钢箱梁制作方案.docx
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钢箱梁制作方案
凤凰山高架桥和凤凰山路、双沙路、双瑞二路工
程（ZX99#〜ZX102#桥墩）中的钢箱梁工程
钢
箱
梁
制
作
方
案
编制人：
审核人：
审批人：
四川建筑机械化工程公司
2015年4月
1、工程综述1
1.1编制依据1
1.2工程概述2
2、钢箱梁的总体施工方案3
2.1总体施工方案3
2.2总体工期安排4
2.3施工组织设计4
3、工程材料及其管理6
3.1工程主材料6
3.2工程焊接材料6
3.3涂装材料6
3.4材料管理6
4、箱梁构件制作要求及工艺流程7
4.1加工材料及技术准备7
4.2放样号料8
4.3钢箱梁分节参数11
4.4钢箱梁单元的组合拼装11
4.5厂内分段拼装12
4.6焊缝探伤检测12
4.7焊接工艺13
4.8焊缝质量要求14
4.9钢箱梁涂装16
4.10临时吊点布置19
5、钢箱梁运输及成品保护20
5.1待运20
5.2散件运输20
5.3成品防护20
6、钢箱梁施工质量保证措施21
6.1工程质量管理保证措施21
6.2焊接变形控制措施21
6.3钢箱梁线型控制措施24
6.4钢箱梁焊接质量控制措施25
7、钢箱梁制作安全措施28
7.1钢箱梁涂装施工安全文明施工措施28
7.2钢箱梁吊装施工安全措施28
7.3钢箱梁加工安全措施29
钢箱梁制作施工方案
1．工程综述
1.1编制依据
1.1.1根据现场实际地形、地貌和施工图纸；
1.1.2现场地形、交通条件、施工环境等的现场调查情况；
1.1.3我单位的施工经验及其他施工要求。
1.1.4施工和检验标准与规范；
《城市道路设计规范》（CJJ137-2012）
《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2014）
《公路工程技术标准》（JTGB01-2011）
《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）
《城市桥梁抗震设计规范》（CJJ166-2011）
《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）
《铁路桥梁钢结构设计规范》（TBl0002.2-2005）
《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
《钢结构工程施工规范》（GB5755-2012）
《铁路钢桥制造规范》（TBl0212-2009）《钢结构工程施工质量及验收规范》（GB50205-2011）
1.1.5原材料与检验标准；
《低合金高强度结构钢》（GB／T1591-2008）
《厚钢板超声波检验方法》（GB/T2970-2004）
《碳素结构钢》（GB/T700-2006）
1.1.6焊接材料验收及标准；
《气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口》GB/T985.1-2008
《埋弧焊的推荐坡口》GB/T985.2-2008
《碳钢焊条》（GB/T5117-1995）
《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》（GB/T12470-2003）
《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》（GB8110-2008
1.1.7焊缝及焊接相关检验与规范
《金属熔化焊焊接接头射线照相》（GB/T3323-2005）
《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级》（GBII345-89）
《无损检测焊缝磁粉检测》（JB/T6061-2007）
1.18箱梁涂装及相关检验与标准、规范：
《铁路钢桥保护涂装》（TB/T1527-2004）
《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923-98）
《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》（JT/T722-2008）
《建筑用钢结构防腐涂料》（JT/T224-2007）
1.2工程概述
本工程桥梁分为左右两幅修建，左幅桥为变宽桥梁，桥宽由0.15m+12.45m+0.15m
变到16.84m；右幅桥为等宽桥梁，桥宽为0.15m+12.75m+0.15m
