台州湾大桥钢套箱投施工上报.docx
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台州湾大桥钢套箱投施工上报
台州湾大桥及接线工程
主（辅）墩防撞钢套箱
施工方案
台州万通钢结构工程有限公司
台州湾大桥及接线工程项目部
2015年10月
目录
1、编制依据及说明………………………………………………………………………………3
2、施工方案………………………………………………………………………………………3
2.1、总体施工概述………………………………………………………………………………3
2.2、本工程投入的劳动力、生产周期及设备情况……………………………………………5
3、施工前准备……………………………………………………………………………………9
3.1、原材料采购…………………………………………………………………………………9
3.2、技术准备……………………………………………………………………………………11
4、施工工艺流程及制作方案……………………………………………………………………18
4.1、单元制造……………………………………………………………………………………18
4.2、单元体（节段）制造方案…………………………………………………………………18
4.3、单元体（节段）预拼装、钢套箱大合拢…………………………………………………19
4.4、钢箱套加工工艺流程………………………………………………………………………19
4.5、预瓶装、大合拢焊接………………………………………………………………………24
4.6、制造工艺细节要求…………………………………………………………………………24
5、涂装方案………………………………………………………………………………………32
5.1、涂装工艺编制依据…………………………………………………………………………32
5.2、钢构件各部位表面涂装体系………………………………………………………………33
5.3、施工工艺试验和各工序施工技术要求……………………………………………………35
5.4、施工进度计划………………………………………………………………………………35
5.5、钢构件成品的养护…………………………………………………………………………35
5.6、临时涂装房…………………………………………………………………………………36
6、下水运输方案…………………………………………………………………………………37
7、安全文明生产…………………………………………………………………………………39
1、编制依据及说明
（1）《台州湾大桥主桥防船撞钢套箱制造及运输招标采购文件》
（2）《钢质海船入级与建造规范》（2006），中国船级社
（3）《材料与焊接规范》（2009），中国船级社
（4）《碳素结构钢》（GB/T700—2006）
（5）《热扎钢板表面质量的一般要求》（GB/T14977—1994）
（6）《热扎等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差》（GB/T9787—1988）
（7）《气体保护焊用钢丝》（GB/T14958—1994）
（8）《气体保护电弧焊用碳素、低合金钢焊丝》（GB/T8100—1995）
（9）《船舶钢焊缝手工超声波探伤工艺和质量分级》（GBT3559—1994）
（10）《气焊、手工电弧焊及气体保护焊缝坡口的基本形式与尺寸》（GB/T985-1988）
（11）《埋弧焊坡口的基本形式和尺寸》（GB/T985-1988）
（12）《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB/T8923—1998）
2、施工方案
台州湾大桥防撞套箱是台州湾大桥的主桥主（辅）墩防撞设施。
位于浙江省台州市东部台州湾椒江入海口。
防撞设施的设计与承台施工相结合，防撞设施既作为船舶撞击承台的保护设施又作为承台施工时的钢套箱。
主墩防撞钢套箱总高8.8m，高出承台以上0.8m。
横桥向由于船撞力较大，钢套箱厚度为3.3m，顺桥向厚度为2.2m。
辅墩防撞钢套箱总高5.8m，高出承台以上0.8m。
钢套箱厚度为2m，顺桥向厚度为2m。
防船撞钢套箱的主体结构采用Q235B钢，主要采用11mm厚钢板和型钢。
