呼市东互通L匝道桥钢箱梁施工设计方案.docx

1、呼市东互通L匝道桥钢箱梁施工设计方案京藏高速公路呼和浩特至包头段改扩建工程呼市东L匝道桥钢箱梁安装专项方案 HBTJ-1 合同段项目经理部呼市东互通L匝道桥箱梁施工组织设计1.工程概况本桥理论桥跨为2x40米，为两跨等截面连续钢箱梁桥，是连接呼和浩特至锡林浩特跨线改建桥，钢桥纵向位于1.6%的上坡及R3500米的凸竖向曲线上，安装时在桥跨中部设置1.625cm预拱度;钢桥横坡由梁段绕中轴线旋转而成.如下图。全桥钢箱梁横断面为单箱单室构造，桥顶面单幅桥宽15.5米，底面宽11.5米，梁高1.8米，主要由顶板、底板、腹板、横隔板、U肋、悬臂板等组成，如下图。2本工程拟采用的标准（1）公路桥涵施工技

2、术规范（JTJ041-2000）;（2）钢结构工程施工质量验收规范（GB 50205-2001）;（3）铁路钢桥保护涂装（TbT1527-2004）;（4）铁路钢桥制造规范（TB10212-2009）;（5）金属拉伸试验方法(GB228-2002)；（6）金属弯曲试验方法(GB232-2002)；（7）金属夏比（V型缺口）冲击试验方法(GB229-1994)；（8）低合金高强度结构钢（GBT1591-2008）；（9）建筑钢结构焊接技术规程（JGJ 81-2002）；（10）热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量、及允许偏差（GB709-88）；（11）手工电弧焊焊接接头的基本形式与尺寸（GB985

3、-88）；（12）埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸（GB986-88）；（13）低合金钢埋弧焊用焊剂（GB12470-90）；（14）钢熔化焊脚接焊缝磁粉探伤（JBT6061-92）；（15）钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级（GBT 11345-1989）。（16）金属熔化焊焊接接头射线照相（GBT3323-2005）；3.施工组织安排根据本工程的特点，我标段将合理设置施工组织结构，配置技术能力强、施工经验丰富的管理人员进行现场管理；配置适合本工程特点的设备进行施工。拟投入的劳动力配置计划表拟投入的劳动力配置计划表序 号项 目数 量（人）配置总数板单元制造桥位安装备 注1放样、切割1010

4、2装配工2010103气刨工3124焊工3818205涂装工2010106电工2117起重工3128辅助工2010109小计1166155注：人员根据实际生产进度进行动态调整。4 .拟投入本工程的设备及仪器拟投入本合同项目的主要机械设备及仪器清单序号机械设备名称规格型号数量（台套）备注1数控火焰切割机12半自动火焰切割机103手把切割104CO2保护焊机205埋弧焊机16直流电焊机107桥式起重机5-10吨68龙门吊16吨34M29角向磨光机若干10喷砂机211空压机412无气喷涂机213冲击试样缺口拉床114手拉葫芦1015水准仪116全站仪117长度检测工具若干18测厚仪15.施工总体策划

5、5.1 钢箱梁制作安装总体思路根据现场施工环境及钢箱结构形式，本钢箱梁拟采取“车间板单元+现场散拼成桥”的方式进行钢箱梁制造。（1）车间板单元制作本阶段主要完成顶板单元、横隔板单元、底板单元、腹板单元和翼缘板单元等的焊接、单元件表面处理、电弧喷铝和油漆喷涂等工作。（2）现场散拼成桥（a）本阶段主要完成钢箱节段组装、焊接及油漆喷涂等工作。（b）为配合钢箱板单元卸货和吊装转运，在整个桥位区域配置1台跨距34米，悬臂长8米，额定起重16吨的龙门吊。龙门吊的悬臂在使用时根据施工位置需要及不同的施工阶段将其布置在相应的转吊区域，保证全桥施工时，转吊的货物始终不会从正在运行的道路上方通过。（c）为保证包头