跨径布置为30+37+25m左幅桥上部结构为变截面连续钢箱梁，右幅桥上部结构为等截面连续钢箱梁，梁高1.82m梁体采用预制拼装施工。
钢箱梁采用纵横向划分，节段钢梁间连接方式主要采用工厂焊接与工地现场焊接相结合的方式。
左右幅桥顶底板均采用1.5%的单向横坡，顶、底板平行，腹板铅垂。
具体跨度、重量、长度等主要参数见表见钢箱梁一览表1.1。
表1.1钢箱梁参数一览表
序号
联号
跨径
材料
工程量
（t）
梁高
（m
宽度
（m
-一一
左幅左侧钢箱
梁
30+37+25m
Q345C
1.82
-二二
左幅中部钢箱
梁
30+37+25m
Q345C
1.82
三
左幅右侧钢箱
梁
30+37+25m
Q345C
1.82
四
右幅左侧钢箱
梁
30+37+25m
Q345C
1.82
五
右幅中部钢箱
梁
30+37+25m
Q345C
1.82
六
右幅右侧钢箱
梁
30+37+25m
Q345C
1.82
合计
2、钢箱梁的总体施工方案
2.1总体施工方案钢箱梁在四川省建筑机械化工程公司指定的下属金属结构有限公司厂内整体拼装，按图纸制作段加工，再运至现场拼装、安装及吊装。
根据考察运输公路的路面条件和交通法规要求，货物运输宽度限制在4.5米内，长度限制在30米内，重量限制在100t内。
根据实际情况及钢箱梁结构特点，我们确定的钢箱梁总体施工方案是：
根据施工质量要求、结构特性、运输宽度的限制等因素，钢箱梁根据图纸尺寸不在分割，满足运输和安装要求。
金属喷涂、底漆、面漆涂装均在厂内涂装，采用长车从公路运输，现场采用大型起重设备对钢箱梁分段吊装到临时支架上，采用榪板连接。
形成纯钢断面的连续梁后，在支架上进行箱间纵、横梁联结焊接，然后拆除该施工分段的临时支架。
钢箱梁具体施工方案为：
（1）加工制作钢箱梁构件的制作主要分为翼板、桥底板、桥内侧腹板、桥中腹板、桥外侧腹板、
I型肋及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、焊接以及矫正。
零部件加工通过在数控及机械设备进行。
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，提高构件的准确率及生产效率。
焊接完成后按照设计要求进行涂装，并经验收合格后方可运输至工地。
（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。
钢箱梁应采取牢固的包装，以防构件受损。
行驶路线为：
运至工地。
（3）现场拼装箱梁组拼件在工厂加工后，运输到工地。
钢箱梁现场组装焊接要求达到与工厂加工水平一致的质量标准。
（4）钢箱梁安装钢箱梁安装支架在节段钢箱梁下部设置临时支架，临时支架应有足够的刚度、强度和稳定性，以防支架变形.
箱梁节段采用履带吊或轮胎式汽车吊配合吊装，应对其吊装半径、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及检测平台，便于操作，焊接质量应进行探伤检测。
2.2工期安排
计划制作工期2个月，根据土建施工计划确定制作每联钢箱梁的制作先后顺序，制作结束开始现场安装，计划安装工期2个月，计划总工期4个月。
2.3施工组织设计
2.3.1劳动力计划
表2.1制作劳动力投入计划表
序号
工种
人数
备注
1
管理人员
5
2
起重工
5
3
起重指挥员
2
4
钳工
6
5
电焊工
20
5
铆工
10
6
防腐工
12
7
电工
2
8
测量工
2
9
质检员
2
10
探伤员
4
11
辅助工
5
合计
75
2.3.2主要机械设备
序号
设备名称
规格型号
数量
权属
1
门式切割机
F.P.9000D
1
自有
2
门式埋弧焊机
ZR1000
1
自有
3
数控等离子切割机
OMNIMATP650
2
自有
4
端铣机
dx1500*2000
1
自有
5
液压剪板机
10*3000
2
自有
6
液压折弯机
10*4000
1
自有
7
铣边机
B81120A
1
自有
8
数控平面钻床
PD16
1
自有
9
车床
CW6163C
2
自有
10
钻床
Z3080
2
自有
11
CO焊机
60〜500A
40
自有
12
交流电焊机
Bx1
（2）-500
10
自有
13
埋弧自动焊机
AC1200
3
自有
14
碳刨机
ZX5-630
3
自有
15
砂贝克喷丸机
PBM-27P
2
自有
16
电弧喷涂机
2PG-400A
3
自有
17
无气喷涂机
BD42-195
4
