施工组织设计.docx
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施工组织设计
湖北鄂东长江公路大桥A、D匝道
钢箱梁制造安装
施工组织设计
Q15Y·2GS·205·JK·01-2009
中国十五冶鄂东大桥项目部
二OO九年四月二十二日
审批栏
批准：
审核：
编制：
赵武昌
1.工程概况………………………………………………………………………………………………4
1.1工程概况……………………………………………………………………………………………4
1.2工作内容……………………………………………………………………………………………4
1.3工程施工要求………………………………………………………………………………………5
1.4本项目的重点、关键点……………………………………………………………………………6
2.编制依据………………………………………………………………………………………………7
3.主要实物工程量………………………………………………………………………………………8
4.施工部署………………………………………………………………………………………………8
4.1组织部署和任务划分………………………………………………………………………………8
4.2组织机构……………………………………………………………………………………………9
4.3施工阶段划分………………………………………………………………………………………9
4.4劳动力配备计划……………………………………………………………………………………10
4.5设备机具配备………………………………………………………………………………………10
5.主要施工方法………………………………………………………………………………………13
5.1钢箱梁分段…………………………………………………………………………………………13
5.2编制施工方案………………………………………………………………………………………14
5.3钢箱梁制作…………………………………………………………………………………………14
5.4焊接检验……………………………………………………………………………………………23
5.5焊接缺陷修复………………………………………………………………………………………25
5.6钢箱梁防腐涂装……………………………………………………………………………………25
5.7附属设施制造及安装………………………………………………………………………………27
6.钢箱梁验收……………………………………………………………………………………………28
7.钢箱梁运输……………………………………………………………………………………………30
8.配合吊装、现场焊接方案……………………………………………………………………………32
8.1焊接方法……………………………………………………………………………………………32
8.2钢箱梁现场焊接质量控制…………………………………………………………………………33
8.3进度计划及要求……………………………………………………………………………………35
9.质量保证措施…………………………………………………………………………………………35
10.安全环保保证措施…………………………………………………………………………………36
11.雨季施工措施及应急事故处理措施………………………………………………………………37
11.1雨季施工措施………………………………………………………………………………………37
11.2现场文明施工措施…………………………………………………………………………………38
11.3现场消防措施………………………………………………………………………………………38
11．4应急事故及处理措施……………………………………………………………………………39
1、工程概况
1.1工程概况
建设单位：
湖北鄂东长江公路大桥有限公司
工程名称：
湖北鄂东长江公路大桥花湖互通A、D匝道桥钢箱梁加工制造工程
设计单位：
湖北省交通规划设计院、中交公路规划设计院联合体
预计工期：
2009年3月～2009年6月，完成工厂加工钢箱梁梁段及其相关构件以及工厂涂装；2009年5月～2009年8月，按要求将钢箱梁梁段运至现场并配合吊装及完成全部的工地焊接与最终涂装。
