匝道钢箱梁施工专项方案.docx
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匝道钢箱梁施工专项方案
西部沿海高速公路月环至南屏
支线延长线工程
钢箱梁施工评审方案
广东省长大公路工程有限公司
西部沿海高速珠海支线延长线第一合同段项目经理部
2012年12月6日
D2匝道第二联钢箱梁评审方案
编制依据
1、根据现场实际地形、地貌和施工图纸以与我单位的施工经验与其他施工要求。
；
4、施工和检验标准与规范；
《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）
《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）
《铁路钢桥制造规范》（TBl0212-2008）
5、原材料与检验标准；
《桥梁用结构钢》（GB／T714-2008）
《厚钢板超声波检验方法》（GB/T2970-2004）
《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量与允许偏差》（GB709-88）
6、焊接材料验收与标准；
《熔化焊用焊丝》（GB/T14957-94）
《低合金钢药芯焊丝》（GB/T17493）
《低合金钢埋弧焊用焊剂》（GBl2470-2003）
《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》（GB8110-1995）
《低合金钢焊条》（GB5118-95）
7、焊缝与焊接相关检验与规范
《手工电弧焊焊接接头的基本形式与尺寸》（GB985.1-2008）
《埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》（GB985.2-2008）
《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》（GB3323-2005）
《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级》（GBll345-89）
《钢熔化焊脚接焊缝磁粉探伤》（JB/T6061-2007）
8、箱梁涂装与相关检验与标准、规范：
《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（JB8923-88）
《色漆和清漆漆膜厚度的测定》（GB/T13452.2-1992）
《色漆和清漆漆膜的划格试验》（GB/T13452.2-1992）
《金属与其它无机覆盖层厚度测量方法》（GB/T9286-1998）
《涂层附着力的测定方法拉开法》（GB/T52101985）
一、工程概况
钢箱梁位于DK0+970.531处D匝道2号桥第二联，桥梁形式为跨越珠海大道的4孔钢箱梁。
桥面宽度为10.5米，该桥平面位于R=175米，6%的横向超高的圆曲线上，纵面位于R=2150m的凸形竖曲线（3.6％的上坡路段和-3.47%下坡路段）。
钢箱梁地理位置图
钢箱梁设计跨度86.6米，桥面宽度为10.5米，梁高1.3米，钢箱梁为单箱双室结构，钢箱梁由顶板、底板、横隔板、腹板、悬挑板等单元件组成，横截面构造图如下图所示：
钢箱梁标准截面图
1、顶板
钢箱梁顶板采用正交异性板，箱梁顶板厚度为16mm，两侧悬挑板为14mm，中支点处与边支点处梁段顶板厚度为20mm，单支座中支点处梁段顶板厚度为24mm。
2、底板
钢箱梁底板采用正交异性板，底板厚度为16mm，双支座中支点处与边支点处梁段底板厚度为20mm，单支座中支点处梁段底板厚度为24mm。
3、腹板
腹板为直腹板，全桥均采用14mm厚钢板，钢箱梁的横坡靠桥墩高度调整，钢箱梁内外侧腹板高度一致。
4、横隔板