自有
18
固定式双螺杆空压机
UD8A-10C
2
自有
19
桥式起重机
16t
3
自有
20
桥式起重机
10
2
自有
21
桥式起重机
5
2
自有
22
桥式起重机
32/10
1
自有
23
门式起重机
50/20t
1
自有
3工程材料及其管理
3.1工程主材料:
本工程中主体钢构件钢材采用Q345C低合金高强度结构钢，其质量标准应分别符合我国现行国家标准《桥梁用结构钢》（GB/T1591-2008）的要求。
所有材料均应专材专用，不得任意代用。
3.2工程焊接材料所有的焊条、焊丝、焊剂均应与主体金属相适应，应符合《建筑钢结构焊接规程》
（JGJ81-2002）自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂应与主体金属强度相适应，焊丝应符合现行国家标准《碳钢焊条》（GB/T5117-1995）、《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》（GB/T12470-2003）、气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》（GB8110-2008的
规定。
自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂，其熔敷金属的抗拉强度不应小于相应手工焊焊条的抗拉强度。
3.3涂装材料
钢箱梁涂装材料分别为：
箱体外表面用：
喷铝，氟碳涂料面漆、丙烯酸聚原脂；箱体内表面用：
环氧富锌底漆及面漆。
3.4材料管理
3.4.1钢材进场后，应对其表面质量和表面缺陷进行检查，检查钢板尺寸、厚度、重量；检查钢板平整度，钢板2米范围不允许有S变形或折皱，每米波浪度和瓢曲度偏差在2〜3mn以内，两端各2m范围内和顺平整，偏差2mm/m
3.4.2供货钢板均必须有钢厂质量证明书，钢结构加工厂对钢板进行抽检。
钢材
按同一厂家、同一材质、同一板厚、同一出厂状态每10批炉号抽检一组试件。
3.4.3钢板要采用悬挂标志牌，标志所示内容还应包括序号/制造号、目的地、理论重量与规格。
3.4.4钢板不得露天存放，应存放在厂房内。
3.4.5如钢板检测不合格，应再加强检测频率，直到对每块板进行检测，如发现仍有不合格的板材，不得再使用，应清除出场。
4、箱梁构件制作要求及工艺流程
主要制作流程见图4.1钢箱梁制作流程图
图4.1钢箱梁厂内加工工艺流程图
4.1加工材料及技术准备
4.1.1根据设图纸及总体方案编制钢结构制作施工专项方案；同时根据设计图纸绘制详细加工图纸，并经建设单位、设计单位及监理单位批准后进行施工。
4.1.2工艺评定：
根据设计要求对一级对接焊缝、二级主要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及《铁路钢桥制造规范制》TB10212-2009制定试件板及焊接技术参数，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，根据检测报告结果，来最终确定焊接工艺。
4.1.3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。
4.1.4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。
4.2放样号料
4.2.1.放样
4.2.1.1.按照施工设计图纸和施工工艺的要求对形状复杂的零部件，采用计算机
CAD进行放样,以确定各个零部件的精确尺寸；然后输入到数控加工设备加工。
4.2.1.2.对钢箱梁面板、底板宽度方向允许偏差正负1.0mm在长度方向应加放
1mr/m加工焊接收缩余量；
4.2.1.3.切割工艺根据评定试验结果编制，切割表面不应产生裂纹。
应优先采用精密（数控、自动、半自动）切割下料，剪切边缘应整齐、无毛刺、反口等缺陷，缺棱应不大于1.0mm数控切割下料编程时除应考虑焊接收缩量之外，还应考虑切割热变形的影响。
手工气割仅用于工艺特定或切割后仍需机加工的零件，采用普通切割机或手工火焰切下料应根据施工图和工艺文件先作样（样板、样条、样杆），作样时应预留焊接收缩量、加工余量等。
4.2.2.排板
4.2.2.1排板时，钢板的长度方向一般应顺着结构的主要受力方向。
4.2.2.2平行焊缝之间的间距应大于200mm
4.2.2.3严禁出现十字焊缝，焊缝错开最少200mm；该要求同样适用于现场整体拼装焊缝的要求。
（环型焊缝除外）