采用焊接方式连接。
防撞橡胶件采用耐老化的氯丁橡胶，安装在防撞设施和桥墩承台之间，改善防撞设施和桥墩承台之间的接触性能。
2.1、总体施工概述
台州湾大桥及接线工程主（辅）墩防撞钢套箱在设计图纸基础上，将划分位置均放在4个对称中心线上做为单元体（节段），整个套箱共4个节段，均采用厂内预拼装，主墩钢套箱采用高强螺栓连接为一个二分之一U型钢套箱，辅墩钢套箱采用高强螺栓连接为整体钢套箱，拖船结合甲板驳船运至现场，进行工地吊装工作。
主墩防撞钢套箱节段划分图
辅墩防撞钢套箱阶段划分图
针对台州湾大桥及接线工程主（辅）墩防撞钢套箱的结构特点，结合招标文件、施工设计图纸，提出本工程的制作工序重点为：
1.板单元件（弧形）制作、精度、质量控制点（焊接反变形、样板检验）。
2.单元体组装质量控制点（单元体总体尺寸、端口几何尺寸、位置尺寸）。
3.节段整体预拼装（单节各单元体之间的匹配以及单节上下端口位置匹配、临时连接件，端口区域250～300mm范围连接板、构件预拼前不进行焊接）。
4.临时加强、单元体吊点、套箱吊点、拖船系固等控制点。
针对钢套箱的结构特点，制造与安装划分为五个阶段即：
板单元制作
2.2、本工程投入的劳动力、生产周期及设备情况
2.2.1生产组织机构和组织形式
项目经理：
谢文峰
2.2.2本工程钢结构量约2256吨，加工工期约为5个月，考虑到本次工程施工期间正值梅雨季节，必须充分考虑露天作业受天气影响的因素，因此本次工程计划分为：
厂内板单元制作结合造船厂内单元体拼装及整体预拼，尽量减少露天作业。
根据生产计划预计总共劳动力投入约为:
工种
人数
备注
下料工
6
冷作工
40
电焊工
26
打磨工
8
冲砂、涂装工
10
2.2.3计划工期
参照台州湾大桥主（辅）墩防撞钢套箱生产进度
2.2.4设备投入
投入于本工程设备设施清单：
加工设备
序号
名称
型号
数量
生产厂
备注
1
手工电弧焊机
BX1-315
20
国产
手工电弧焊
2
二氧化碳保护焊机
NBC-500
30
奥太
CO2气体保护焊
3
角焊机
4
国产
角焊缝自动焊
4
H型钢自动埋弧焊机
1
国产
5
埋弧焊机
2
国产
6
碳弧气刨机
ZGF-800
2
国产
焊接坡口清根
7
大型数控门式切割机
LKG-6000
1
宁波奥玛克
8
半自动切割机
4
国产
9
液压剪刀床
1
国产
0
钢板预处理生产线
10PCS/hsa3.6
1
表面打砂处理
10
焊剂烘箱
DG-1000
1
国产
11
电焊条烘箱
SYHW-064-9
1
国产
12
电焊条烘箱
YJH-400
1
国产
13
10t+10t龙门吊机
起重能力0～20T
8
国产
14
16t+16t龙门吊机
起重能力0～32T
1
国产
15
25t+25t龙门吊机
起重能力0～50T
1
国产
16
千斤顶
100T顶力
4
国产
17
液压机
600T
1
国产
18
150t+150t龙门吊机
起重能力0～300T
1
国产
19
大型汽车吊
2
需要时随时调用
防腐涂装施工设备
序号
设备名称
型号
产地
数量
1
空气压缩机
V-10/7，
10m3电动
国产
2台
2
喷砂缸
自动控制
国产
4台
3
线材喷枪
国产
4-8支
4
无气喷漆泵
65:
1
长江机械
2台
5
风动打磨机
100型/40型
国产
各10套
6
尾冷却器
4立方
新加坡
1台
7
工业用吸尘机
2台
防腐涂装检测仪器
序号
名称
型号/规格
产地
数量
1
湿膜测厚仪
不锈钢
国产
2
2
干膜测厚仪
时代科技
1
3
粗糙度测量仪
时代科技
1
4
相对湿度测量仪
国产
1
检验设施
序号
名称
型号规格
数量
状态
一
无损探伤设备
1
X射线探伤机
EX300GH59mm
1
良好/新
2
磁粉探伤机
B310S230VAC
1
良好/新
3
超声波探伤仪
TU-110
1
良好/新
4
里氏硬度计
HLN-11A
1
一般
5
红外线测温仪
PT-303
1
新
3、施工前准备
3.1、原材料采购
本工程的钢材、焊接材料、涂装材料等严格按照施工图设计说明和国家规范标准采购、验收。
①、钢材
1）钢套箱结构制造使用的钢材，必须符合表3.1-1所列标准以及图纸规定的Q235B钢技术要求。
表3.1-1钢材标准
钢号
标准名称
标准号
Q235B
碳素结构钢
GB/T700－2006
