115m跨径系杆拱工程钢结构制作施工方案.docx
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115m跨径系杆拱工程钢结构制作施工方案
赵家沟航道整治工程10标
顾高路桥
钢结构制作
施
工
方
案
上海建工（集团）总公司
赵家沟航道整治工程10标项目部
2008年12月
一、工程概述
二、制作工艺
三、焊接工艺
四、施工技术保证措施
五、质量管理控制措施
（一）工程概况
上海赵家沟顾高公路桥主桥为跨径90m下承式钢管混凝土简支系杆拱桥，桥梁,总宽9m,两侧沿河设置2m宽人行道，并设有钢结构栏杆。
1．工程量概述
本项目钢结构工程主要分为以下6大部分（见表1），总计约293吨。
其中拱肋工程187.85吨，构件规格见表2；，
构件规格见表3；其它工程构件规格见表4。
表1钢结构工程量汇总表
构件名称
所属图号
材料
总重（Kg）
附注
拱肋工程
GG-B007
Q345qC
187852
斜撑工程
GG-B008-2
Q345qC
26661
横撑工程
GG-B009
Q345qC
22087
吊杆工程
GG-B010-1
Q345qC
8476
拱脚工程
GG-B022
Q345qC
1598
栏杆工程
GG-B97~98
Q235B
45979
合计
292653
表2拱肋工程构件规格、重量一览表
构件名称
规格
长度
宽度
数量
单重
总重
附注
拱中段
2D1000*16
24422
3452
2
24617
49234
次中段
2D1000*16
15890
2651
4
16017
64068
拱脚段
2D1000*16
18532
2632
4
18680
74720
2．拱肋分段情况
本桥拱肋采用哑铃形断面的钢管砼结构，高度2.2m,上下钢管直径1.0m,壁厚16mm,拱肋矢高18m,矢跨比f/L=1/5,拱轴线为二次抛物线。
根据现场安装需要，本工程中的拱肋梁必须在工厂进行合理组段。
（二）制作工艺
1.总则
1.1本工艺仅用于上海赵家沟航道整治工程顾高路桥钢结构的制作。
1.2本工艺编制的适应依据、规范、标准：
1.2.1钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）；
1.2.2钢结构制作工艺规程（DBJ08-216-95）；
1.2.3建筑钢结构焊接技术规程（JGJ81-2002）；
1.2.4公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）
1.2.5钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤分级结果（GB11345-89）
1.2.6涂装前钢材表面锈蚀等级和除绣等级（GB8923-88）；
1.2.7城市桥梁工程施工质量验收规范（DGJ08-117-2005）
1.2.8中交第三航务工程勘察设计院上海赵家沟航道整治工程顾高路桥《施工图总说明》以及钢结构施工图。
1.3在钢结构件的制作焊接过程中，应严格遵守工厂质量管理的各项规定，确保构件的加工质量。
1.4施工中应严格遵守工厂的生产安全各项管理制度和安全技术操作规程，确保安全生产。
1.5本钢结构工程质量标准要力争达到上海市金属结构建设工程“金钢奖”（市优质工程）标准。
2.原材料
2.1本钢结构工程所使用的钢材材质为：
Q345qC及Q235B。
2.2所有钢材应具有质量保证书。
钢材入库前须办理交验手续，质量检验人员及时核对牌号、炉批号是否与质量保证书相符，并检查质量保证书上的数据是否符合国家规范和设计要求。
本工程钢材采用Q345q（C级;），型钢采用Q235（B级）。
材料的化学成份及机械性能应符合GB/T714-2000及GB700-88中的有关规定。
如钢材供应品种不能满足要求，代用钢材的化学成份和机械性能应与设计基本一致，并取得设计院设计工程师的认证。
焊接材料采用：