横隔板采用实腹式，中间设人孔，厚度均为16mm，间距为2000mm不等。
5、悬挑板
悬挑长度为2000mm，悬挑板顶板钢板厚为14mm。
钢箱梁主要材料如下表：
二、钢箱梁总体施工方案
2.1、钢箱梁施工总体思路
本桥钢箱梁计划在武桥重工珠海公司钢结构制造基地进行材料采购、下料、板单元制造、涂装、节段拼装、节段焊接，然后用汽车沿珠海大道运至南屏拼装现场，在现场拼装胎架上拼焊成4个吊装节段后，提前搭好临时墩，落实好各个路口、路段交通管制措施，利用下半夜凌晨0点至6点时段，在相应车道上采用重型汽车吊进行各个吊装段的吊装施工，在支架上进行整体段对接焊接，然后拆除该施工分段的临时支架。
钢箱梁具体施工方案为：
2.1.1、加工制作
钢箱梁构件的制作主要分为面板、底板、腹板、隔板、U型肋、I型肋与其肋板等零部件的制作。
钢箱梁在拼装地面胎架流水线上进行组装、焊接。
钢箱梁通过胎架进行组立、焊接以与矫正。
零部件加工通过在数控与机械设备进行。
钢箱梁结构加工制作，以最大限度的使用机械操作并利用工装夹具，以减少手工操作的随机性和不稳定性，提高构件的准确率与生产效率。
焊接完成后经验收合格后方可运输至工地。
2.1.2、构件运输组织
构件在工厂加工完成后，可采用长车进行运输，对于超宽车辆应报请交通运输部门批准后方可起运。
长车应设置必要标志。
钢箱梁应采取稳妥的固定，以防构件受损。
行驶路线为由西向东沿珠海大道至现场拼装场地。
2.1.3、现场拼装
箱梁组拼件在工厂加工后，运输到工地。
箱梁组装必须按图纸要求加工胎架。
2.1.4、钢箱梁安装
在珠海大道上设置临时支架，临时支架应有足够的刚度、强度和稳定性，以防支架变形。
临时支架主要采用Φ400mmX6mm的钢管为支墩柱搭设而成，设置在钢箱梁节段接口处。
在跨越珠海大道时，应在每个方向留有最少2个车道，以确保交通车辆通行。
箱梁节段采用2台300吨汽车吊吊装，对其吊装半径、吊装能力进行检算，确保安全。
钢箱梁拼接后应调整位置、标高至设计要求，再进行焊接。
在支架处设置操作平台与检测平台，便于操作，焊接质量应进行探伤检测。
2.2、钢箱梁具体分段
2.2.1、纵向分段
钢箱梁总长约为86.6m，纵向钢箱梁按下图所示进行节段划分为13个节段（5个墩顶横梁与8个钢箱梁节段），钢箱梁纵向分段最长为18.447m重95.9t（含螺栓与焊缝）。
分段如下图所示：
钢箱梁分段参数表
2.2.2、横向分块
横向梁段宽10.5m，受运输条件的限制，钢箱梁的横向从中间连接位置处分开，横向将钢箱梁分成3部分，横向分开后，钢箱梁的截面最宽位置约为6米。
具体分块如下图所示：
横向分块图
2.3、主要投入资源
1）拟投入本项目的主要机械设备
序号
设备名称
数量
规格型号
主要工作
性能指标
购置时间（年）
1
卷扬机
2
/
/
2004
2
多用直流刨割机
1
/
/
2006
3
全液压型钢矫正机
1
YJ-50H
500mm
2007
4
自动埋弧焊机
8
NZ-1-1000A
1000A
2000
5
硅整流弧焊机
8
NXA-1000A
1000A
2000
6
CO2气体保护焊机
15
NBC500
500A
2008
7
可控硅手弧焊机
3
GS-630S
630A
2001
8
可控硅手弧焊机
4
GS-500S
500A
2000
9
刨边机
1
/
17m
86
10
多用途切割机
1
CG-6000
1000mm
11
半自动切割机
5
CG1-30
/
2000
12
焊剂烘箱
2
DWK-A-360
/
97
13
龙门式起重机
2
30t
30*32t
购置
14
空气压缩机
3
GLFD012/8-8
/
2005
15
喷砂机（固定）
1
XTPSJ-900
/
2001
16
高压无气喷涂机
2
QPT6522C
/
2002
18
索佳全站仪
1
/
2004
19
水平仪S3
1
/
/
2002