6、至集宁道路顺畅通行和确保有足够的通行高度，拟在包头至集宁道路的中间隔离带和道路两侧分别搭建5个临时支墩，并采用架桥机梁安装在83支墩上作为龙门吊轨道梁，保证龙门吊能够覆盖整个施工区域。（d）为满足散拼需要,在桥位区域内搭建满堂支架,并在支架上铺上20工字钢,然后在工字钢上焊接马板,通过马板标高保证连续梁线形.（e）为减少下方交通的影响，拟在下方道路两边分别搭建2个4.2米通道，通道上面用45a工钢进行支撑，工字钢下方面采用安全网和彩钢板进行隔离，确保施工位置通行高度在4.2米以上，保证焊接施工时不对通道产生大的影响。（f）为加快施工进度,拟采取多个作业面同时施工,制作和安装时均从中间部位的节段

7、进行制作,然后以此为基准,分别往两端进行节段组焊。（g）为保证改建桥梁的通行问题，全桥拟先进行半幅拆除，然后搭建临时栈桥，将原老桥车辆引入栈桥，在拆除另外一幅桥，然后搭建满堂支架桥位散拼另一幅桥。当先修的半幅桥贯通后，将车流引入新修钢桥，然后拆除栈桥上的钢板，直接在栈桥支架上安装组拼台架，散拼另一幅桥。5.2 钢箱梁施工流程5.3 现场平面布置示意图现场立面平面布置示意图现场立面示意图（栈桥侧）侧面示意图1侧面示意图26.钢箱梁施工工艺方案6.1 钢箱梁施工前准备6.1.1 施工技术文件准备根据本工程施工特点及施工需要进行施工图纸、焊接工艺评定方案等技术资料的准备。钢箱梁制造技术资料主要包括：

8、（1）钢箱梁节段划分图：按照规范及设计的要求进行节段划分，然后报监理及设计进行审核。（2）施工图：按照审核批准后的分段方案进行生产图纸转化，将其转化成满足生产需要的节段总图、部件图、零件图、排料图等。（3）焊接工艺评定方案：按照TB10212-2009及产品接头形式拟定工艺评定方案，并报监理审批。（4）钢箱梁施工组织设计（5）钢箱梁板单元制作工艺（6）钢箱梁桥位组装工艺（7）钢箱梁桥位满堂支架设计及计算6.1.2 工艺评定试验（1）按照TBT10212-2009 附录C的要求制定“焊接工艺评定方案”,并报监理工程师进行审批。（2）按照审批后的“工艺评定方案”制作工艺试板.并进行相关项目的检验和

9、试验。（3）所有试验均在监理工程师的旁站监督下完成,工艺评定试验通过后，按照工艺评定结果制定焊接、施工工艺规程。焊接工艺评定试验程序见下图。焊接工艺评定流程图6.1.3 主要材料采购及验收（1）钢板进场验收（a）钢板复验程序流程图（b）根据图纸要求，本次工程主体所采用的钢材为Q345D,其材料的化学成分和力学性能应符合低合金高强度结构钢（GBT1591-2008）的规定。（c）根据设计图纸材料要求及工程量，编制材料统计清单，统计时充分考虑材料的套裁、搭配、消耗率，同时要做到规格尽量要少。（d）材料到场后，积极组织人员进行材料进场验收工作。（e）按照低合金高强度结构钢（GBT1591-2008）

10、标准规定的试验方法：化学成份按GB223钢铁及合金化学成份分析方法进行，机械性能按照GB228金属拉伸试验方法及GB6397金属拉伸试验试样、GB232金属弯曲试验方法、GB229金属夏比（V型缺口）冲击试验方法进行检测，严格按桥梁用结构钢（GBT714-2008）标准进行验收。（f）检查钢材表面锈蚀等级是否符合涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级（GB8923-88）的规定。（g）检查钢材的外观尺寸偏差是否是允许范围之内。（(n为对接接头数量)，且底板的坡口方向均朝上，如下图。（2）按涂装体系要求对底板顶面U肋覆盖区域喷涂刷无机富锌底漆。（3）将U肋进行喷砂处理，然后对其内外表面进行防腐处理。（

