施工工艺方案.pdf

施工技术方案-1-1、工程概况、工程概况*大桥主桥上部结构为斜塔空间扭面背索斜拉桥，墩、塔、梁固结，跨径组成为96m+220m。其中96m边跨主梁为预应力混凝土边箱梁，桥塔采用独柱斜塔，塔高137m，预应力混凝土箱梁伸过桥塔10.5m，通过1.5m钢混结合段与钢箱梁连接。斜拉桥间距混凝土箱梁侧为4.21m，钢箱梁侧为12m，边跨混凝土箱梁侧为双索面，主跨钢箱梁侧为准单索面。钢箱梁制造共分五类（编号A、A、B、B、C）18个梁段进行，其中B梁段13个、B梁段2个，其余梁段均1个。钢箱梁梁段按矩形制造，即梁段断面与盖板垂直。钢箱梁为扁平单箱七室薄壁结构主要尺寸如下：梁高（标准段中心线处、外轮廓/内轮廓）3.500m/3.472m 双向横坡 2%顶板宽 38.0m 底板宽 26.5m 风嘴外悬宽 1.0m 总宽 40.0m 顶板厚 16mm、32mm（锚拉板处）上斜腹板厚 8mm 底板厚 12mm、16mm 下斜腹板厚 12mm 边纵腹板厚 14mm 中纵腹板厚 32mm 顶板 U 形加劲肋：板厚 8mm 上口宽 300mm 施工技术方案-2-下口宽 170mm 高 280mm 间距 600mm 底板 U 形加劲肋：板厚 6mm 上口宽 400mm 下口宽 250mm 高 260mm 间距 800mm，837.6mm 下斜腹板 U 形加劲肋：板厚 6mm 上口宽 400mm 下口宽 250mm 高 260mm 间距 800mm 加劲扁钢 厚 14mm 高 160mm 横隔板间距 3.00m、2.50m、3.25m 横隔板板厚 拉索处 16mm 非拉索处 12mm 支座处 18mm 施工技术方案-3-2、主要方案概述、主要方案概述 钢箱梁分节段在工厂制造，驳船运输至桥位，现场吊装、焊接成桥。斜拉桥主梁受力复杂，安装难度大，根据受力情况，考虑到安装起吊能力，钢箱梁共分 18 个梁段。零件下料采用预加补偿量和机加工余量一次下料的方法，零件采用数控精密切割，以确保分段组装时外形尺寸精度。2.1 钢箱梁分段划分 根据运输及安装要求，钢箱梁是由桥面顶板、底板、板式边纵腹板、中纵腹板、横隔板、风嘴等组成的单箱七室薄壁结构。桥面顶板为正交异性板，根据面板受力不同采用不同板厚，不同板厚相接时保证板件下缘齐平；底板不同板厚相接时保证板件上缘齐平。（如图 2.2 所示），钢盖梁各运输分段参数见表 2-1。表表 2.1 钢盖梁分段运输参数统计表钢盖梁分段运输参数统计表 2.2 单元件划分 根据厂内制造要求，钢箱梁分段划分为顶板单元件、底板单元件、横隔板单元件、中纵腹板单元件、边纵腹板单元件、风嘴单元件；3、放样、下料、加工及矫正、放样、下料、加工及矫正 施工技术方案-4-3.1 钢板矫平及钢材预处理 3.1.1 每块钢板第一道工序就是采用钢板矫平机进行钢板矫平，矫平的目的就是保证钢板的平整度及消除钢板轧制过程中的应力，确保产品制造精度。矫平设备见图 3-1 3.1.2 投入该工程的钢板，在钢板预处理流水线上完成抛丸处理和车间底漆工作。钢板预处理车间及设备见图 3-2。3.2 放样 放样严格按施工图纸和深化设计编制的下料套料图采用计算机放样下料。首制件采用数控切割机在钢板上进行 1:1 的喷粉划线，验证放样和编程的正确性。3.3 下料 3.3.1 所有板件或杆件的外露边缘均采用精密切割下料。主要零部件的自由边缘焰切面双侧倒棱，倒棱半径为 1.02.0mm，并沿纵向过渡匀顺。3.3.2 形状不规则件及较小件，如各类拼接板、端头封板、加劲板等均采用数控切割。