2）钢材除必须有生产钢厂的出厂质量证明书外，并按招标文件和、《碳素结构钢》（GB/T700—2006）进行复验，做好复验检查记录。
钢套箱主要材料Q235B钢的技术性能均应符合GB/T700－2006的要求，其化学成分并应符合表3.1－2要求；力学性能和工艺性能应符合表3.1－3要求。
表3.1－2Q235B钢板化学成分要求
钢种
C%
Si%
Mn%
P%
S%
Q235B
0.12~0.20
≤0.30
0.30~0.7
≤0.045
≤0.045
表3.1－3Q235B钢板力学性能和工艺性能要求
牌号
质量等级
厚度
屈服点σs
抗拉强度σb
伸长率δ5
V型冲击功（纵向）
mm
MPa
MPa
%
温度℃
J
不小于
Q235
B
≤16
235
370~500
26
0
27
3）全部Q235B钢板均须做冲击韧性试验，0℃冲击功分别按GB/T700－2006执行；并按标准进行180°冷弯试验，要求不裂。
4）当钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度允许偏差值的1/2。
5）钢材表面锈蚀等级应符合《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923－88）规定的A、B、C级。
②、材料复验
1）本工程按技术要求，采用的Q235B钢，其材质和规格应满足《碳素结构钢》（GB/T700—2006）的要求。
2）钢材首先必须进行质保书检查，即核对质保书和实物的炉批号做到证物相符；其次进行外观检查与板厚检验；最后根据《碳素结构钢》（GB/T700—2006）的要求，作化学成份、力学性能试验。
3）焊接材料首先必须检查质保书，做到证物相符，其次进行外观检验。
最后，首批按型号、规格各取一组进行化学、力学性能试验，并按相应的验收标准要求进行。
4）涂装材料进厂后，应检查有关产品合格证和质量说明书，核对生产厂家、涂料名称、牌号、颜色、批号和生产日期，并进行涂料复验。
5）原材料理化试验
原材料进厂，经厂内复检后，依据监理要求对原材料进行抽检并做理化试验。
具体试验项目如下：
序号
原材料
规格/型号
样本数量
试验项目
1
钢板
Q235B10mm厚
1
物理、化学
2
钢板
Q235B11mm厚
1
物理、化学
3
钢板
Q235B12mm厚
1
物理、化学
4
钢板
Q235B16mm厚
1
物理、化学
5
钢板
Q235B20mm厚
1
物理、化学
6
型材
Q235BL140*90*10
1
物理、化学
所有材料均应根据验收标准复检合格后方可使用。
③、材料管理
1）材料检验合格，由质检部在质保书上加盖合格印章，编上序号，作为领料依据，不合格材料反馈给供货单位及时换料。
2）本工程材料专料专用，物资部门必须妥善保管。
作明显的标记，严格材料领退制度，严格退料管理，以免使用过程混用。
3）所有材料应妥善存放，避免积水积尘，防止腐蚀。
④、焊接材料
1）焊接材料应根据设计要求和焊接工艺评定试验结果确定，并且首批进货焊材应进行化学成分和力学性能试验，合格后方可使用。
2）选定焊接材料，必须符合表3.1-4的规定。
表3.1-4焊接材料标准
名称
型号
标准
标准号
焊条
碳钢
碳钢焊条
GB/T5117－1995
焊丝
碳素钢、合金钢
熔化焊用钢丝
GB/T14957－1994
焊丝
碳钢、低合金钢
气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝
GB/T8110－1995
焊剂
碳素钢
埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂
GB/T5293－1999
3）焊接材料除进厂时必须有生产厂家的出厂质量证明外，并应按现行有关标准进行复验，做好复验检查记录。
4）焊接材料如有变化，应重新进行焊接工艺研究和评定，并经监理工程师批准后，方可投入使用。
3.2、技术准备
公司技术部将认真研究理解钢套箱技术文件（施工设计图纸、规范、技术要求等资料），并邀请设计部门进行设计交底。
在此基础上，编制《钢套箱制造验收规则》、《钢套箱制造工艺方案》，完成施工图转化、工装设计、焊接和工艺评定、油漆工艺试验、工艺文件编制和质量计划编制等技术准备工作。
1）施工图绘制
施工图按钢套箱的板单元分类绘制，全部采用计算机完成。