11、4）底板单元组装 以纵横基线为基准，划线组装U肋。注意：U肋组装时需从一端往另外一端进行点焊固定。组装完毕，将其转至反变形台架上进行焊接，宽度为1.83米的反变形台架弦高控制在2060mm之间，如下图。组装完毕结构示意图反变形台架示意图为保证U肋80%熔透，底板单元焊接时，需将反变形台架倾斜20度，使其变成船形焊位置。（5）底板单元焊接焊接方法：采用实芯焊丝二氧化碳气体保护焊焊接。焊接顺序：先焊中间U形肋的焊缝，然后对称焊接两侧U肋的焊缝，焊接时，需从焊缝中间往两侧对称施焊，如下图。焊接顺序示意图（6）二次号割：焊接完毕，经矫正处理后，以横基线为基准，划线切割底板另一端至要求尺寸（L-4*n）

12、，并按图纸要求切割焊接坡口。（7）防腐处理：板单元尺寸和焊缝质量均检查合格后，转至喷砂涂装工序，按涂装体系要求进行表面处理、电弧喷铝及完成除末道面漆外的其他所有油漆喷涂。 注意：焊接部位两侧需各预留至少50mm不喷涂油漆，并将坡口进行保护。6.3.3 顶板单元制作 （1）顶板单元结构与底板单元类似，均由顶板和U肋(或加劲肋)组成，如下图。 顶板单元结构图1 顶板单元结构图2 （2）制作基本流程：下料及成型顶板内表面及U肋内表面处理U肋覆盖区域喷涂刷无机富锌底漆顶板单元组装焊接校正二次号割防腐处理（3）注意事项：带加劲肋顶板单元可直接进行组装焊接，待组焊完毕后整体进行喷砂防腐处理。顶板段内及段间

13、连接坡口均开成单边V形25度，且均朝箱体上方。下料及二次号割时注意减去因采用陶瓷衬垫工艺而预留的间隙尺寸（L-4*n）。（4）各工序制作要求请参见“6.3.2 底板单元制作”相关内容，此处不在重述。6.3.4 腹板单元制作（1）腹板单元由腹板和加劲肋组成，如下图，结构与靠近悬臂位置的顶板单元相类似，如下图。（2）制作流程：下料组装焊接校正二次号割及开坡口喷砂腹板外露面电弧喷铝涂装（3）注意事项：腹板坡口均在板单元制作完毕后开。腹板与顶面连接坡口为单边V形30度坡口，方向朝箱体外；腹板与底板连接坡口为单边V形30度坡口，方向朝箱体内；腹板段间对接坡口开成单边V形25度，采用单面焊，反面清根工艺。

14、坡口朝向箱体内。（4）各工序制作要求请参见“6.3.2 底板单元制作”相关内容，此处不在重述。6.3.5 横隔板单元制作（1）横隔板单元主要由横隔板、人孔圈、水平加劲肋和竖向加劲肋组成，如下图。横隔板结构示意图（2）制作基本流程：（a）下料及成型：采用数控火焰切割机编程下料，U肋开口尺寸需单侧大于设计尺寸2mm。采用半自动火焰切割机划线切割加劲肋和人孔加强圈采用折弯机进行人孔加强圈成型，人空加强圈从中间一分为二分别进行成型。（b）横隔板组装将横隔板放在平台上，然后以横隔板中心为基准，划线组装水平和竖向加劲肋。组装时，从中间位置依次向两端点焊固定。组装人孔加强圈。（c）焊接焊接方法：采用实芯焊丝

15、二氧化碳气体保护焊焊接。焊接顺序：先焊人孔加强圈与横隔板的贴角焊缝，再焊人孔加强圈对接焊缝，然后焊竖向加劲肋贴角焊缝，再焊竖向肋与水平肋的贴角焊缝，最后焊接水平加劲肋与横隔板贴脚焊缝。焊接时注意对称施焊，长焊缝需从中间往两侧对称施焊。焊接顺序如下图。横隔板焊接顺序示意图（d）焊接完毕，检查外形尺寸及焊缝外观质量，经检查合格后，转入涂装工序，按涂装体系要求进行油漆喷涂。6.3.6 焊接质量检查1 钢箱梁焊接外观质量检查（1）焊缝焊接完毕后，应及时进行焊缝外观检测，并填写检测记录。所有焊缝均不得有裂纹、未熔合、焊瘤、夹渣、未填满及焊漏等缺陷。检测项目及标准见下表。2 钢箱梁焊接内在质量检查（1）焊