2）拟投入本项目的主要检测仪器:
序号
设备名称
数量
规格型号
购置时间
（年）
1
超声波探伤仪
5
CTS-22B、23
98
2
数字超声波探伤仪
2
KS-1020
99
3
角焊缝磁粉探伤仪
2
DCT-C
2000
4
X射线机
2
XXG3005
2004
5
直读光谱仪
2
SPECTRD
95
6
分光光度仪
1
721型
93
7
光谱分析仪
1
75v
98
8
万能材料试验机
1
We—30
92
9
拉力测试机
1
WDS-200
91
10
万能摄影显微镜
1
MeF2
88
11
激光千万尺平行度检查仪
1
JGA
98
12
红外直读定碳仪
1
IR-212
96
13
直读快速定氮氧仪
1
TC-136
98
14
光谱直读仪
1
GVM-10145
2000
15
经纬仪
3
T2
2000
16
光学布洛维硬度计
1
HT18-1875
89
17
布洛维硬度计
1
HTJ-1875
88
18
数显锰磷硅分析仪
1
HCA-3C
93
19
微机碳硫分析仪
1
HV-4B
97
20
覆层测厚仪
1
TT220时代
2002
21
湿膜测厚仪
4
25-2000型
2002
22
检漏仪
3
EF-3
2002
23
粗糙度试片
若干
2005
24
表面温度计、湿度计
各10个
116-117
2002
3）劳动力计划表
序号
工种
工厂制造
桥面装焊
合计
1
组装工
20
15
35
2
划线（含测量）工
5
3
13
3
切割工
15
4
19
4
电焊工
20
10
30
5
打磨工
8
5
13
6
起重工
4
4
8
7
吊车司机
3
2
6
8
检查工
4
4
8
9
探伤工
2
2
4
10
电工
1
1（兼）
1
11
机修工
1
1
12
除锈
5
5
10
13
油漆
5
3
8
14
辅助人员
8
5
45
15
合计
101
62
163
2.4、主要材料
2.4.1、钢材
钢箱梁主体结构与纵横肋采用Q345C钢材（共使用441t），其技术指标应符合《桥梁用结构钢》（GB/T714-2008）的要求。
钢箱梁支座垫板采用Q235B钢（共使用2t），其技术指标应符合《碳素结构钢》（GB/T700-2006）。
进入制造工厂的钢材，必须具有生产钢厂的出厂质量证明书，其化学成分、力学性能指标必须符合国家现行标准等相关规定。
每批交货的钢板必须附证明该批产品符合标准要求与订货合同的质量证明书，且经承包人抽验和复验合格后方可使用。
抽验和复验合格记录应保存备查。
2.4.2、焊接材料
焊接材料应通过焊接工艺评定试验，根据母材钢板的技术要求和性能进行选择，保证焊接接头性能不低于母材力学性能标准值，并应报工程师批准。
焊接材料应采用与母材相匹配的焊丝、焊剂和手工焊条，焊丝应符合现行国家标准《熔化焊用钢丝》或《气体保护焊用钢丝》（GB/T14957）的规定。
本项目拟采用H08MnA+SJ101q进行Q345C、Q235B材质钢板的埋弧自动焊焊接、采用ER50-6进行Q345C材质钢板的厂内半自动焊焊接。
焊接材料按其生产批号逐批抽样复验。
制造厂首次使用的焊接材料应进行化学成分和熔敷金属力学性能检验。
连续使用的同一厂家、同一型号的焊接材料，实心焊丝逐批进行化学成分检验，焊剂、药芯焊丝、焊条逐批进行熔敷金属力学性能检验。
2.4.3、涂装材料
钢箱梁涂装材料分别为：
箱体外表面用：
环氧富锌底漆1道，环氧云铁封闭漆1道，环氧云铁中间漆1道，丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆2道；
箱体内表面用：
环氧富锌底漆1道，环氧云铁漆1~2道，环氧厚浆漆1道；
桥面板顶面：
二次雾化电弧喷铝。
涂料材料的品种、规格、技术性能指标必须符合图纸和技术规范的要求，具有完整的出厂质量合格证明书，经复检合格后方可使用，涂料供应商应提供涂装施工全过程的技术服务，对涂料保证年限进行承诺。
