钢梁制作造船厂.docx

钢梁制作造船厂.docx

《钢梁制作造船厂.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢梁制作造船厂.docx（51页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

钢梁制作造船厂

.

无锡蓉湖大桥主跨钢箱梁

施工组织设计

江苏省无锡船厂

月10年2002.

.

一、工程概况

二、技术标准

三、钢箱梁的建造方案

四、施工工艺流程

五、厂内制作工艺

六、焊接工艺评定

七、运输及堆放

八、现场制作工艺

九、焊接工艺

十、施工周期计划

十一、主要施工机具

十二、质量目标及保证措施

十三、施工部署

十四、安全目标及保证措施

十五、冬、雨季施工措施

十六、防火保卫措施.

.

一、工程概况

蓉湖大桥位于无锡市北塘区规划城市主干路——蓉湖路，是跨越京杭运河的一座特大桥。

斜拉桥主塔位于运河及运河东路之间，主跨一跨跨过运河及运河西路，跨度为145m，主梁采用钢箱梁，其边跨采用75m。

主跨侧除塔根部15m为预应力混凝土外，其余部分均为钢箱梁，全桥混凝土梁全长为90m，钢箱梁全长为130m。

钢箱梁主要材料采用Q345D，钢箱梁纵向为12m一节，横向桥面宽度为33m，采用单箱五室钢结构，钢箱梁的腹板与混凝土梁中腹板一一对应，梁高为2.8m，顶板板厚14mm，底板、腹板板厚12mm，面板及底板在锚点处横梁跨中局部加厚为24mm，锚点处横梁为20mm，普通横梁及横梁上各水平加劲肋及竖向加劲肋厚10mm，顶、底、腹板均采用U形或L形纵向加劲肋，钢箱梁每3m设置一道普通横隔梁，每12m设置一道锚点横隔梁。

二、技术标准

1、《低合金高强度结构钢》（GB/T1591-94）；

2、《焊接用钢丝》（GB1300-77）；

3、《CO气体保护焊用钢焊丝》（GB8110-87）；24、《碳素钢埋弧用焊丝》（GB5293-85）；

5、《低合金埋弧焊用焊剂》（GB12470-90）；

6、《低碳钢焊条》（GB5117-95）；

7、《低合金钢焊条》（GB5118-95）；

.

.

8、《陶制焊接衬垫》（GB/T3715-95）；

9、《圆柱头焊钉》（GB10433-89）；

10、《摩擦型高强度螺栓连接副》（GB1228～1231-91）；

11、《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-2001）；

12、《钢结构工程质量检验评定标准》（GB50221-2001）；

13、《涂装前钢材表面锈蚀和除锈等级》（GB8923-88）；

14、《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB11345-89）；

15、《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》（GB3323-87）；

16、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）；

17、《公路工程质量检验评定标准》（JTJ071-98）；

18、《铁路钢桥制造及验收规范》（TB10212-98）；

19、中铁大桥局勘测设计院《初步设计》（2002.8）。

三、钢箱梁的建造方案

1、简介

考虑到钢箱梁运输到现场进行拼装、吊装以及现场吊装能力，将整个钢箱梁分为11个节段，在工厂胎架上正装、预制该11个节段，即以底板为基准，先铺设底板片段，再安装横隔梁板片段和顶板片段，然后用浮舟将11个节段运输到施工现场，用桥面吊机先吊装钢砼结

合段钢箱梁，在支架上组装施工，待施工完毕后，再依次吊装11个节段，进行焊接对接缝，依次对称张拉斜拉索。

.

.

2、节段划分

由于该斜拉桥上跨京杭运河，交通繁忙，不能因施工侵占河面或中断交通，将钢箱梁划分为十一个节段，其中十个节段为12m一节，宽度为33m，重约204.46吨，另一个节段为10m一节，宽度为33m，重约170.40吨（见图一），钢箱梁与斜拉索通过纵肋上的锚箱连接，节段接缝的结构形成采用阶梯形（见图二），即先装节段的构件按层伸出，后装节段的构件按层缩入。

#节段#节段#节段#节段#节段#节段#节段#节段#节段#节段#节段

节段划分图一

顶板先装节段后装节段腹板底板

图二.