16、缝探伤应在焊接24小时后进行，探伤人员须持证上岗，且探伤设备在检定周期内。（2）焊缝无损检验的质量分级、检验方法、检验部位及执行标准应符合设计文件规定。6.3.7 钢箱梁板单元涂装及检验要求1外涂装体系层号涂料名称干膜厚度（m）涂装道数表面处理施工方法施工场所1电弧喷铝1301喷砂除锈至Sa2.5级，粗糙度Rz40-100m二次除锈至St3级，粗糙度Rz40-10m工厂2环氧云铁封闭底漆201无气喷涂工厂涂装3环氧云铁中间漆602无气喷涂工厂涂装4改性聚氨酯面漆802无气喷涂工厂涂装5改性聚氨酯面漆401无气喷涂现场涂装2内涂装体系：序号涂料名称干膜厚度（m）涂装道数表面处理施工方法备注1环氧

17、沥青涂料2404无气喷涂钢箱内表面2无机富锌底漆401无气喷涂U肋内表面3无机富锌底漆751无气喷涂钢桥面板顶面3涂装要求及注意事项(1)按图纸规定涂层配套进行喷涂，涂装材料、工艺及性能要求等亦应符合图纸要求。(2) 涂装前仔细确认涂料的种类、名称、质量及施工位置，并对批量油漆的主要性能指标和粘度、附着力、干燥时间等进行检验。(3) 对双组份涂料要明确混合比例，并搅拌均匀、熟化后使用。混合后如超过使用期，则不得使用。(4) 涂料按涂装方法（喷涂或刷涂）、工作温度、湿度，用规定的稀释剂。如变动稀释剂的品种和用量，必须经甲方代表的批准，否则不得使用。(5) 注意留出焊缝处不涂油漆，节段分段边缘（即

18、接头50mm宽）不喷漆，以免影响焊接质量。(6) 根据涂料性能选择正确的喷涂设备，在使用前应仔细检查储料罐、输料管道及喷枪是否干净、适用；检查高压空气压力、管道喷嘴是否符合工艺要求，高压空气中是否有其他油物和水。(7) 在运输和安装过程中，对损坏的油漆及需现场补涂的应进行补涂，对大面积损伤的，必须重新打砂按层修补。局部小面积损伤者用手工打磨，进行修补。 4涂层质量要求和检测(1) 漆膜的外观要求漆膜要求平整、均匀，漆膜无气泡、裂纹，无严重流挂、脱落、漏涂等缺陷，面漆颜色与比色卡相一致。(2) 漆膜厚度的要求与检测（a）用电子涂层厚度仪和磁性测厚仪、横杆式测厚仪等测量漆膜厚度。(b) 每涂完一层

19、后，检查干膜厚度，出厂前检查总厚度。 (3) 漆膜附着力的检验漆膜附着力测试采用划格法按色漆和清漆、漆膜的划格试验(GBT9286-1988)进行划格评级，并应达到1级以上。6.3.8 钢箱梁板单元存放和运输（1）检验合格的单元件转入专用存放场地存放，单元件转运时加专用托架，存放场地基础具有足够的强度，满足存放承载要求。（2）不同的单元件单独存放，底板单元件最多叠放4 层，横隔板单元件最多叠放5层，腹板单元件最多叠放3 层。层间垫放2002803000 垫木，垫木沿单元件长度方向间距不大于5m，且应摆放整齐平稳，防止堆放变形。（3）根据板单元的实际长度，制定运输方案，必要时对整个运输路线进行现

20、场察看。（4）运输过程中采取捆绑、加垫木等方式对构件进行固定，防止构件扭曲和边缘损伤。6.4.钢箱梁桥位组拼6.4.1 钢箱梁安装支架设计及计算分析1满堂支架设计根据施工需要，满堂支架结构如下图。满堂支架结构示意图满堂支架中间位置均按照步距0.6米，高0.9米的进行布置，两端位置按步距1.2米，高0.9米间距布置。为确保受力的均匀性。立杆顶端采用工字钢作为支撑横梁。 安全通道上方采用45a工字钢作为横梁，工字钢在横桥向按1米的间距进行布置。在通道中间3米位置用20a工字钢将其他横梁连接在一起。2满堂支架受力分析(1)满堂支架受力分析根据满堂支架跨距，在同一横梁下至少有13根立柱进行支撑，按立柱