1）E4303焊条符合GB5118-95国家标准；
2）E5015焊条。
符合GB5117-95国家标准；
3）H08A焊丝符合GB/T14957-94国家标准
4）H10Mn2焊丝。
符合GB/T14957-94国家标准；
5）HJ431焊剂。
符合GB/T5293-99国家标准；
6）KFX-712C；MX－71（药性）CO2气体保护焊符合GB10045-2001国家标准；
2.3材料入库后，需及时做好标识，妥善堆放和保管，避免与其它钢材相混合，并离地搁置，严防水浸防止锈蚀。
。
2.4进入车间施工的材料应平整无弯曲和变形，否则应进行矫正。
矫正可用机械或火焰矫正的方法进行，火焰矫正的加热温度应根据钢材性能确定，但不得超过900℃。
2.5钢材矫正后的允许偏差（mm）
项目
允许偏差
图例
钢板的局部平面度
t14
1.5
t14
1.0
1000
3.辅助材料
3.1焊接材料：
3.1.1本钢结构工程的焊接材料（焊条、焊丝、焊剂）均按照焊接工艺规定。
3.1.2所有焊接材料均具有质量保证书，并符合国家规定和设计要求。
3.1.3焊接材料应按牌号和批号分别存放在适温和干燥的储藏室内，焊条和焊剂在使用之前应按规定进行烘焙。
焊丝要清除铁锈和油污。
3.1.4焊条在车间使用时要使用保温筒。
严禁使用药皮脱落、焊芯生锈、过夜的焊条，以及受潮、结块或已溶烧过的焊剂。
3.1.5焊条、焊丝领用按工厂规定手续。
每天剩余的焊条要退库。
3.2油漆材料：
3.2.1本工程工厂制作使用702环氧富锌底漆（二道）、842云铁环氧底漆（一道）。
厂内涂装共三度底漆即可。
3.2.2油漆应保管在通风且不受阳光直射的库中，并按批号分开堆放。
3.2.3不得使用过期的和已经结块的油漆。
3.2.4油漆的领用按工厂规定，用多少领多少，油漆筒上已脱落说明书的油漆不能使用。
3.3临时螺栓：
3.3.1由于车间加工或组装需要的临时连接的螺栓，要有技术部门签发的规格、数量才能领用。
3.3.2使用过的临时螺栓尽可能重复使用。
4.放样
4.1．放样和车间施工、验收用的钢尺等量具，必须经法定计量单位计量检验合格，并标贴修正值后才能使用，标准测定拉力为5Kg。
同时须与土建、安装等有关方面使用的钢尺相核对。
4.2放样作业依据施工详图进行，在进行放样和编制草图时，必须认真核对图纸，加放焊接和铣削的加工余量，并作出标记。
5．号料、划线
5.1号料前应先确认材料的材质、尺寸和规格，按零件图和下料加工清单及排版图进行号料。
5.2材料采购原则上应尽量减少拼接，，管节对接焊缝与腹板对接焊缝必须错开200mm以上。
管节只允许长度方向拼接，管节周向与钢板轧制方向一致。
管节对接焊缝与吊杆开口应错开100以上。
5.3号料时，使用的钢材应平整且无损伤和缺陷，否则应进行矫正或剔除。
钢材表面上的油污，铁锈，等应清除干净。
5.4号料所划的切割线必须正确清晰。
号料尺寸允许偏差为1.0mm。
号料后应在零件上注明生产号、数量、加工方法、材质。
5.6应根据不同切割要求和对刨、铣加工的零件，预放不同的切割及加工余量和焊接收缩余量。
6.切割
6.1钢材的切割原则上采用火焰自动切割或NC切割，次要部位的零件可以采用火焰半自动切割或手工切割。
材料切割后，自由边缘必须进行打磨。
6.2切割面的精度要求如下：
项目
图例
允许偏差
切割断面的
粗糙度
坡口面．0.2mm
自由边．0.1mm
切割断面的
局部割痕d
D
坡口面．d1.0mm
自由边．d0.5mm
切割断面的
垂直度e
e
t
t20mm．e1mm
t20mm．et/20
6.3当达不到上述要求时应用砂轮打磨，必要时进行堆焊补修后，再用砂轮打磨平整，以保证切割断面的质量。
6.4使用机械剪切的零件，其钢板厚度≯12mm。
6.5下料完成，需检查所下零件的规格、数量等是否有误，并做好标识和记录。
7.组装
7.1组装前，组装人员必须熟悉施工图，加工工艺等有关技术要求，检查组装用零件的编号、材质、尺寸、数量和加工精度等是否符合图纸和工艺要求，确认后才能进行装配。