质量要求：
工程必须达到合格标准
1.2工程内容
鄂东长江公路大桥位于湖北黄石水道上游，是沪蓉高速公路湖北省东段（武黄高速公路和黄黄高速公路）和国家高速公路联网大庆至广州高速公路湖北段的公用过江通道，也是湖北省公路主骨架的重要组成部分。
花湖互通A匝道第四联桥跨布置为：
31.25m+40m+40m+31.25m。
上部结构采用等截面单箱双室的钢结构连续箱梁。
钢箱梁沿匝道中心线全长142.38米。
钢箱梁为单箱双室断面，梁宽10.5米，高1.6米，两侧个悬臂长2.0米，根部高0.5米，端部高0.2米。
纵向每2米设一道悬臂梁，钢箱梁顶板兼做桥面承重结构，按正交异性板设计，顶、底板纵向加劲肋采用T型开口肋。
钢箱梁纵向每2米设置一道横隔板，中间开设人孔，支点处设置支点横隔板，支点横隔板采用整体式并在支点处设置竖向承重加劲肋，横隔板均按平面曲线径向布置。
钢箱梁在平面上的总体路线为圆弧型，在立面上有设计的起拱。
花湖互通D匝道第四联桥跨布置为：
37.5m+50m+37.5m。
上部结构采用等截面单箱双室的钢结构连续箱梁。
钢箱梁沿匝道中心线全长124.84米。
钢箱梁为单箱双室断面，梁宽13米，高1.8米，两侧个悬臂长2.5米，根部高0.5米，端部高0.2米。
纵向每2米设一道悬臂梁，钢箱梁顶板兼做桥面承重结构，按正交异性板设计，顶、底板纵向加劲肋采用T型开口肋。
钢箱梁纵向每2米设置一道横隔板，中间开设人孔，支点处设置支点横隔板，支点横隔板采用整体式并在支点处设置竖向承重加劲肋，横隔板均按平面曲线径向布置。
钢箱梁在平面上的总体路线为圆弧型，在立面上有设计的起拱。
钢箱梁断面图见图1.1。
图1.1钢箱梁断面图
1.3工程施工要求
1.3.1控制好各梁段横向总体尺寸，箱梁接口的相对公差幅度要能满足相互接口能够顺利进行工地焊接。
1.3.2板件的对接必须开坡口焊透，经超声波检验合格，表面质量和内部质量必须符合规范要求。
1.3.3钢箱梁支座垫板由工厂机械加工，要求顶面与梁底密贴，底面水平，到支座中心处厚度为40mm。
1.3.4钢梁运输要采取必要的保护措施，避免梁段在运输过程中产生较大的变形。
1.3.5对于制作厂加工和工地焊接都要求顶板、腹板、底板的横向对接焊缝达到Ⅰ级焊缝，全部探伤；腹板与横隔板的角焊缝达到Ⅱ级焊缝要求；内腹板与顶、底板的角焊缝达到Ⅱ级焊缝要求；外腹板与顶、底板的角焊缝达到Ⅰ级焊缝；支座处横隔板与顶、底板的角焊缝达到Ⅱ级焊缝。
1.3.6涂装要求和各层漆膜厚见表
部位
油漆名称
层数
厚度（μm）
备注
钢结构外表面
无机硅酸锌底漆
1
20
水性无机富锌底漆
2
75
环氧磷酸锌封闭漆
1
30
环氧云铁中间漆
2
80
脂肪族聚氨酯面漆
2
70
钢结构内表面
无机硅酸锌底漆
1
20
水性无机富锌底漆
2
75
环氧厚浆漆
2
200
顶面
水性无机富锌底漆
2
100
与沥青结合面
1.4本项目的重点、关键点
1.4.1本项目的重点
①本项目制作的重点：
钢箱梁制作胎具设计、制作、定形。
1.4.2本项目的关键
1.4.2.1原材料的控制
原材料质量控制是本工程成败的关键，所用原材料主要有三种：
钢材、焊条（丝）和焊剂、油漆。
①钢材
钢箱梁使用主要的材料为Q345D钢板，进料时，要求厂家必须提供材料质量保证书，标明钢材的炉批号、钢号、数量、化学成分和物理性能等各项技术参数及指标。
进场后应对照质保书进行核对，检查无误后按炉批号、板的规格每十个炉批号抽检一组，合格后方可使用。
②焊条（丝）、焊剂
钢箱梁主要材料为Q345D钢板，按照焊条选用原则，手工焊必须采用E5015焊条，埋弧自动焊的焊丝和焊剂为H08MnA+HJ350,CO2气体保护焊焊丝采用ER50-6。
焊接材料检验标准如下表。
种类
型号
标准
埋弧焊丝
H08MnA
GB/T14957
焊剂
HJ350
GB5293
焊条
E5015
GB5117
气体保护焊丝
ER50-6
GB/T8110
焊剂应注意防潮，焊剂吸潮后不仅影响焊接质量，甚至造成焊接材料变质，因此焊剂使用前应进行烘焙，烘焙温度为200～300℃，时长1～2小时，在烘箱中贮存温度为100～150℃。
2、编制依据
1、湖北省交通规划设计院的设计图纸
2、施工合同
3、《公路工程技术标准》JTJB01-2003