2.5、施工工艺流程
钢箱梁制造总体工艺流程如下图所示：
2.5.1、加工材料与技术准备
1）施工单位应根据设图纸与总体方案编制绘制详细加工图纸，并经建设单位、设计单位与监理单位批准后进行施工。
2）工艺评定：
根据设计要求对一级对接焊缝、二级主要角焊缝进行试件工艺评定，工艺评定要分为现场和工厂加工两种情况。
根据焊缝设计要求等级与《铁路钢桥制造规范制》TB10212-2009制定试件板与焊接技术参数，按照焊接技术参数进行焊接，操作时焊接参数如有修正必须做好记录。
试件完工后，委托有资质的第三方检测机构进行无损检测、物理试验并出具其检测报告，根据检测报告结果，来最终确定焊接工艺。
3）钢板使用前应进行矫平预处理，矫平只能使用冷矫平，使其钢板表面偏差在1mm/m范围内。
4）对钢板进行规定项目的检查和试验，主要是表面质量、内部质量、力学性能、焊接材料进行试验。
2.5.2、下料
钢板在下料前先进行预处理，在预处理流水线上完成抛丸处理和喷涂底漆工作，达到工艺要求才能进行下料。
1）号料
号料前应先确认材质和熟悉工艺要求，然后根据排版图、下料加工单和零件草图进行号料。
号料的母材必须平直、无损伤与其他缺陷，否则应先矫正或剔除。
2）零件下料
号料完成后，由数控切割机床操作人员对照排料图使用对应的套料程序进行下料操作。
下料时遵循以下要求进行：
16mm与以下的异形零件和单件下料的零件采用数控等离子切割机床进行下料；16mm以上零件与16mm以下长条肋板采用数控火焰切割下料；长度小于2米的单件肋板且板厚不大于8mm零件下料采用剪切加工。
顶板、底板、腹板采用单件切割下料；隔板应采用单张板批量切割下料，以便保证隔板尺寸偏差一致；肋板可采用批量下料，U肋为型材成品采购，按配料长度进行号料后，半自动仿形切割下料。
3）验收
根据《公路桥涵施工技术规范》中的尺寸允许偏差规定进行验收。
序号
名称
允许偏差
备注
1
盖板
长度
±2mm
宽度
0~+2mm
对角线
±2mm
2
腹板
长度
±2mm
宽度
+2~+4mm
对角线
±2mm
3
隔板
（悬臂腹板）
长度
±1mm
要求每批次下料零件相对偏差≤1mm
高度
+2~+4mm
要求每批次下料零件相对偏差≤1mm
对角线
±2mm
槽口宽度
+1~+2mm
相邻槽口间距
±1mm
任意槽口间距
±2mm
4
U肋
开口宽度
-1~-2mm
单肢高度
±1.5mm
肢高差
≤2mm
旁弯
≤6mm
5
支座板
长度
±2mm
宽度
±2mm
厚度
±0.5mm
4）零件矫正与弯曲
零件可采用机械矫正或热矫正，矫正后的允许偏差应符合规定。
主要受力零件（U型加劲肋）冷作弯曲时，环境温度不宜低于-5℃，内侧弯曲半径不得小于板厚的15倍，小于者必须热煨，热煨温度宜控制在900～1000℃之间。
冷作弯曲后圆角外边缘不得有裂纹。
零件矫正允许偏差表
项目
允许偏差（mm）
钢板平面度
每米
1.0
钢板直线度
L≤8m
3.0
L＞8m
4.0
型钢直线度
每米
0.5
角钢肢垂直度
全长范围
0.5
角肢平面度
连接部位
0.5
其余
1.0
板单元件制造尺寸允许偏差表
2.5.3、钢箱梁预拼装工艺
根据本桥钢箱梁的结构特点，钢箱梁预拼装按照全桥整体拼装的方案进行预拼。
制作大拼胎架，保证总长度大于80米，采用纵横向H型钢为支撑，根据设计图纸的纵坡、横坡和起拱度尺寸有技术部细化出胎架所需的坐标和控制点尺寸。
按照竖曲线+工艺拱度+预拱度设置纵横向钢支撑，支撑密度不小于1.2x1.2米，且至少保证在隔板位置有一排支撑，拼装时4个节段一顺铺设底板单元件，进行单元件的接长、接宽作业，再从首节段开始，顺序铺设装中隔板单元件、中腹板单元件、边隔板单元件、边腹板单元件、面板单元件、悬臂单元件。