.

3、片段划分

根据蓉湖大桥钢箱梁的结构特点，将每节钢箱梁划分为若干个平面片段，主要有底板片段（底板和U型肋）、横隔梁片段（横隔板和加强筋）、腹板片段（腹板和加强筋）及斜拉索锚箱（见图三），即先在片段生产流水线上进行片段生产，然后在总装胎架上拼装成箱体，并进行预拼装，片段生产采用无余量制作，下料时应充分考虑焊接收缩量。

顶板3#片段顶板2#片段顶板1#片段

横隔板片段腹板1#片段腹板2#片段底板1#片段

横隔横隔板板片段片段腹板3#片段

横隔板横隔板片段片段腹板4#片段底板3#片段

腹板6#片段

腹板5#片段底板2#片段

图三

四、施工工艺流程（施工工序）根据斜拉桥钢箱梁的结构特点，尺寸大小等设计要求，以及施工现场的各种条件，结合工厂的施工经验，编制如下工艺流程：

消化图纸—→放样—→采购材料—→材料理化试验—→钢材预处理—→焊接工艺评定—→片段焊接变形测试试验—→确定反变形—→下料—→制作胎架—→零部件加工—→拼装片段（顶板、底板、腹板、.

.

横隔板片段）—→焊接—→检验—→上总胎架拼装节段—→焊接—→检验—→脱胎架—→焊接—→检验—→预拼装—→划安装线—→喷砂除锈—→喷涂底漆、中间漆—→运输（船运）—→吊装大分段（桥面吊机）—→检测调整—→焊接—→对称张拉斜索桥—→除锈、补漆—→喷涂面漆—→验收。

五、厂内制作工艺

1、材料的采购、化验

对于本工程中所采用的材质，需严格把好质量关，以保证整个工程的质量。

（1）钢材

钢箱梁主要材料为Q345D，采购钢材时，要求生产厂家必须提供材质证明书，写明钢材的炉批号、钢号、化学成分及物理性能。

钢材进厂后，应对钢材的质量保证书是否与钢材上打印的标记符合，钢材的规格尺寸允许偏差是否符合国标规定，并按同一炉批、板厚每10个炉（批）号抽验一组试件进行理化试验，根据国标规定核对钢材的各项指标，合格后方可使用，不合格拒绝接收。

Q345D化学试验检验：

C、Si、Mn、S、P含量符合GB/T1591-94的规定。

Q345D物理试验检验：

σ、σ、δ、弯曲、ψ、低温（-20℃）冲sb击韧性等力学性能。

（2）剪力键

.

.

剪力键材料为普通碳素钢，其技术标准要符合国家标准（GB10433-89）的规格要求。

（3）摩擦型高强度螺栓连接副

摩擦型高强度螺栓连接副材料低碳钢，其技术标准要符合国家标准（GB1228～1231-91）的技术要求。

（4）油漆

质验部门会同监理部门及业主对油漆进行质保书的核实，并按规定对油漆抽样样品进行检验，合格后方可使用。

（5）焊条（丝）、焊剂

焊条（丝）、焊剂进厂时，要求生产厂家提供质保书，写明焊条（丝）、焊剂的名称、型号、化学成分及物理性能，核对无误后方可使用。

2、放样

（1）钢箱梁的放样以1：

1的比例在计算机放出各节点，放样时需考虑纵向竖曲线、预拱度以及2%的横坡，核对所有构件的几何尺寸，并制作样板，作为后续加工生产的依据，如发现差错需要更改，必然取得原设计签具的设计更改通知单，不得擅自修改。

样板的宽度、长?

0.5，曲线样板上任意点偏距允许偏差为1.0mm。

度允许偏差01.?

（2）放样时要加放加工余量（由于温度应力引起的），焊接收缩量。

3、钢材预处理

（1）钢材表面预处理前，必须将表面的灰尘污物等清除；

（2）钢材表面经喷丸处理，按国标等级为sa2.5级执行，表面粗.

.