内容包括：
板单元施工图、节段施工图、套箱总装预拼施工图、预拼装测量图、材料明细表等。
施工图绘制程序如下图：
材料明细表
2）工装设计
1）为保证钢套箱的制造精度，提高生产效率，将设计制造或改制一系列工装，具体见下表3.2-1：
表3.2-1工装设计一览表
板单元制造
预拼装制造
1.板单元制作胎架
2.主墩钢套箱制作胎架
3.辅墩钢套箱制作胎架
1.主墩钢套箱拼装胎架
2.辅墩钢套箱拼装胎架
3.主（辅）下水胎架
主墩钢套箱制作胎架示意图
辅墩钢套箱制作胎架示意图
主（辅）墩钢套箱拼装胎架（兼下水胎架）
3）、工艺评定
（1）焊接工艺评定
（1）焊接工艺评定流程：
焊缝力学性能分析
（2）焊接工艺评定应在钢套箱制造开工前完成。
评定试验用的母材应与产品一致，尽可能选用C.S.P含量上限制备试板。
试板焊接时，要考虑坡口根部间隙、环境和约束等极限状态，以使评定结果具有广泛的适用性。
焊缝力学性能等方面不低于母材的标准值。
（3）根据本工程设计图纸的规定，编写《焊接工艺评定任务书》，呈报监理工程师审批。
根据批准的焊接工艺评定任务书，模拟实际施工条件，逐项进行焊接工艺评定试验。
（4）焊接工艺评定试验提供最终报告，经监理工程师审查、批准生效，并在生产中跟踪、检查、补充和完善施工工艺。
如生产过程中某焊接工艺产生不稳定低于质量要求时应立即终止使用。
（5）针对本工程的节点形式，初步拟订焊接工艺评定方案。
通过焊接工艺评定试验选择符合本工程钢材和接头形式的优质焊材。
1.对接焊缝
序号
试件编号
板厚
组合
（mm）
钢板
材质
接头型式及坡口
焊接材料
焊接
方法
焊接
位置
代表焊缝
代表板厚
（mm）
备注
1.2
D1
BI-1010-S-1
11+11
Q235B
ER50-6（ф1.2）
GMAW
平位
（1G）
主墩钢箱套内外侧板接料对接
11+11
背面陶质衬
2.3
D2
BV-1010-G-1
11+16
Q235B
ER50-6（ф1.2）
GMAW
平位
（1G）
顶板对接
11+16
背面陶质衬垫
3.4
D3
BV-1010-G-1
12+12
Q235B
ER50-6（ф1.2）
GMAW
平位
（1G）
辅墩钢箱套内外侧板接料对接
12+12
背面陶质衬垫
2.T型接头全熔透焊缝
序号
试件编号
板厚
组合
（mm）
钢板
材质
接头型式及坡口
焊接材料
焊接
方法
焊接
位置
代表焊缝
代表板厚
（mm）
备注
1.
R1
TC-1010-G-2
11+12
Q235B
ER50-6（ф1.2）
GMAW
横位
（2F）
牛腿焊缝，中隔板与侧板
11+12
11+16
反面清根
2.
R1
TC-1010-G-4
12+12
Q235B
ER50-6（ф1.2）
GMAW
横位
（4F）
牛腿焊缝，中隔板与侧板
12+12
11+12
反面清根
4）、工艺文件编制
按照招标文件和设计图纸、设计说明的要求，编制《制造验收规则》作为内控标准来指导和控制钢套箱制造的全过程，并对制造验收规则进行分解细化，编制各个工序的工艺文件，用于指导生产，控制施工质量。
5）、技术培训
公司对参加台州湾大桥钢套箱制作的管理、技术人员和工人进行上岗前全员技术培训、质量意识教育、技术交底和应知应会教育，对于主要工种：
如焊工、涂装工、组装工、划线工、检查工等进行特殊培训和考核，实行持证上岗。
其中电焊工按焊接方法、焊接位置分别考试，合格人员发给本工程上岗合格证书，不得超越证书范围作业。
4、施工工艺流程及制作方案
4.1、单元制造
在满足《技术规范》和设计要求的前提下，综合考虑供料、工艺、制作、运输及批量生产等因素，对板片进行了划分。
详见下图：
每个节段钢套箱单元体划分成箱壁板单元、隔板单元、平台单元等。
板单元在本公司车间内完成制造，在节段制造中尽量实现单元化，尽量减少零散部件参与单元体组装。
这样所有板单元可按类型在车间内专用胎架上形成流水作业制造，以利于单元制造的质量与进度。
4.2、单元体（节段）制造方案
4.2.1、箱壁板单元接宽
在箱壁板单元参与单元体组装前，先在带有圆弧曲线的（水平）专用胎架上将几块井壁板单元拼焊成一个吊装板单元。
拼接时使用预留焊接收缩量的样板控
制焊缝两侧相邻角钢加劲肋的中心距，且预置反变形，以保证焊后板单元的尺寸精度和圆弧线形（平面度）。
由于采用上述方案，能减少单元体在组装胎架上对接的焊缝量。