7.2装配用的平台和胎架应符合构件装配的精度要求，并具有足够的强度和刚度，经检查验收后才能使用。
7.3构件装配时必须按照工艺流程进行，组装前焊缝两侧各50mm范围以内的铁锈、氧化铁皮、油污、水份清除干净，并显露出钢材的金属光泽。
7.4构件同一截面的多条对接焊缝，应错开200mm以上。
7.5组装时应尽量避免使用大锤敲打的强制装配，不得己需使用锤子时，应使用垫物，以保护母材。
7.6在进行定位焊时，不得从母材上引弧。
定位焊接要求见《焊接规程》。
7.7拆取组装卡夹具时不，不得损伤母材，可用气割方法割除，切割后须磨光残留焊疤。
7.4构件组装完毕后应进行自检和互检，最后提交QC人员检验和验收，在检验中若发现问题，应及时进行修理和纠正。
8.拱肋梁的制作工艺
8.1根据吊装及出厂运输的需要，将每一拱肋按图1分成拱中段1段、次中段2段及拱脚段2段，共7个单元段。
根据制作需要，每一单元段的内外拱肋均有若干3m左右的直线段拼成，在分割直线段前应整体设计好吊杆位置、加劲钢箍位置，然后再确定各直线段的接口位置，依此对每一直线段进行深化设计。
8.2根据深化图按各板展开尺寸下料，在长度方向每段一般为3000，宽度方向（钢板轧制方向）为3090，并按宽度方向在三辊上卷制成形钢管，焊接接口纵向对接焊缝，达到一级要求，并经检测合格。
8.3按图2指示位置划出钢管截面方位的十字中心线。
对于上层管，将焊缝位置置于下方，偏左右100处（相邻管节焊缝应互为左右错开200）并编号标定上下端；对于下层管，将焊缝位置置于上方，偏左右100处（相邻管节焊缝应互为左右错开200）并编号标定上下端；
8.4按深化图要求的拱值，对各直线段进行火焰矫正拱曲线，达到内弧偏离设计弧线不大于8mm。
8.5按深化图，划出各节管加劲钢箍位置、吊杆位置。
并将安装N3的内部焊缝区域打磨平，根据加劲钢箍之间的距离，等分划出N9,N10位置线，间距不大于600，不小于400。
8.6按深化图对有吊杆的外层拱管节装焊吊杆杆件，根据设计提供水平夹角α放出吊杆垂线，开出顶部Φ300孔，底部开Φ200孔，将事先制作好的角钢支架套入螺旋筋后放入，找正位置时，可将上导管N5穿入定位，调整N1与管子轴线成α角，另一方向为水平，最后装焊N7D300钢管。
8.7将已卷圆，但未焊口的N3按划线位放入管段内，接口与管子接口互错90o,并借助千斤顶使其与管内壁贴合（缝隙小于2mm）,定位焊固定，将事先钻好孔的N4放入，周向与管子十字中心线对齐，当管子圆度有误差时借助千斤顶矫正，定位焊将N4与N3固定，按划线安装N5、N6,注意避让Φ20孔。
8.8焊接，按设计所需焊缝要求及等级焊接N3,N4,N5,N6,注意利用焊接变形来形成拱弧曲线，应先焊下部区域的焊缝。
8.9先装焊N9、N10（按划线），再装焊第2组加劲钢箍（工序同上）。
8.10在总拼平台上划出拱肋抛物线（下管画下底弧线；上管画上顶弧线），将各管段按编号按方向依次放入，注意圆周上十字划线，分别处于水平及垂直位置，用角尺比靠平台上的样线，使之对齐，接口处有误差时划线修割，使其合缝，开焊接剖口、加衬垫管，并进行定位焊。
8.11除各单元段口外，焊接所有管子接头，按设计要求的等级，进行检验，并保证最终合格。
8.12将拱肋管放回总拼平台按所划拱肋抛物线比靠，矫正拱形曲线，使之吻合，（按设计要求全拱应有150的上拱值）必要时修割单元段分段接口，使之合适。
由外层拱管吊杆中心线引线至下层拱管，依线划出Φ200孔并割出，并将上导管N5试穿入，检查道管中心线与吊杆设计中心线是否重合，必要时修割孔壁，使之合适,然后焊接上导管。
8.13在总拼平台上装焊N2,划线确定（B008-2图中）N5、N6位置，按位优先装焊N5、N6。
自拱中向两边逐块装配N2,块间对接焊缝采用衬垫焊，以保证焊接等级，N2等级焊缝应错开管子的接口焊缝200以上。
按设计要求焊接N2与管子焊缝（注意防止焊接变形）。
划线钻孔装焊N11,及加筋螺杆N7.