数控火焰切割设备见图 3-3 3.3.3 各类杆件的翼缘板及腹板等距形板采用数控直条气割机进行下料。数控直条切割设备见图 3-4 图 3.-1 七星辊(厚板矫平)图 3-.2 钢板预处理车间及设备 施工技术方案-5-图 3-5 油压机 3.3.4 手工切割仅用于受设备限制不得已或需要再加工的边缘的才能使用，切割后要求对非加工边缘打磨修整。3.3.5 切割零件尺寸的允许偏差：精密切割 1.0mm；手工切割 2.0mm；3.3.6 精密切割零部件外露边缘表面质量符合的“切割面质量”的规定。3.4 零件矫正 3.4.1 零件矫正时根据结构型式确定冷矫或热矫。矫正前清除下料边缘的毛刺、挂渣。矫正后的钢料表面不应有明显凹痕和其它损伤，采用人工锤击方法矫正时，要求在上放置垫板。3.4.2 零件冷矫一般采用油压机，冷矫均在室 内厂房进行，环境温度不宜低于-12。3.4.3 零件矫正后的允许偏差符合铁路钢桥制造规范TB10212-98 的“表 4.3.3 零件矫正允许偏差”的规定 3.5 成型加工 3.5.1、圆柱型分段中的弧型零件均采用 三星辊压制成型。图 3-3 数控火焰切割机 图 3-4 数控直条切割机 施工技术方案-6-3.5.2、零件冷作弯曲时，环境温度不宜 低于-5，弯曲后的零件边缘不得产生裂纹。4、制造工艺流程、制造工艺流程 4.1、单元件制造 4.1.1 墩柱筒体单元件制造 零件检查 划线 圆柱型零件上胎架定位 横隔板定位 检查来料的零件号、外形尺寸、对角线、坡口、材质及炉批号等。依据单元件制造图的要求绘制单元件纵横基准线、结构装配线及端口检查线等，划线必须采用在计量有效期内的量具。确保圆柱型零件与横隔板贴合，并保证整体线形光顺。图 3-6 三星辊 施工技术方案-7-横隔板焊接 筒体对接缝焊接 矫正 标记、标识 4.1.2 墩柱柱脚单元件制造 零件检查 柱脚底板划线 单元件变形采用火焰矫正，矫正温度控制在 600800，自然冷却，严禁过烧、锤击和水冷。应严格按照指定的焊接规范参数和焊接顺序进行施焊。按单元件制造图的要求作好基准线和检查线的标记及单元件编号、方位等标识。检查来料的零件号、外形尺寸、对角线、坡口、材质及炉批号等。依据单元件制造图的要求绘制单元件纵横基准线、结构装配线及端口检查线等，划线必须采 施工技术方案-8-柱脚底板上胎架定位 加劲板组装 柱脚顶板组装 焊接 应严格按照指定的焊接规范参数和焊接顺序进行施焊。施工技术方案-9-矫正 标记、标识 4.1.3 盖梁顶板(腹板)单元件制造 零件检查 顶板(腹板)划线 顶板(腹板)上胎架定位 加劲肋组装 如纵肋有挠度不直，不能强行组装，应先矫正。应对线组装，特别要控制端口及横隔板处的组装精度。单元件变形采用火焰矫正，矫正温度控制在 600800，自然冷却，严禁过烧、锤击和水冷。按单元件制造图的要求作好基准线和检查线的标记及单元件编号、方位等标识。检查来料的零件号、外形尺寸、对角线、坡口、材质及炉批号等。依据单元件制造图的要求绘制单元件纵横基准线、结构装配线及端口检查线等，划线必须采用在计量有效期内的量具。施工技术方案-10-焊接 矫正 标记、标识 4.2、分段制造 4.2.1 墩柱分段制造 零部件检查 柱脚单元件上胎架定位 将单元件置于预变形亚船形摇摆焊接胎架上焊接，应按指定的焊接规范参数和焊接顺序进行施焊。单元件变形采用火焰矫正，矫正温度控制在 600800，自然冷却，严禁过烧、锤击和水冷。按单元件制造图的要求作好基准线和检查线的标记及单元件编号、方位等标识。检查来料的单元件编号、外形尺寸、基准线、结构线、坡口等。