糙度应达到40～75μm；

（3）喷涂无机硅酸锌车间底漆，干膜厚度为20μm。

4、号料、下料

（1）号料前，仔细检查钢料的牌号、规格、质量，确认无误、合格后，方可号料；

（2）号料时根据配料表和样板进行套料，尽可能节约材料，号料后作明显标记，号材外形尺寸允许偏差为±1mm；

（3）下料：

根据板厚和板长选择气割或机械剪切，隔仓板上的纵肋缺口由靠模自动切割机切割。

5、片装总胎架制作

由于钢箱梁有竖曲线、预拱度和横坡要求，线型较为复杂，制作片段时,需制作三个片段胎架和一个总装胎架来保证片段制作质量，其中顶板片段胎架尺寸为33m（长）×12m（宽）×0.65m（高），底板片段胎架尺寸为33m（长）×12m（宽）×0.65m（高），横隔板片段的胎架尺寸为12m（长）×2.8m（宽）×0.65m（高），总装胎架尺寸为33m（长）×24m（宽）×0.65m（高）（见图四）。

.

.

底胎模

车道

图四号槽钢，使胎架具有足够强度和号工字钢和18胎架材料采用20刚度。

底胎架的横梁可拆卸，以便于液压横移车的进出运输节段。

胎架型值（支撑高度）采用放样光顺后的型值，胎架上所划的线型与理对角线之差不大于2mm2mm，胎架水平度不大于论线型允许偏差为±。

5mm节段的型值制作三只节段胎架和一只总2#1＃、制作胎架时，先按＃、装胎架，在纵向、横向、高度方向用洋冲打好安装网格线，待13在胎架上制作节段的型值修正胎架，3＃、4#节段装焊完毕后再按2#个节段。

节段，以次类推，在该只胎架上制作114#＃、6、零件加工零件加工需遵循以下原则：

）结构部件的零件，原则上应采用气割切割，并优先考虑精密1（切割、仿形切割、数控切割、等离子切割等方法，手工切割只能用于次要零件或手工切割后还要进行加工的零件。

）焊接表面和邻近焊缝表面不应有松散和很厚的氧化皮、漆（2.

.

皮、锈、潮气、油污或其他杂质，以免妨碍正常焊接作业或产生烟尘。

（3）所有埋弧焊（包括角焊缝）被焊钢板表面，凡焊剂可能接触部位的浮锈，均应一律去除干净，以防浮锈混入焊剂中。

（4）所有引弧板与熄弧板的表面，均应打磨，彻底去除氧化皮。

引弧板及熄弧板一般应用相应的钢种。

（5）所有高强度螺栓孔的钻孔，应用钻模钻孔。

（6）制成的孔应为正圆柱形，孔壁光滑，孔缘无损伤不平。

刺宵应清除干净。

（7）钻孔时，应经常用试孔器检查孔径质量。

钻孔时不得使用油剂冷却液。

（8）零件边缘加工后，应无杂刺、渣、波纹；崩坑等缺陷应修磨匀顺，刨铣时应避免油污污染钢板。

（9）零件和部件的矫正和弯曲：

a.零件和部件可采用机械冷矫正或热矫正；

b.采用热矫正法时，矫正温应控制在900℃以下；

c.经矫正的零部件表面不得有明显的凹痕或其它损伤，否则还需整形。

（10）有磨光顶紧要求的杆件，端部必须铣头，加工深度不应小于3mm，加工面的表面粗糙度Ra不得低于25μm，加工面与腹板垂直度偏差应小于0.01（板厚）且不得大于0.3mm。

7、闭口纵肋（U形肋）的加工方法

闭口纵肋为U形，工厂制作时，先设计一副压模，然后在315T油.

.

压机上压制成形。

U形肋加工要求：

（1）U形肋折角圆弧半径R=3t（t为壁厚），两侧壁向外倾斜。

（2）在钢板两侧开好焊接坡口并划出折角线。

（3）折角线两端边缘应光顺，不光顺的折角线两端边缘则打磨光顺，以防止压制时边缘裂缝的产生。

8、底板片段的制作

布置底板片段装配作业线和施焊作业线各一条，制作时，将底板依次平置于装配作业线上，以板中心定位，用螺旋压紧器将底板压紧，依装配线所定尺寸进行划线，U形肋反置于底板上用靠模初定位，检查确认后，沿U形肋长度方向，顺沿靠模定位并进行定位焊，然后每移位700mm定位点焊一次，每次定位焊长度约40mm。

完成装配后的底板片段，应松开压紧器，并将该片段转运至施焊作业线或存贮区，再进行后续片段的装配。

将装配后的底板片段平置于无余量反变形胎架上（见图五），靠模定位，用螺旋压紧器将片段压紧在反变形弧形胎架上，用CO气体保护2焊焊机进行施焊，当焊机运行至后续片段后，可拆开前面片段的压紧器，待完全冷却后，将该片段吊至校正平台进行校正。

.

