向对接焊缝及竖加劲肋角焊缝（腹板侧受拉区）
不允许
受压横向对接焊缝及竖加劲肋角焊缝（腹板侧受压区）
Δ≤0.3
纵向对接及主要角焊缝
Δ≤0.5
其他焊缝
Δ≤1.0
3
焊脚
尺寸
主要角焊缝,
K
其它焊缝
K
手工角焊缝总长的10%可允许
K
4
焊波
角焊缝
任意25mm范围内
h≤2.0
5
余高
不铲除余高的对接焊缝
宽度b>12mm时
Δ1≤3.0
宽度b≤12mm时
Δ2≤2.0
6
余高铲磨后表面
横向对接焊缝
不高于母材0.5
不低于母材0.3
粗糙度50um
7
焊缝全长范围
不得有裂纹、未熔合、夹渣、未填满弧坑和焊瘤等缺陷
8．2）焊缝无损检测质量要求
1、无损检验应在焊接24小时后进行。
2、根据设计文件及规范要求，焊缝无损检测的质量分级、检验方法、检验部位和等级应符合探伤清单上的规定；距离—波幅曲线灵敏度及缺陷等级评定应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）附录F2的规定。
3、采用超声波、射线、磁粉探伤，应达到各自的质量要求，该焊缝方可认为合格；超声波探伤应符合现行《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级（GB11345）的规定；射线探伤应符合《金属熔化焊焊接接头射线照相》（GB/T3323）的规定，射线透照技术等级采用B级，焊缝内部质量应达到II级；磁粉探伤应符合现在行业标准《无损检测焊缝磁粉检测》（JB/T6061）的规定。
4、进行局部超声波探伤的焊缝，当发现裂纹或较多其他缺陷时，应扩大该焊缝探伤范围，必要时可延至全长；进行射线探伤的焊缝，当发现超标缺陷时应加倍检验。
五、运输及现场安装方案
1、本项目的包装主要有一种类型:
箱梁吊装段。
2、箱形梁发运时，对工地二次焊接部位用塑料或其他柔软物单独进行防护包装，装车时杆件与车间用木料隔开，防止杆件表面损坏；该种包装发运形式主要用于大件；打捆发运的杆件多种杆件打捆由设计人员设计包装图，相同或类似的杆件用铁丝捆扎在一起，形成一个发运起吊单元，中小形板件。
3、起点:
武桥重工集团有限公司内（武汉经济技术开发区沌口路）。
目的地:
南京南站综合枢纽快速环线龙西互通二期工程钢箱梁安装地点。
4、运输目标:
货物安全无损运抵目的地。
5、运输方案：
根据地理位置及成本情况主要使用汽运的方式；项目部人员将提前详细考查运输线路，将运输距离、路况、交通流量、大型车辆允许通行时间等作好详细记录，根据施工现场架设需要，主要用汽车将杆件发运至工地。
6、运输由项目部项目副经理根据甲方安装进度要求，落实运输队伍、提前签订运输合同
7、箱梁安装
7.1、安装前的检查事项
箱梁节段运输到现场后，须对每个箱梁节段进行检查，确保箱梁节段保持完好，在运输过程中没有变形和损坏。
检查合格，方可进行后续安装工作。
7.2安装顺序
临时支墩制作→安装临时支墩→钢箱梁定位线放样→钢箱梁运到桥位→吊装钢箱梁→钢箱梁定位→拆出临时支墩。
单个箱梁节段吊装顺序：
嵌补段安装：
钢箱梁各节段间的工地接缝见下图所示（以顶板与顶板对接为例），在完成顶板焊接并焊缝检测合格后，将焊缝的余高打磨平整后同时确保加劲肋焊接区域的清洁，根据桥上焊接实际情况确定钢箱梁U肋嵌补段的长度，加工焊接坡口后安装并完成焊接，完成U肋端部与顶板预留不焊的部位的焊接，对焊缝区域进行局部防腐处理。
7.3、箱梁安装采用满铺鹰架法施工
（1）.测量定点
每个吊装分段的面板上表面均用洋冲眼标识有节段的纵、横向定位基准线。
分段吊装前，应根据技术部提供的《工地安装线型图》将各个分段的纵、横向定位基准线在地面上用测量仪器进行放样。
地面上与《工地安装线型图》中给出的定位标记点所对应的位置应采用预埋钢板或者混凝土的形式进行硬化，以防止在安装过程中定位标记点发生位移。
每块预埋钢板或者混凝土上，应作出一段不短于200mm的与基准线对应的线段，并用油漆或者洋冲进行标记，具有一定的耐久性，防止在安装过程中由于磨损或者雨水冲刷而无法识别。
协同监理、总包、前道工序的施工单位复核桥支墩轴线坐标及高程。
（2）.临时支墩的设计、安装
（3）.临时支墩布置,见图2
图2临时支墩布置平面图
7．4鹰架设计
1、箱梁安装采用鹰架法施工
⑴、箱梁下部设置鹰架，鹰架顺桥向12处,托架1处；
、鹰架支撑体连接系
A、鹰架间距与吊装节段顺桥向长度有关；鹰架设在每个安装节段接头处，鹰架及托架结构见图3、图4。
图3鹰架示意图
图4托架示意图
B、鹰架立柱顺桥向间距为1400mm，保证内档有1m开档，人员可进入贴陶瓷衬垫及打磨、探伤、起落顶作业。
C、横梁上部可铺木板进行箱梁腹板及人行道下部板件焊接。
D、支架搭设与设计标高调整参插进行，钢箱梁设置横坡及纵坡，标高以控制桥面标高为基准，但支架搭设时应计算箱梁底部标高，并将底部标高设置准确，横梁上部离箱梁底板间距不小于600mm，横梁与箱梁间加临时垫块，保证与箱梁底板密贴，并留下必要的起落顶位置。
E、起落顶在横梁及桥墩上进行，包括箱梁标高调整，横坡调整，箱梁横移及纵移。
⑶、鹰架支撑体连接系及基础计算
A、鹰架支撑体连接系强度及稳定性计算见附件（鹰架结构计算书）
B、鹰架地基承载力简算
普通鹰架轴向受力计算
普通鹰架支撑梁材料为400*408*21*21H型钢，线密度为196.8KG/M。
立柱材料为6根φ299*10普通钢管，钢管截面积为90.79cm2，线密度为71.27KG/M,高度取10米。
取最不利跨第四联第一分段处计算，其重力G=65*2*9.8=1274KN
鹰架支撑梁自重196.8*（9.7*2+1.379*5）=5174.9KG
每根钢管承担轴向压力为F=（1274+5174.9*9.8/1000）/6+71.27*10*9.8/100
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