21、单根竖向允许承受载荷30kN计算，每排即可承受390kN,远远大于钢箱梁在本跨距内的自重。(2)行车通道位置横梁受力分析载荷分布及载荷大小：按梁单元均布载荷分析，其载荷大小为15KNm;边界条件：钢管支架底部刚性连接分析结果：（a）位移：最大变形为4.5mm，满足规范要求。（b）应力：最大组合应力为-115.76MPa（c）曲屈模态:临界载荷系数为20.753.栈桥结构设计(1)栈桥主要由三角支撑架、纵梁（工字钢和贝雷片）、横梁、分配梁、钢板等组成，基本结构如下图。栈桥立面和平面布置图横截面示意图（两端各20米位置）横截面示意图（中间40米位置）(2)材料选用：栈桥下方全部采用83军用支墩搭建

22、临时支墩，然后在支墩上放置贝雷片和45a工字钢作为纵梁，上方采用20a工字钢和30mm的钢板作为分配梁。桥两端采用20a型钢焊接成20%的支撑三角架。将栈桥与原来混凝土桥面进行过渡连接。（3）纵横梁间距：两端纵梁（贝雷梁）按间距0.9m间距进行布置，中间部位纵梁（45a工字钢）按0.8米间距布置，横向分配梁基本上按间距按0.5米布置4.栈桥计算（1）栈桥两端部位按照跨径9米，路宽4.5米，长9米进行建模分析计算。（2）栈桥中间部位按照跨径7米，路宽12米、长14米（两跨）进行建模分析计算。（2）移动工况起汽车载荷，其按公路1级进行加载，即车道载荷的标准值为10.5KNm,集中载荷标准值为180

23、KN.（3）边界条件：分配梁与纵梁弹性连接，纵梁与横梁刚性连接。（4）栈桥两端位置结构分析结果（a）位移：最大变形为3.24mm，满足规范要求。（b）应力：最大弯应力为96.55MPa,最大剪应力为76.08MPa，满足规范要求。（5）栈桥中间位置结构分析结果（a）位移：最大变形为4.77mm，满足规范要求。（b）应力：最大弯应力为94.06MPa,最大剪应力为90.91MPa，满足规范要求。6.4.2钢箱梁桥位施工准备1.满堂支架搭建本桥采用碗口支架进行支撑，支撑上方采用20a工字钢进行连接，并采用工字钢作为支撑调整马板，确保桥的线形符合设计要求，为保证支架底部连接有足够的强度,在支架搭建前

24、采用混凝土进行硬化处理,硬化厚度约50mm,保证地基有足够的承载力。2.栈桥支架搭建（a）浇筑条形基础，并预埋支墩连接钢板。（b）安装83支墩、纵梁、横梁、分配梁等。（c）安装防护隔离网及隔离板，并根据实测标高放样制作两端的三角支撑架。3.起吊设备安装与调试(1)先安装龙门吊轨道梁支墩，再安装轨道梁，最后安装龙门吊，龙门吊轨道梁支墩全部采用83式铁路轻型军用桥墩，其支墩顶高程为桥顶面最低位置标高降1000mm，现场支墩布置如下图。 (2)注意，安装轨道梁时需保证跨距误差及纵向坡度在龙门吊安装规范的允许误差以内。6.4.3 钢箱梁节段桥位散拼（1）钢箱梁板单元运输至现场后，采用龙门吊将其转吊至满