.

二氧化碳气体保护焊焊底板片弧形胎反变形胎架图五

9、腹板片段制作

布置腹板片段装配作业线和施焊作业线各一条，制作时将腹板平置于装配线上，以板中心定位后，用螺栓压紧器将腹板压紧，纵向加强筋用靠模定位，检查确认后，沿长度方向每移位700mm定位点焊一次，定位焊长度约50mm。

完成装配后的腹板片段应松开压紧器，并将该片段转运至施焊作业线或存贮区，再进行后续片段的装配。

将装配后的腹板片段吊至船型胎架上，用埋弧自动焊焊接腹板与加强筋的焊缝，待完成装焊后的腹板片段吊至平面胎架上，划线装焊锚箱。

10、横隔板片段制作

将横隔板吊上平面胎架，固定后划线，装配竖向加劲肋和水平肋，用CO气体保护焊焊接横隔板与竖向加劲肋之间的焊缝，待完全冷却2.

.

后，进行校正。

由于竖向加劲肋与顶板为磨光顶紧，顶紧后需用0.2mm的塞尺塞入面积不应该超过25%，因此竖向加劲肋需加放余量，并应对其端部进行精加工。

11、高强度螺栓连接工艺

（1）本桥钢结构的悬臂底板采用高强度螺栓连接。

采用摩擦型高强度大六角头螺栓连接副。

螺栓直径采用M24，强度等级为10.9级。

（2）为保证钻孔质量，本桥所有高强度螺栓孔均在平面位置采用套模钻孔和配钻钻孔工艺进行钻孔。

（3）悬臂底板上一端螺栓孔在平面板片段制作时，采用模板在平面胎架上钻制，另外一端螺栓孔待钢箱梁节段拼装完成后，使用模板在拼装胎架上钻制，其连接板的螺栓孔使用模板预先钻制。

（4）应经常检查钻孔套的质量情况，若套模松动或磨耗超限时，应及时更换。

（5）钢板摩擦面要求摩阻系数μ≥0.45，因而对材料加工时应根据连接面加工的条件和抗滑系数测定结构，对其主要控制参数，如粗糙度、表面平整度、几何公差等进行检测，并提至监理认可。

（6）抗滑系数试验采用的试件，应与所代表的钢结构同一材质，同样的喷砂工艺方法，同批制造，相同的存放条件，随同构件运送工地，在工地安装前进行交验，具体检验方法按JTJ041-2000的有关规定进行。

（7）连接板外表面表面处理后，采用保护措施防止钢板锈蚀，但不能影响高强度螺栓安装时的扭距系数值，以保证防护和安装质量。

.

.

（8）构件在运输、吊装、拼装过程中，不得碰伤螺栓连接外表面的防锈层，如有碰伤则暂不使用。

严防在防锈层上沾有油污，不慎沾上油污者应以汽油清除，构件拼装前，应消除螺栓孔内和接头钢板表面的污物。

12、钢箱梁节段的拼装

钢箱梁的拼装在长24米、宽33米的胎架上进行，在拼装前，根据大桥设计线型，调整胎架线型，使其与设计线型相符。

（1）钢箱梁拼装流程图

吊装底板片段并焊接—→中间横隔板片段的装焊—→腹板片段的装焊—→两侧横隔板的装焊—→底板的装焊—→预拼装—→拼装—→焊接—→检验—→划出安装位置线—→脱胎架—→校正焊接变形—→检验—→打好装配网格线。

（2）底板片段安装要求

a.底板片段吊装前需打磨坡口；

#片段）底板3#片段、2片段，定位后向两侧（底板1#b.先吊装底板延伸；c.底板片段定位后，端口用机械压马压紧，点焊固定；气体保护焊打底，埋弧自动焊盖面。

d.点焊完成后，采用CO23（）腹板片段安装要求a.腹板片段安装前，先用激光经纬仪定位，划出装配线；CO采用手工焊或气体保护焊焊接腹板与底板之间的焊缝；b.2c.锚箱索导管只临时定位，不作焊接，待现场安装时调整索角度。

.