8.14检查矫正拱弧曲线、吊杆线与设计要求吻合，然后拆分各单元段、编号、开好接头剖口，装好衬垫圈。
9.除锈、油漆
9.1除锈
9.1.1本工程钢结构件的除锈采用喷丸方法，除锈等级为Sa2.5级。
平均粗糙度30～70u。
9.1.2达到要求：
经过喷丸，钢材的轧制氧化皮、锈和附着残留在钢材表面的痕迹物已是点状或条状的轻微污痕，至少有95%面积无任何可见残留物。
9.1.3除锈喷丸前应对构件质量检验合格后，方可进行。
9.1.5当环境相对湿度大于90%时，除锈喷丸暂停。
9.2涂装
9.2.1构件表面除锈处理后应保持干潮和清洁，4~6小时内施涂底漆。
涂装前构件表面不得再沾染污物。
9.2.2相对湿度在85以上，以及潮湿天气不能在室外涂漆。
9.2.3本工程钢结构构件所使用的油漆牌号：
工艺程序
涂料
道数
平均干膜厚度um
第一层
702环氧富锌底漆
1
40
第二层
702环氧富锌底漆
1
40
第三层
842云铁环氧底漆
2
100
9.2.4喷涂方法采用无气喷涂，局部地方可以刷涂，喷涂的技术要求及规范参照该油漆的使用说明书。
每层油漆的间隔时间（20oC）为1~7天。
9.2.5喷涂后的油漆应无明显的色差、流挂、起皱、针孔、气泡、裂纹等缺陷。
有缺陷和损坏的漆膜，必须清理砂磨后进行补漆。
9.2.6不要油漆的范围：
a）高强度螺栓的连接部位；
b）现场焊接部位50mm范围；
c）与混凝土的接触面。
10.包装、发运
10.1包装件的尺寸和重量应符合车辆运输的尺寸限制及起重能力。
10.2附件原则上带在构件上（高强度螺栓节点板应用铁丝系于相应节点上），如确需打包或装箱，必须在附件上标明所属的构件及零件号。
10.3包装必须牢固，确保构件在运输中不倒塌、散失、损伤，做到安全可靠。
10.4包装的类型为：
框架式。
10.5构件在装卸，运输和堆放过程中应采取措施，防止构件的受损和变形。
10.6运输前应对运输路线进行全面调查，并制订详细的运输方案。
10.7要预先排定构件安装顺序，构件要分类、分类按安装顺序进场摆放。
构件不能直接放在泥土地上，多层叠放构件，要用垫木间隔，现场要求平整，并有排水设施。
（三）焊接工艺
1.总则
1.1本焊接工艺用于上海赵家沟航道整治工程顾高路桥钢结构的制作的工厂焊接。
1.2焊接施工的技术要求及说明
1.2.1焊接技术要求和标准
a）中交第三航务工程勘察设计院上海赵家沟航道整治工程顾高路桥钢结构工程《施工图总说明》以及钢结构施工图。
b）钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）；
c）钢结构制作工艺规程（DBJ08-216-95）；
d）建筑钢结构焊接技术规程（JGJ81-2002）；
e）公路桥涵施工技术规范（JTJ041-20000）
f）城市桥梁工程施工质量验收规范（DGJ08-117-2005）
1.2.2施工时应按合同范围、施工设计图、本焊接工艺及其它有关技术规范和工艺规范等正确地制造和验收；如有疑义或变更，应达成协议或认可后才能实施。
1.3施工中，应严格遵守执行生产安全规则和安全技术操作规程，以确保生产安全。
1.4在钢结构的制作过程中，应严格按质量程序要求进行质量管理，以确保钢结构件的施工质量。