这样易于控制钢套箱单元体的外形尺寸。
4.2.2、单元体（节段）组装
板单元制造完成后，在国营海东造船厂拼装场进行单元体（节段）的组装。
根据钢套箱的结构特点，采用钢套箱单个单元体（节段）卧式组装、焊接。
在钢套箱单元体（节段）制造中，按照箱壁板单元→隔板单元→平台单元的顺序，单元体实现立体阶梯形组装方式逐层组装与焊接。
组装时，以胎架为组装平台，以隔板、平台单元为内胎，重点控制钢套箱单元体圆弧段的线形、钢套箱几何形状和尺寸精度、相邻接口的精确匹配等。
4.3、单元体（节段）预拼装、钢套箱大合拢
单元体制造完成后，按照制造规范的要求进行预拼装以验证设计图纸的正确性、检验制造工艺的合理性、工艺装备的精确性；检查各构件的几何尺寸、线形、焊接间隙，如发现尺寸有误或超差时，可在预拼装场进行尺寸修正和调整匹配，随后进行钢套箱各节段的大合拢。
保证钢套箱各节段制造尺寸的误差控制在《技术规范》规定的允许偏差之内
4.4、钢套箱加工工艺流程
批准
钢套箱的运输
套箱预拼、总拼装、报检
套箱存放、涂装
装
节段拼装、报检
附属设施安装
材料采购报检
技术准备
现场驻地建设
人员设备准备
胎架制造、报检
批准
板单元制作
竣工验收
现场补涂
板单元下料
批准
申请开工
人员设备到场
4.4.1、板单元制造工艺
板单元制造按照“钢板赶平及预处理→数控精确下料→局部修整”的顺序进行，其关键工艺如下：
●钢板赶平及预处理
●数控精切下料
●优先选用自动和半自动CO2焊接方法
4.4.2横隔板单元
隔板是钢套箱的骨架，在节段组装时起到内胎的作用，其制造精度直接影响到节段的几何尺寸和相邻节段箱口间的匹配精度。
1）制造工艺
隔板先试制一块，准确掌握每一步的焊接和修整收缩量，然后再批量制造。
隔板先试制一块，准确掌握每一步的焊接和修整收缩量，然后再批量制造。
下料
●主板采用数控精切下料，精确预留焊接和修整收缩量；围板采用多嘴切割机精切下料。
●严格控制平面度和直线度。
矫正
●围板压型。
●在胎架上进行焊接，用CO2半自动焊机对称施焊，严格控制焊接变形，以减小修整量。
加工
组焊围板
●指派优秀修整技师代班指导，严格按修整工艺规程规定的顺序进行修整，并严格控制热量的输入，修整全过程在平台上进行。
修整
4.4.3T型梁板单元
T型梁同隔板一样是钢套箱的骨架，在节段组装时起到内胎的作用，其制造精度直接影响到节段的几何尺寸和相邻节段箱口间的匹配精度。
1）制造工艺
T型梁先试制一块，准确掌握每一步的焊接和修整收缩量，然后再批量制造。
●利用组立机精确组立，确保腹板与面板的垂直度。
隔板先试制一块，准确掌握每一步的焊接和修整收缩量，然后再批量制造。
下料
●腹板采用数控精切下料，精确预留焊接和修整收缩量，面板采用半自动火焰切割下料，保证平直度。
●严格控制平面度和直线度。
矫正
●在胎架上进行焊接，用CO2半自动焊机对称施焊，严格控制焊接变形，以减小修整量。
组立
焊接
●指派优秀修整技师代班指导，严格按修整工艺规程规定的顺序进行修整，并严格控制热量的输入，修整全过程在平台上进行。
修整
4.4.4板单元制作要点
1）要严格控制板单元的制作尺寸，严格控制焊接变形。
2）所有板单元制作完成后，必须按规定标上板单元号。
4.4.5、单元体（节段）组拼
4.4.5.1单元体（节段）组装及单元体制作胎架
制作胎架设计应满足下列要求：
1）胎架各点标高按水平设计。
2）胎架基础必须有足够的承载力，确保在使用过程中不发生沉降。
胎架要有足够的刚度，避免在使用过程中变形。
3）在胎架上设置纵、横基线和基准点，胎架外设置独立的标志杆以控制单元体的位置及高度，确保各部尺寸。
胎架外设置独立的基线、基点，以便随时对胎架进行检测。
4）胎架设置有立式靠模，保证井壁单元上胎架的准确定位。
5）每轮次钢套箱节段下胎后，应重新对胎架进行检测，做好检测记录，确认合格后方可进行下一轮次的组拼。
4.4.5.2、单元体组装工艺流程
●单元体采用卧式组装，首先在胎架平台铺好内侧板；按圆弧线形制作支撑点标高。
然后划加劲、隔板单元、T型梁单元的定位组装线，胎架基准线等，检测板片的标高，检查合格后方可组装平台隔板。
●利用内侧板上划好的隔板组装线，进行对线组装隔板。
同时利用经纬仪、水准仪检测隔板标高、倾斜角度。
同时焊接相关角焊缝
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