至少拼装两个节段后才可进行前一节段不同类型单元件之间的焊缝焊接，顶板单元件应在腹板单元件与底板单元件、隔板单元件之间的焊缝焊接完成后进行拼装、接长、接宽作业。
2.5.4、钢箱梁总拼装方案
总拼流程：
①箱梁节段总拼按照底板→横隔板→腹板→箱室连接结构→顶板→悬臂单元件板的顺序，实现立体阶梯形推进方式逐段组装与焊接。
组装时，以胎架为外胎、以横隔板为内胎控钢箱梁的线形和尺寸。
②一次大拼完成后进行相关几何尺寸检验，合格后报监理批准后进行焊接作业。
③焊接完成后几何尺寸的检验
④组焊其他附属件。
组装与焊接注意事项：
①全桥整体放样，分段焊接，拼装时胎架上长度方向不留余量。
②施焊时先内后外、先上后下、由中心向两边，防止内应力变形。
③在焊接临时辅助件时，应避免对母材产生咬边与弧坑。
拆除时，不允许锤击拆除，在距母材1～3mm处用气割切除，不得伤与母材，切除后用砂轮将焊趾处打磨平整。
④拼装完成后需进行尺寸、拱度与线形的测量，并进行焊缝外观与无损检测。
2.6、钢箱梁焊接
焊接前要搭设好临时焊接平台，并作为涂装平台。
焊接次序：
每块钢箱梁吊装、校正后，先进行点焊固定，待每段的钢箱梁全部安装完毕后，再进行焊接施工。
焊接时，先焊接中间部分的箱室，然后向两侧施焊。
箱室的施焊次序为：
底板纵缝→横隔板拼缝→顶板纵缝→底板U型槽→顶板U型槽→腹板加劲纵肋→端部连接缝。
焊接完毕后，进行除锈、防腐处理。
在焊接过程中，质量部门与施工负责应按照规范规定的要求严格监督。
测量要不定时进行复测，与时监测焊接变形情况，发现变形与时校正。
保证焊接施工完毕后，钢箱梁的尺寸不超过规范允许误差。
钢箱梁焊缝要求
2.6.1、焊缝检测
本工程钢箱梁对接焊缝质量应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）规定的一、二级焊缝质量标准。
焊缝超声波探伤内部质量等级
项目
质量等级
适用范围
对接焊缝
Ⅰ
主要杆件受拉横向对接焊缝,工地主要纵向焊缝
Ⅱ
主要杆件受压横向对接焊缝、次要纵向对接焊缝
角焊缝
Ⅱ
主要角焊缝
焊缝超声波探伤范围和检验等级
焊缝质量等级
探伤比例
探伤部位
板厚
检验等级
ⅠⅡ级横向对接焊缝
100%
全长
10-45
B
>46-56
B（双面双侧）
Ⅱ级焊缝
100%
焊缝两端各1000
10-45
B
>46-56
B（双面双侧）
Ⅱ级熔透角焊缝
100%
两端螺栓孔部位并延长500，板梁主梁与纵、横梁跨中加探1000
10-46
B
>46-56
B（双面单侧）
焊缝外观检验要求
序号
项目
焊缝种类
检查标准
1
气孔
横向对接焊缝
不允许
纵向对接焊缝、U肋角焊缝
直径小于1.0，每米不多余3个，间距不小于20
其他焊缝
直径小于1.5，每米不多余3个，间距不小于20
2
咬边
U肋角焊缝
不允许
悬臂翼板角焊缝
≤0.5
其他焊缝
≤1
3
焊脚尺寸
所有角焊缝
hf=0~+2
4
焊波
角焊缝
≤2.0（任意25mm内高低差）
5
余高
横向对接焊缝（除顶板箱外面）
磨平，粗糙度50μm；
-0.3≤余高与母材厚度相比≤+0.5
纵向对接焊缝
焊缝宽度20mm以上为不大于3.0；
其余不大于2.0
有效厚度
T形角焊缝
不大于设计值2.0
本工程将选用有无损检测资质的检测单位对本工程钢结构I、II级焊接焊缝质量进行射线与超声波探伤检查。
焊缝无损检验要求
焊缝部位
焊缝
焊缝
等级
探伤方法
检验范围
执行标准
顶板、底板和
腹板横向对接
全熔透焊
Ⅰ
超声法
全部
GB11345-89
JB/T061-2007
GB/T3323-2005
X射线
梁段接头焊缝抽探焊缝长度的10%，但顶板十字焊缝应进行100%的检查，底板十字焊缝应进行30%的检查
顶板、底板纵向对接和顶底板与腹板的对接
全熔透焊
超声法
全部
X射线
每十条抽查一条焊缝，探伤部位为焊缝的两端与中间各250-300mm.