施工技术方案-11-筒体单元件组装 焊接 矫正 标记、标识 4.2.2 盖梁分段制造 零部件检查 应严格按照指定的焊接规范参数和焊接顺序进行施焊。分段变形采用火焰矫正，矫正温度控制在 600800，自然冷却，严禁过烧、锤击和水冷。按分段制造图的要求作好基准线和检查线的标记及分段编号、方位等标识。检查来料的单元件编号、外形尺寸、基准线、结构线、坡口等。对线组装筒体单元件，注意控制筒体的端口尺寸。施工技术方案-12-底板上胎架定位 中间横隔板定位 中间腹板组装 两侧横隔板组装 将底板吊至组装胎架上，按基准线对地样定位，然后再按地样复查纵腹板及横隔板组装线。将中间腹板对线组装，注意端口与面板的位置关系。对线组装中间横隔板，注意控制装配精度。对线组装两侧横隔板，注意控制装配精度。施工技术方案-13-两侧腹板单元件组装 顶板单元件组装 焊接 矫正 标记、标识 将两侧腹板对线组装，注意端口尺寸及端口与面板的位置关系。应严格按照指定的焊接规范参数和焊接顺序进行施焊。分段变形采用火焰矫正，矫正温度控制在 600800，自然冷却，严禁过烧、锤击和水冷。按分段制造图的要求作好基准线和检查线的标记及分段编号、方位等标识。施工技术方案-14-5、工地安装方案、工地安装方案 5.1.吊车选型 选用的主要吊装设备为两台 25t 汽车起重机进行吊装和配合 5.2 吊装用工装 在每个盖梁分段下面均设置支墩，支墩的位置均支顶在腹板与横隔板交点位置。支墩位置的地面基础需要具有25吨/平方米的承载能力。支墩形式采用直径为800mm，壁厚12mm的螺旋钢管，两端用直径 1000mm 的法兰盘封闭，法兰盘上设 8 个24 的螺栓孔，通过螺栓连接，实现支墩的叠加。钢管内部设加强肋，端头设 4 个吊耳方便安装。支墩如下图5-3 所示。图 5-2 临时支墩 施工技术方案-15-5.3 吊装工艺流程 钢墩柱分段吊装 架设分段 A、分段 C 临时支墩 架设分段 A、分段 C 施工技术方案-16-焊接分段 A 与中间墩柱 D 的角焊缝 架设分段 B 临时支墩 架设分段 B 施工技术方案-17-焊接盖梁分段对接缝 焊接两边盖梁分段与墩柱分段的角焊缝 焊接两边盖梁分段与墩柱分段的角焊缝 施工技术方案-18-拆除临时支墩，安装盖梁垫石 涂装 盖梁分段 施工技术方案-19-6、焊接工艺、焊接工艺 5-3 吊车站位示意图 吊车 施工技术方案-20-6.1 焊接材料的选用 所有的焊接材料必须有生产厂家的出厂质量保证书，并按现行有关标准进行复验，并保存检查记录备查。其中：CO2气体纯度大于 99.5%，且含水量小于 0.005%根据图纸确定的钢板规格、焊接接头型式拟定焊接材料（我们已经使用多年的，性能比较好的）、焊接方法，并进行焊接工艺评定试验，以确定焊接参数，规范施工。表 6-1 拟定焊接材料、焊接方法一览表 焊接方法 焊接材料 适用部位 备注 焊丝：H08Mn2E 埋弧自动焊 焊剂：SJ101 箱形杆件棱角焊缝 圆柱形钢管对接焊缝 工地面底板对接焊缝 CO2 气体保护焊 焊丝：ER50-6 箱形横隔板角焊缝 加劲板角焊缝 定位焊、焊缝返修 定位焊、焊缝修补 手工电弧焊 E5015 E4303 工装胎架制造 6.2 焊接一般规定 6.2.1 焊前清理要求 焊缝区域 30mm 范围不得有水、锈、氧化皮、油污、油漆或其它杂物。6.2.2 焊前预热要求(1)当环境温度低于 5、相对空气湿度80%，焊缝两侧 80100mm 区域内要求预热，施工技术方案-21-预热温度为 100120；(2)经焊接工艺评定试验确定的预热温度按具体要求进行预热。