.

（4）横隔板片段安装要求

a.腹板片段安装前，先用激光经纬仪定位，划出装配线；

b.采用手工焊或CO气体保护焊焊接腹板与底板之间的焊缝；2c.锚箱索导管只临时定位，不作焊接，待现场安装时调整拉索角度。

13、预拼装

（1）钢箱梁拼装结束后，检查相邻节段间隙，打好装配线。

确保现场拼装一次成功。

（2）打磨孔边毛刺、板层间刺宵、电焊飞溅等。

（3）预拼装时螺栓应紧固，使板层紧密，冲钉不得少于孔眼总数的10%，螺栓不得少于螺栓孔总数的20%。

（5）预拼装的质量应符合JTJ041-2000规范的有关规定。

14、钢箱梁合拢段的制造

合拢段的制造在最后一个轮次进行，其制作长度要预留余量，以便根据实际情况进行调整，余量的具体长度按设计和安装单位的要求，待全桥即将合拢时，根据安装单位提供的合拢长度，在相同的温度下切割余量。

15、分段的临时加强

为了防止分段在吊装、搁置、运输等情况下的变形及损坏，特在分段一端（无横隔板）设置假框架，假框架结构由18#槽钢和L75×5角钢组成。

16、安装吊耳

.

.

在每个节段上安装四个吊耳，吊耳必须设在横隔板与腹板相交处，以避免钢箱梁产生局部变形，吊耳吊用D型吊耳，每只吊耳允许负荷60吨。

（见图六）

图六、除锈、油漆17）除锈（1焊接飞渣、氧化皮、须除尽表面上的油污、油漆前采用喷砂除锈，级，表面铁锈，并打磨焊缝和尖角，将钢板外表面喷砂处理至Sa2.5高强,手工除锈等级为St3级m,90粗糙度尽可能降低，控制在～120μ级。

度螺栓连接面喷棱角砂，除锈等级为Sa32）油漆（油漆体系待定（图纸中未明确油漆体系）（到50mm30工厂只留一道面漆不涂，并在拼装焊缝处留～暂不涂装.

.

工地焊接后涂装），涂层的漆膜厚度采用漆膜侧厚检测，干膜厚度允许偏差为-25μm，每层干膜厚度允许偏差为-5μm，涂装应均匀，无明显起皱、流挂，附着情况良好。

六、焊接工艺评定

对首次使用的焊接工艺必须依照《铁路钢桥制造规范》（TB10212-98）进行焊接工艺评定，但Q345D是我厂多次使用的焊接母材，在施工前，将工艺评定方案上报监理，以确定工艺评定范围。

1、评定标准：

《铁路钢桥制造规范》TB10121-98。

2、评定对象：

顶板、腹板、底板的对接接头。

3、焊接方法：

手工焊、埋弧自动焊、CO气体保护焊。

24、焊条（丝）、焊剂的选用

由于钢箱梁主要材料为Q345D，按照焊条选用原则，手工焊焊条选用E5015，埋弧自动焊焊丝及焊剂为HO8MnA+HJ431，CO气体保护焊焊2丝为CHW-50C6或TWE-711。

5、手工焊

（1）试样尺寸如图七：

.

.

δ图七2）试样数量：

一块；（）焊接工艺（3；，φ53.2a.焊条：

E5015，直径为φ电极：

直流反接；b.c.坡口形式如图八：

图八.