25、堂支架上，然后采用“正装法”，以满堂支架为外胎，按照底板横隔板腹板单元悬臂横隔板顶板单元的顺序进行组装和焊接。基本组装流程如下图。组装定位底板单元：以桥中心线为基准，组装中间定位底板单元，组装时，需保证底板单元纵基线与桥中心线重合，如下图。组装其余底板单元：以桥中心线为基准，采用全站仪放出其余底板单元的中心线，然后按照组装定位底板单元的方法从中间依次进行组装，如下图。组装横隔板单元：采用全站仪按照理论位置划出横隔板的安装位置。并采用螺旋口将横隔板调整至垂直状态。 组装腹板单元：采用全站仪对腹板进行腹板定位。 组装悬臂横隔板：按照横隔板的位置组装悬臂板。 组装顶板：采用全站仪放出桥位顶板中心线，

26、然后按照组装底板的方式从中间组装顶板单元，如下图。 组装边缘悬臂板和装饰板：（3）为保证组装精度，减少横隔板槽口修切量，底板单元、顶板单元、横隔板单元均采用全站仪进行单独定位，即顶、底板单元纵基线与桥位所设置的纵向位置线必须保持重合。（4）为确保施工进度，现场散拼时采取从中间段往两端依次进行节段组拼的顺序进行组装和焊接。（5）特别说明：按照上述流程组装腹板时，加劲肋是从外侧直接插入横隔板，若施工过程中，操作不方便时，可将上述工序调整为：底板腹板横隔板悬臂横隔板顶板边缘悬臂板和装饰板。但需注意的是，如按后一种方法进行组装，腹板加劲肋在横隔板位置需进行开缺处理，在板单元制作时就需预留300组装，待

27、现场节段组拼完毕时，采用嵌补钢板进行对接。6.4.4 钢箱梁桥位焊接及检查（1）焊接方法：采用实芯、药芯焊丝二氧化碳气体保护焊进行焊接（2）焊接顺序：先焊接横隔板与加劲肋的贴脚焊缝，再焊接横隔板与顶、底、腹板的贴脚焊缝，然后焊接底板对接焊缝，再焊接腹板与顶、底板的连接焊缝，然后焊接顶板对接焊缝，最后焊接段间对接焊缝；焊接长焊缝时注意对工位对称施焊。（3）焊接检查：按照规范及设计要求进行焊缝外观质量和内在质量检查，并按要求填写相关检查记录，对不合格的地方按照返修的相关规定进行焊缝返修。6.4.4 钢箱梁桥位涂装在焊缝外观、焊缝内在质量和外形尺寸检测合格后，用钢丝刷或磨光机对其局部生锈表面进行清理

28、，清理干净后按涂装要求进行焊缝部位电弧喷铝、油漆补涂和面漆喷涂。6.4.5 支架拆除（1）全桥钢箱梁制作完毕，经自检合格后，报监理验收。（2）全桥验收合格后，采用汽车吊协助拆除龙门吊及钢箱梁下方支架。7施工进度计划及工期保证措施7.1施工计划7.2质量保证体系及措施7.2.1技术管理保证措施（1）强化管理、配备强有力的项目班子，落实项目责任制。（2）倒排施工计划，严格按计划控制施工进度。（3）本工程在人力、物力、财力和技术上充分保证，各职能部门积极配合，全力服务。（4）根据工程形象进度，按计划供应材料到现场。（5）作好雨雪天施工准备，保证连续作业。（6）现场施工期间采取两班作业，安装工程宜采用

29、早凌晨1时至5时作业，确保本工程按期完成。（7）根据设计要求及工程特点，编制各分项工程的施工方案，积极采用先进的施工工艺，科学地按施工进度合理调配劳动力。（8）严格规章制度作业，确保工程质量，杜绝质量事故发生，避免不合格品出现，缩短施工周期。（9）健全各项安全生产规章制度，杜绝违章指挥和作业，杜绝重大事故发生，确保施工作业有序地正常进行。7.2.2资源保证措施（1）以计划为龙头，零部件加工、现场安装等都必须认真做好配合协调工作，提前作好每道工序的人、财、物的各项准备工作。（2）公司为确保工期，将在人员、物质、周材、机械设备等方面全力按照项目的需求，及时协调保证供应。（3）公司将选派精干的项目管理人员和各专业工种的技术人员参加该工程的建设施工任务，为保证工期提供可靠的人力资源。（4）有计划性的开展工作，做到事事有准备，时时有储备，为保证工程连续施工提供可靠的资源保障。7.2