4.2.2.4当厚、薄板之间相对接，采用较厚钢板在100mn范围内过度至较薄厚度，
（见下图4.1）；
4.2.2.5钢箱梁的翼板、底板、腹板的对接焊缝应错开200mm且成阶梯形（见下
图4.2）。
图4.1
图4.2
423号料与划线
423.1.零部件加工：
因桥箱梁为多块大小不一的钢板焊接成型的，所以各种规格的零部件很多，我们对其进行分类划分，分别为翼板、桥底板、桥内侧腹板、桥外侧腹板、I型肋、及其余肋板等，为了保证其零部件的尺寸，均采用1：
1放样式制作，对
其形状较复杂的隔舱板进行数控号料，以保证尺寸精确。
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、无损伤及其他缺陷，否则应先矫正或剔除
423.2焊缝坡口：
根据设计要求按《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000》）规范施工。
4.2.3.3根据零部件的位置实际情况，坡口形式如以下示意图（图4-4）:
（除示意图及施工蓝图明注以外的焊缝均为贴角焊缝）。
4.2.3.3划线公差要求:
项目
允许偏差
基准线，孔距位置
<0.5mm
零件外形尺寸
<1.0mm
4.2.3.4划线后应标明基准线、中心线和检验控制点。
作记号时使用凿子一类的
工具，样冲标记其深度应不大于1.0mm钢板上不应留下深度大于1.5mm的划痕。
424切割和刨削加工
4.2.4.1切割工具的选用:
设备及工具名称
切割形式
切割项目
门式多条切割机
氧乙炔气体火焰切割
板材
数控切割机
等离子、气体火焰切割
板材
铣边机
刀片
板材
4.2.4.2切割前应清除母材表面的油污、铁锈和潮气；切割后气割表面应光滑无裂
纹，熔渣和飞溅物应除去，剪切边应打磨。
4.2.4.3气割的公差度要求：
项目
允许偏差
零件的长度
长度土1.0mm
零件的宽度
钢箱梁面板、底板、腹板：
宽度土1.0mm
零件板：
宽度土1.0mm
切割面不垂直度e
t<20mme<1mm
t>20，e割纹深度
0.5mm
局部缺口深度
对w2mm打磨且圆滑过度。
对》2mm电焊补后打磨且圆滑过度。
4.2.4.4切割后应去除切割熔渣；对于组装后无法精整的表面，应在组装前进行处
理。
4.2.4.5火焰切割后须自检零件尺寸，然后标上零件号，再由质检员专检各项指标,合格后才能流入下一道工序。
4.2.4.6刨削加工的允许偏差
序号
项目
允许偏差（mm
1
零件宽度、长度
±1.0
2
加工边直线度
L/3000且不大于2.0
3
相邻两边夹角角度
±6，
4
加工面垂直度
w0.025t且w0.5
4.2.4.7端部铣平和半自动气割的允许偏差
项目
半自动气割
铣削
序号
检杳内容
允许偏差（mm
允许偏差（mm
1
加工后构件两端长度
根据附图公差
±2.0
2
加工平面平面度
±0.5
3
两端铣平时零件长度
2.0
±0.8
4
加工平面对轴线的垂直度
1.5H/1000
<1/1500且W0.50
4.3钢箱梁图纸制作段
钢箱梁制作段参数一览表
序号
联号
跨径
分节方向
分节数量
最大分节尺寸（长X宽X高）
最大分节质量
备注
1
A制作段
20m
横向
4
20X4.5X1.8596
49.1t
含翼板宽度
2
B制作段
20m
横向
4
20X4.5X2.1
58.9t
含翼板宽度
3
C制作段
30m
横向
4
30X4.5X1.8596
71.7t
含翼板宽度
4
D制作段
20m
横向
4
20X4.5X2.1
58.9t
含翼板宽度
5
E制作段
20m
横向
4
20X4.5X1.8596
49.1t
含翼板宽度
4.4钢箱梁单元的组合拼装
4.4.1车间组装钢箱梁前必须搭建零部件总组装胎架，搭建胎架材料采用焊接H型钢，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。
每次组装前应对胎架进行检查，确认合格后方可组装。
梁段组装过程中应避开日照的影响，用经纬仪和测距仪监控主要定位尺寸。
H型钢布置间距与钢箱梁的横隔板的
间距相同，搭建时采取桥面板面向地面，使用水准仪将每一根H型钢所在位置的纵坡、
横坡和起拱度尺寸标出和固定，然后将H型钢用20#曹钢连接整体刚性胎架。
4.4.2组装前应熟悉图纸和工艺文件，按图纸核对零件编号、外形尺寸和坡口方向，确认无误后方可组装。
采用埋弧焊、CO气体（混合气体）保护焊及低氢型焊条手工焊方法焊接的接头，组装前应彻底清除待焊区域的铁锈、氧化铁皮、油污、水分等有害物，使其表面显露出金属光泽。