6.2.3 定位焊焊接要求(1)定位焊焊缝长度为 6080mm，间距 400500mm，定位焊应距焊缝端部 30mm 以上，且焊脚尺寸1/2 设计焊脚。(2)定位焊不得存在裂纹、夹渣、气孔、焊瘤等缺陷。定位焊如出现开裂现象，须先查明原因，然后用碳弧气刨清除原定位焊缝，再由装配人员重新定位。(3)定位工装严禁采用锤击法或疲劳破坏的方式拆除，须采用气割。切割时应留 3mm5mm的余量，然后铲掉余量、磨平。(4)定位焊采用手工电弧焊或 CO2气体保护半自动焊。6.2.4 焊接的一般要求(1)严禁在焊缝以外的母材上随意引弧。(2)角焊缝的转角处包角应良好,焊缝的起落弧处应回焊 10mm 以上。(3)埋弧自动焊如在焊接过程中出现断弧现象,必须将断弧处刨成 1:5 的坡度，搭接 50mm施焊。(4)埋弧自动焊焊剂覆盖厚度控制在 2040mm 范围，焊接后应待焊缝稍冷却后再敲去熔渣。(5)多层多道焊时,各层各道间的熔渣应彻底清除干净。(6)焊接时，严格控制层间温度，采用点温计在焊接过程中进行监控。(7)焊后清理熔渣及飞溅物，图纸要求打磨的焊缝按要求打磨平顺。(8)对接焊缝焊接时，在焊缝两端装设引、熄弧板，引、熄弧板的材质、坡口形式与母材保持一致。施工技术方案-22-(9)施工人员在施工过程中，如发现焊缝出现裂纹应及时通知工艺人员，工艺人员在查明原因后制订工艺方案，工艺方案经监理工程师批准后才能实施。6.3 焊缝返修 焊缝返修采用手工电弧焊或药芯焊丝 CO2气体保护半自动焊，经返修的焊缝应随即打磨匀顺，并按质量要求复验。修补办法参照表 6-2 选定。表 6-2 焊缝缺陷修补办法一览表 缺陷种类缺陷种类 修修 补补 办办 法法 切除临时连接板时留下缺陷 伤及钢材表面深度大于 0.1mm 小于 1mm 的缺陷应用砂轮磨平，深度超过 1mm 者，用手工补焊后砂轮修整。咬边 深度小于 0.5mm 用砂轮磨顺，深度大于 0.5mm 用手工补焊后砂轮修整。焊接裂纹 应查明原因，提出防止措施，用碳弧气刨清除缺陷。气孔、夹渣、未溶透凹坑等缺陷 用碳弧气刨清除缺陷，用手工电弧焊返修，焊后磨顺。自动焊、半自动焊起弧或落弧的凹坑 自动、半自动起弧或落弧的弧坑，如要继续施焊或补焊的时候，必须将原来的弧坑部分的焊缝两端，刨成不陡于 1：5 的斜坡，再继续焊接。6.4 焊接接头的检验与评定 6.4.1 焊缝外观检验 所有焊缝应待焊缝冷却后进行外观检查，并填写检查记录备查。焊缝外观质量要求符合 施工技术方案-23-“铁路钢桥制造规范TB10212-98 的 4.7.11-1 焊缝外观质量标准”。外观检查不合格的焊接构件，在未进行处理并满足要求之前，不得进入下一道工序。6.4.2 焊缝无损检验：a.焊缝施焊 24 小时后，经外观检验合格，才能进行无损检验。b.超声波探伤的内部质量分级按铁路钢桥制造规范TB10212-98 的“表 4.7.11-2 焊缝超声波探伤内部质量等级”的规定执行。c.焊缝超声波探伤范围和检查等级按铁路钢桥制造规范TB10212-98 的“表 4.7.11-3焊缝超声波探伤范围和检验等级”的规定执行，距离波幅曲线灵敏度及缺陷等级评定分别按铁路钢桥制造规范TB10212-98 的“表 D.0.1 超声波探伤距离波幅曲线灵敏度”和“表 D.0.2 超声波探伤缺陷等级评定”的规定执行。超声波探伤判断为裂纹、未熔合、未焊透（对接焊缝）等危害性缺陷等，判断为不合格。d.射线探伤的范围和数量按铁路钢桥制造规范TB10212-98 的第 4.7.11.6 条款执行。e.射线探伤执行标准及质量合格等级按铁路钢桥制造规范TB10212-98 的第 4.7.11.7条款执行。