顶板与横隔
全熔透焊
超声法
全部
腹板与箱间横隔
全熔透焊
超声法
全部
U型加劲肋对接
全熔透焊
超声法
全部
U型加劲肋与顶板连接
全熔透焊
超声法
全部
I型加劲肋对接
全熔透焊
超声法
全部
I型加劲肋与顶、底板连接
全熔透焊
超声法
全部
I型加劲肋与腹板连接
全熔透焊
超声法
全部
腹板与箱内横隔
双面坡口角焊缝
Ⅱ
超声法
全部
GB11345-89
JB/T061-2007
底板与横隔
双面角焊缝
磁粉
两端各100cm
U型加劲肋与横隔
双面坡口角焊缝
磁粉
两端各100cm
U型加劲肋与横隔
双面坡口角焊缝
磁粉
两端各100cm
I型加劲肋与隔板
双面角焊缝
磁粉
两端各100cm
支座加劲板处
全熔透焊
超声法、磁粉
全部
2.6.2、焊接工艺评定与焊接工艺
见《焊接工艺评定报告》
2.7、钢箱梁涂装
钢箱梁内外表面涂装要求见下表：
部位
涂装工序
等级/道数
厚度
喷涂方式
钢箱梁外侧（不包含桥面板顶面）
压力式喷砂除锈
Sa3.0级
压力喷射
环氧富锌底漆
1道
60μm
无气喷涂
环氧云铁封闭漆
1道
70μm
无气喷涂
环氧云铁中间漆
1道
70μm
无气喷涂
丙烯酸脂肪族聚氨脂面漆
2道
2×50μm
无气喷涂
钢箱梁内侧
压力式喷砂除锈
Sa3.0级
压力喷射
环氧富锌底漆
1道
60μm
电弧喷涂
环氧（云铁）漆
1~2道
120μm
无气喷涂
环氧厚浆漆（浅色）
1道
80μm
无气喷涂
桥面板顶面
压力式喷砂除锈
Sa2.5级
压力喷射
二次雾化电弧喷铝
160μm
电弧喷涂
喷涂工艺：
大面积喷涂应采用高压无气喷涂施工；
细长、小面积以与复杂形状构件可采用空气喷涂或刷涂施工；
不易喷涂到的部位应采用刷涂法进行预涂装或第一道底漆后补涂。
焊缝检验合格后，再进行涂装工作。
现场涂装工序，决定了整桥的外观质量，要精心施工，勤于检查，特别要注意细节之处，确保外观美观。
砂纸打毛后的油漆表面应尽快涂装第二道面漆，放置时间不能超过4小时，以防二次污染。
具体要求如下：
（1）箱内外，表面清扫后进行打磨处理。
采用机械打磨机、砂纸等工具进行打磨除锈，达到Sa3级的表面清洁度；周边涂层打磨出坡度，显示不同漆层的层面，除锈后用除尘器清除全部灰尘。
（2）喷涂、刷涂有机涂层，自检、专检合格后报监理验收；
（3）在重涂间隔期内对内环焊缝进行后续涂层的喷涂、刷涂施工，使干膜厚度达到设计要求；全面自检表面状态，达到验收细则要求，专检合格后报监理验收；监理工程师按上述要求全面检测总厚度、外观和涂层结合力。
（4）全部钢桥内表面补漆与全面清理并封箱全面清理并封箱全面清理并封箱全面清理并封箱：
由于内表面要安装电器等设备，表面涂层可能损坏较多，特别是首、尾二个梁段，应认真检查和补修，全部补修结束后应再检查和全面清理，达到涂膜完整、美观、清洁。
经监理验收后封箱。
由于在珠海大道路面上施工，安
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