组装时应在对接焊缝和主要角焊缝的端部连接引板，其材质、
厚度、坡口应与所焊件相同。
所有零件在组装前应进行尺寸检查，合格后方可组装。
4.4.3单元拼装采用倒装法拼装，拼装顺序为底板---两侧腹板一横隔板---肋板。
拼接后检查拼接尺寸、板缝宽度、板边弧线、拱度、高度，同时还要进行板的冲突检查。
对存在问题的零件要进行整修，不能整修的要重新进行加工。
4.4.4各类焊缝坡口型式应按本桥设计图纸、焊接工艺及相应规范要求进行加
445整体拼装应考虑变形采取必要的防止措施，如设置假隔舱，以确保接头尺寸精度。
4.4.6应设置单向或双向弧形胎架拼装弧形分段，胎架要有足够的刚度，每段组装完成后需进行复测和调整。
4.4.7冷校的环境温不应低于5C,矫正时应缓慢用力，总变形量不应大于变形部位原始长度的2%热校加热温度应控制在600〜800C，不允许过烧，不易在同一部位多次重复加热。
4.5焊缝探伤检测
4.5.1设计要求
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》（JTJ041-2000）规
定的一、二级焊缝质量标准。
（JTJ041-2000）表17227-2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
n
主要杆件受压横向对接焊缝、次要纵向对接焊缝
角焊缝
n
主要角焊缝
（JTJ041-2000）表17.2.27-3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
in级横向对
接焊缝
100%
全长
10-45
B
>46-56
B（双面双侧）
n级焊缝
20%
焊缝两端各1000
10-45
B
>46-56
B（双面双侧）
n级熔透角焊
缝
20%
两端螺栓孔部位并延长
500,板梁主梁及纵、横梁
跨中加探1000
10-46
B
>46-56
B（双面单侧）
钢箱梁的焊缝等级：
钢箱梁的桥面板、桥底板、纵向腹板的横向对接焊缝为全熔
透一级，翼板、桥底板、腹板纵向主角焊缝、I型肋现场对接为全熔透二级。
焊缝具体位置，一级焊缝：
翼板对接、腹板对接、底板对接、现场焊接主要纵向对接焊缝。
二级焊缝：
腹板与底板、I型肋。
4.5.2检测方法：
本工程将选用有无损检测资质的人员对本工程钢结构I、II级焊接焊缝质量进行超声波探伤检查。
I级焊缝采用100%超声波检测，II级焊缝按规范规定20%进行超声波检测。
4.5.3检测标准
全熔透焊的一、二级焊缝采用超声波探伤进行内部缺陷的检查，检验标准为现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》（GB11345-89）B类U级合
格。
由于制作周期因素只能对钢箱梁分批进行探伤，对每批已超声波探伤合格的钢箱梁先开具超声波探伤合格临时报告，便于进入下一工序施工，待每一个施工段的钢箱梁最后一批超声波探伤完成，开具正式探伤报告。
4.6.焊接工艺
4.6.1接头的准备：
采用铣边机、自动或半自动方法切割的母材的边缘应是光滑和无影响焊接的割痕缺口；切割边缘的粗糙度应符合规范规定的要求。
被焊接区域附近的母材应无油脂、铁锈、氧化皮及其它外来物；接头的装配应符合设计图纸及相关规范的要求。
4.6.2定位焊
（1）定位焊焊缝所采用的焊接材料及焊接工艺要求应与正式焊缝的要求相同，对有预热要求的构件，定位焊时也必须进行预热。
（2）定位焊焊缝的焊接应避免在焊缝的起始、结束和拐角处施焊，弧坑应填满，严禁在焊接区以外的母材上引弧和熄弧。
（3）定位焊焊缝有裂纹、气孔、夹渣等缺陷时，必须清除后重新焊接，如最后进行埋弧焊时，弧坑、气孔可不必清除。
（4）主要杆件应在组装后24h内焊接。
4.6.3引弧和熄弧板
重要的对接接头和T接接头的两端应装引弧板和熄弧板，其材料及接头原则上应与母材相同，其尺寸为：
单块为40*80，两块为一组，引弧和熄弧两组计4块，焊后用气割割除，磨平割口，严禁用铁锤击落。
4.6.4焊缝清理及处理
（1）.多层和多道焊时，在焊接过程中应严格清除焊道或焊层间的焊渣、夹渣、氧化物等，可采用砂轮、凿子及钢丝刷等工具进行清理。
（2）.从接头的两侧进行焊接完全焊透的对接焊缝时，在反面开始焊接之前，应采用碳刨清理根部至正面完整焊缝金属为止，清理部分的深度不得大于该部分的宽度。
（3）.每一焊道熔敷金属的深度或熔敷的最大宽度
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