2.焊工资格
从事本工程焊接工作的焊工、焊接操作工及定位焊工，必须为经业主监理认可的焊工考试规则考试合格的焊工，焊工从事的焊接工作必须具有对应的资格等级。
3.焊接方法和焊接设备
下列焊接方法和焊接设备适用于该工程的焊接工作
焊接方法
焊接设备
电流和极性
单弧或多弧
手工或机械
手工焊条电弧焊
（SMAW）
直流电源
直流反接
单弧
手工
CO2气体保护焊
（GMAW）
直流电源
直流反接
单弧
半自动
埋弧自动焊
（SAW）
直流电源
直流反接
单弧
自动
4.焊接材料
4.1焊接材料应符合标准和要求并附有质量保证书，入库前应对焊接材料进行检查，如有疑异，应进行复验。
4.2焊接材料的选用
4.2.1药皮焊条手工电弧焊
钢材材质
焊条规范
牌号（丝径）
使用场所
Q235-B
GBE4303
SH.J422
（3.2，4.0，5.0mm）
定位焊，角焊，
焊接修补
Q345qC
GBE5015
SH.J502
SH.J507
（3.2，4.0mm）
定位焊，角焊，
焊接修补
4.2.2CO2气体保护电弧焊
钢材材质
焊丝规范
牌号
丝径
使用场所
Q235B
Q345qC
GBH08Mn2SiA
JM-58
1.2mm
定位焊，角焊，
4.2.3埋弧自动焊
钢材材质
牌号（焊剂/焊丝）
丝径
使用场所
Q345qC
HJ431/H10Mn2）
4mm
拼板对接焊，
角焊缝
4.3CO2气体保护焊（GMAW）所用焊接气体应满足：
气体纯度不应低于99.5%（体积比），且其含水量不应大于0.05%（重量比），若瓶内气体压力低于1MP时应停止使用。
4.4焊接材料的保管
4.4.1焊接材料根据材质、种类、规格分类堆放在通风干燥、适温的仓库，焊条不得有锈蚀、破损、脏物，焊丝不得有锈蚀、油污，焊剂不得混有杂物。
4.4.2焊工应按工程要求从保管室领取合格的焊材，领取的焊条置于保温筒中，随用随取。
4.5焊前，焊接材料按使用说明书或下表要求烘干保温，并有烘焙记录备查。
焊接材料
干燥
保温温度
准许露天时间
温度（℃）
时间（h）
（℃）
（h）
SH.J422
100—150
1.0—2.0
80—100
4
SH.J427、426
350—400
1.0—2.0
100—150
4
SH.HJ431
250—300
2.0--2.5
100—120
8
5.焊接工艺评定
焊接工艺评定计划一览表
序
材料
规格
接头型式
焊接方法
焊接材料
焊接位置
剖口
使用场合
1
Q345qC
t=12
对接接头
埋弧自动焊
H10Mn2/HJ431φ4
平焊
V
工厂
2
Q235qC
t=18
对接接头
埋弧自动焊
H08A/HJ431φ4
平焊
V
工厂
3
Q345qC
t=20
对接接头
埋弧自动焊
H10Mn2/HJ431φ4
平焊
V
工厂
4
Q345qC
t=12/16
T接接头
CO2气保焊
KFX-711C/φ1.2药芯
平焊
V
工厂
5
Q345qC
t=12
对接接头
CO2气保焊
MX-71/φ1.2药芯
平焊
V
现场
6
Q345qC
t=12
对接接头
CO2气保焊
MX-71/φ1.2药芯
立焊
V
现场
6.焊前准备工作