f.焊缝发现缺陷后的处理办法按铁路钢桥制造规范TB10212-98 的第 4.7.11.8 条款执行。g.当对焊缝进行超声波检查有疑问时，应进行 X 光射线检查。用射线和超声波两种方法检验的焊缝，必须达到各自的质量要求，该焊缝方可认为合格。6.5 产品试板 a.对焊缝质量等级为超声波探伤 I 级或 II 级的对接焊缝制作产品试板，试板焊缝与结构件焊缝一起连续施工。b.若在构件上引接产品试板困难时，在该构件对接焊缝焊完时，立即就地施焊产品试板。施工技术方案-24-c.试板与构件同材质、同工艺、同焊接材料、同设备、同操作等，在同一地点施焊，禁止异地施焊产品试板。d.产品试板的数量按铁路钢桥制造规范TB10212-98 的规定执行。如监理工程师认为有必要，可适量增减抽检数量。e.试板焊缝经探伤后进行接头的拉伸、侧弯和低温冲击试验(焊缝金属和热影响区)，试验结果应符合焊接工艺评定的有关规定。所有焊接接头破坏性试验报告都应报送监理工程师备查。6.6 施焊原始记录 6.6.1 在钢结构施焊时，做好原始记录，重要焊缝的原始记录或监理工程师要求提供的原始记录，复印后报送监理工程师。6.6.2 原始记录包括下列内容：焊缝所属的构件编号(构件编号是唯一的)、焊缝部位、焊缝编号、焊缝质量级别、操作人、焊接设备、施焊环境(气温、温度)等 7、涂装、涂装 7.1 涂装方案编制原则 以业主的招标文件对该项目的要求为依据，参照国家对桥梁钢结构防腐相关标准及规范，施工技术方案-25-结合我公司多年从事防腐涂装施工经验进行编制。7.2 涂装方案编制依据 TB/T1527-1995 铁路钢桥保护涂装 GB50046-95 工业建筑防腐设计规范 HG/T 20587-96 化工建筑涂装设计规定 GB8923-88 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级 GB/T13288-91 涂装前钢材表面锈蚀等级的评定 ISO 12944 国际防腐系列标准 实用防腐蚀工程施工手册 化学工业出版社 现代表面工程设计手册 国防工业出版社 表面工程手册 机械工业出版社 7.3 涂料配套方案 7.3.1 内表面涂料配套方案 醇溶性无机富锌底漆 干膜厚 175m 环氧封闭漆 干膜厚 125m 干膜总厚度：100m 7.3.2 外表面涂料配套方案 醇溶性无机富锌底漆 干膜厚 175m 环氧封闭漆 干膜厚 125m 改性环氧云铁中间漆 干膜厚 2100m 四氟乙烯氟碳树脂面漆 干膜厚 130m 四氟乙烯氟碳树脂面漆 干膜厚 125m 施工技术方案-26-干膜总厚度：355m 除最后一道面漆外，所有钢结构的主要涂装工序在工厂完成。钢结构内部必须保证全封闭，端隔板所有缝隙均以腻子封堵严密，严防水汽进入，该腻子须具有良好的粘性、抗老化性能及一定的弹性与强度。7.4 工厂除锈工艺 所有构件的表面除锈均在工厂进行,构件全部采用整体抛丸除锈处理,采用70钢丸+30菱角砂进行整体冲砂。除锈后应进行吹灰除尘处理，确保构件涂装表面清洁，除锈达到Sa2.5 级,粗糙度达到 Rz40-80m。7.5 涂装工艺 涂装工艺的总体安排是：在工厂涂好底漆、中间漆和一度面漆，运到现场，待钢桁架组装拖拉至桥址安装到位后修补和涂刷损坏处的油漆，最后涂装一道面漆。7.6 涂装质量检验 涂装的质量检验要求按公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000 的“17.4.7 工地涂装质量检验”的规定执行。