.

d.先用φ3.2焊条打底，电流为110A~150A，电压20V~22V；

e.再用φ5焊条盖面，电流为170A~230A，电压20V~22V;

f.用碳刨刨反面焊缝；

g.用φ3.2焊条打底（反面焊缝），电流110A~150A，电压20V~22V；

h.再用φ5焊条盖面（反面焊缝），电流170A~230A，电压20V~22V。

6、埋弧自动焊

（1）试样尺寸如图九：

δ

δ

图九）试样数量：

一块；（23（）焊接工艺：

HJ431；，焊剂：

，直径φ焊丝：

a.H08MnA4mmb.电极：

直流反接；.

.

c.坡口形式如图十：

浮舟

°

I放大

图十3.2mm；，直径φd.先用手工焊进行封底，焊条为E5015，电压36V~38V用埋弧自动焊焊正面焊缝，电流630A~650A，e.25m/h；速度约面清根；f.反，36V~38V，电压600A~620Ag.用埋弧自动焊焊反面焊缝，电流。

速度约45m/hCO气体保护焊7、2）试样尺寸如图五；1（）试样数量：

一块；（23（）焊接工艺：

1.2mm；，直径φ或焊丝：

a.CHW-50C6TWE-711b.电极：

直流反接；.

.

c.坡口形式如图六；

d.用φ1.2mm焊丝焊第一、二层正面焊缝，电流电流230A~280A，电压25V~30V，气体流量10~15L/min，焊接速度20m/h~30m/h；

e.用碳弧气刨刨反面焊缝

f.焊第一、第二层反面焊缝；

8、焊缝质量要求

（1）外观质量：

焊缝尺寸应符合要求，外观缺陷按一级焊缝检验。

（2）内部质量：

超声波探伤，探伤比率为100％，焊缝等级为一级，评片等级为Ⅱ级；X光片探伤，焊缝等级为一级，评片等级为Ⅱ级。

9、试验内容

（1）对接接头拉伸试验：

尺寸如图十一：

（检测抗拉强度σ）b

图十一，（检测抗拉强度σ2）熔敷金属拉伸试验：

试样尺寸如图十二：

（b5延伸率δ）.

.

图十二3）弯曲试验：

侧向弯曲（试样尺寸如图十三：

图十三A））低温（（4-20℃）冲击试验（检测冲击吸收功KV个试样的缺口开在焊缝中心。

（六个点。

试样尺寸如图十四：

其中31mm3个试样的缺口开在熔合线外处）

.

.

图十四5）硬度试验（

七、运输及堆放最大高度为，根据节段划分计算结果：

钢箱梁节段最大长度为12m吨。

考虑到京杭运，钢箱梁的最大重量为204.462.8m，宽度均为33m，为确保钢箱梁安全运输到（主要是桥梁的航行净空）河的通航能力，，以降低船现场，我厂特制作浮舟作为钢箱梁的运输工具（见图十五）舶吃水。

具体路线为：

工厂—→下水—→京杭运河—→施工现场。

运输时，我厂选择在凌晨进行，并需港监部门疏散交通。

.

.

图十五1、运输设备250T；

（1）液压横移车：

载重台，需用两台；160T/

（2）横移小车：

载重；3）舟桥：

载重300T（拖轮。

）500T（4、堆放流程：

2钢箱梁节段拼装—→脱离胎架—→厂内临时堆场—→涂装工棚—→厂内堆放—→下水道—→下水—→航行—→运到吊装指定位置。

3、运输、堆放时注意事项有排水系统。

应当坚实、平整、通风、

（1）构件节段的堆放场地，）构件支点的垫点放在设计指定的有横隔板、纵向腹板或其他（2允许的部位，一般不宜两段叠放。

）存放构件节段应按工地安装顺序编号，并按吊运顺序安排位3（置。

）成品节段短途转移时，应避免应避免擦伤、扭折、坠落等人4（为损伤。

.

.

（5）起吊点必须放在经设计确认的位置，不允许用捆绑、挂钩等方式起吊。

（6）构件节段在运输过程中应防止倾倒、碰撞，支点要平移、多头、可靠，要采取可靠措施防止意外和碰损。

（7）发运明细表和附件应一并随构件节段配套发送。

八、现场制作工艺

1、拼设钢砼结合段钢箱梁支架

（1）地基与基础

满堂支架以地基作为支承，根据本桥桥位地质情况和地面构造物实际情况，满堂支架地基需作处理，沿