6.1焊接坡口可采用机械、火焰或碳刨等方式加工，加工质量应符合规定的要求。
6.2焊前应去除施焊部位及其附近30～50mm范围内的氧化皮、渣皮、水份、油污、铁锈和毛刺等影响焊缝质量的杂质。
6.3焊接拼制件待焊金属表面的轧制铁鳞应用砂轮打磨清除。
6.4焊前，按“焊接接头装配质量表”的装配要求检查焊接接头装配质量，合格后方能施焊。
6.5T型接头间隙e不应大于1.5mm。
当超过1.5mm而小于5.0mm时，应采取打底焊以防焊漏，焊接时增加角焊缝的焊脚尺寸，增加值等于根部间隙。
焊接接头装配质量表
序号
项目名称
示意简图
允许公差
1
坡口角度
+1
-51+5
（+1）
+1
-51+5
2
坡口钝边
（f+f1）
f+f1
1）有衬板时：
-1.0f1+1.0mm
2）无衬板时：
-2.0f1+2.0mm
3
根部间隙
3-1无衬垫板时：
R+R1
1）手工焊或CO2气体保护焊：
0R12.0mm
2）埋弧自动焊：
0R11.0mm
（R+R1）
3-2有衬垫板时：
R+R1
0R13.0mm
4
搭接间隙
（L+L1）
L+L1
e
L15.0mm
e1.5mm
5
装配间隙
5-1衬垫板间隙
e
0e1.5mm
（e）
5-2T接装配间隙
e
e1.5mm
当e1.5mm时，采用填片或封底焊，并增加焊高尺寸e-1.5mm。
（有顶紧要求者除外）
7.定位焊
7.1定位焊应由持证合格的定位焊焊工或正式焊工施焊，定位焊应符合与正式焊缝一样的质量要求。
7.2熔入最后焊缝的定位焊应用符合焊缝要求的焊条施焊，焊后应彻底清除熔渣；定位焊焊缝出现裂纹，应清除后重焊。
7.3定位焊应避免在焊缝的起始、结束和拐角处施焊；T形接头定位焊应在两侧对称进行；坡口内应尽可能避免进行定位焊；多道定位焊应在端部作出台阶。
7.4定位焊尺寸不大于设计尺寸的2/3，且不大于8mm，特殊情况除外。
7.5必须进行反面碳刨清根的坡口，定位焊在碳刨一侧进行。
7.6定位焊尺寸参照下表（单位：
mm）
材料厚度
焊缝长度
焊缝间距
（mm）
手工焊、CO2焊
自动焊、电渣焊
t25
40—60
50—70
300—500
25t30
50—70
70—100
300—500
8.焊接施工
8.1严禁在焊接区以外的母材上打弧，熄弧。
8.2不同厚度的钢板的焊接，应按较厚板的工艺要求执行。
8.3引弧板和熄弧板
重要的T型和对接焊透焊缝的二端应装焊引弧和熄弧板，其材质、板厚及接头原则上与母材一致，焊后引弧和熄弧板应先保留2～3mm气割切除，然后修磨平整；引弧和熄弧板不得用锤击落。
规格：
手工焊和半自动焊6*30*50mm，埋弧焊8*50*100mm，电渣焊引出板长度大于100mm。
8.4焊接变形控制措施：
8.4.1下料、装配时，预留焊接收缩余量，预留焊接反变形；
8.4.2装配前，矫正每一构件的变形，保证装配公差符合要求；
8.4.3使用必要的装配胎架，工装夹具，隔板和撑杆；
8.4.4同一构件上尽量采用热量分散，对称分布的方式施焊。
8.5焊缝的处理
8.5.1二面施焊的焊透焊缝，在反面焊接前用碳刨在反面刨至正面完整金属；
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