4、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000
5、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
6、《涂装前钢材表面的锈蚀等级与除锈等级》GB8923-88
7、《建筑钢结构焊接规程》JGJ81-2002
8、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ-46-2005
9、《埋弧自动焊焊接接头的基本型式与尺寸》GB986
10、《公路桥保护涂装》TB/T1527-2004
11、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99
12、《公路工程质量检验评定标准（第一册土建工程）》JTGF80/1-2004
13、《铁路钢桥制造规范》TB10212-98
3、主要实物工程量
工程项目
工程内容
主要材料
单位
工程量
备注
A匝道
钢箱梁
Q345D
t
612.844
防撞护栏
Q235B
t
44.939
支座垫板
Q235B
t
2.829
D匝道
钢箱梁
Q345D
t
662.87
防撞护栏
Q235B
t
39.329
支座垫板
Q235B
t
2.599
合计
1365.41
4、施工部署
4.1组织部署和任务划分
本项目工期比较短、钢箱梁制作工程量大，为了合理的分配利用人力、物力及各种资源，我公司决定金属结构厂成立一个下料班组、2个组拼装班组。
一个拼装班组负责A匝道的拼装及焊接；一个拼装班组负责D匝道的拼装及焊接；油漆涂装班组、运输班组及现场焊接涂装班组。
4.2组织结构
4.2.1结构厂组织机构
金属结构厂为常设的固定机构，其组织机构相对固定如下：
厂长
总工程师
生产副厂长
综
合
办
财
务
部
计划经营部
质量
监
检
站
安全环保部
设备管理部
施工技术部
材料供应部
设备维修组
喷砂油漆车间
包装运输组
机加工车间
铆焊车间
图4.2.1金属结构厂组织机构
4.3施工阶段划分
本项目分为四个主要阶段，第一阶段为钢箱梁制作和安装现场临时设施的施工；第二阶段为钢箱梁的运输阶段；第三阶段为钢箱梁现场焊接阶段。
第四阶段为钢箱梁防腐。
4.4劳动力配备计划
4.4.1根据工程的特点和工程量，箱型梁制作人员共84人，其中下料班组14人，制作班组37人，涂装班组16，项目管理人员17人。
序号
职务或工种
人数
工作职责或内容
A
管理人员
17
1
制作厂厂长和总工
3
生产、经营、技术、行政事务等
2
各部主任
4
施工、安全、质量、经营管理
3
技术人员
4
工艺施工技术管理、测量、无损检测
4
职能人员
6
统计、劳资、质量、安全、保卫、行政等
B
施工人员
84
7
铆工
12
8
焊工
28
9
钳工
2
10
电工
2
11
除锈工
10
12
油漆工
6
13
起重
8
14
行车
2
15
辅工
14
总计
101
4.5设备机具配备
4.5.1制作车间设备机具配备
序号
机械或设备名称
型号规格
单位
数量
1
多头直条切割机
CGI5000
台
1
2
数控切割机
EXA5000
台
2
3
半自动切割机
CG1-30
台
8
4
铣边机
XBJ-12
台
1
5
铣头机
台
1
6
摇臂钻床
Z3063*2000
台
2
7
剪板机
Q11-20/2000SA
台
2
8
逆变焊机
ZX7-400S
台
20
9
自动埋弧焊机
MZ-1000-2
台
10
10
自动埋弧焊机
MZ-1-1000
台
15
11
硅直流多头焊机
ZPG-6-1000
台
10
12
可控硅电焊机
ZX5-500
台
20
13
交流电焊机
BX3-500
台
10
14
CO2气体保护焊机
YM-500KR
台
10
15
A型龙门式自动焊接机
800*1200*15000
台
1
16
自动远红外线焊条烘箱
ZYH-100
台
2
17
多通道数字化超声波探伤机
PXUT-211
台
1
18
磁粉探伤机
CJE-2
台
3
19
数字涂层测厚仪
CTG-10
台
2
20
水准仪
DSA280
台
1
21
喷砂机
ACR-3CP
台
2
22
油漆喷涂设备（无气）
CTQ9C
台
2
23
翼缘矫正机
XH-40
台
2
24
桥式吊车
5t-30t
台
6
25
龙门吊
16t
台
1
26
焊接操作机
H2000
台
2
27
焊条保温筒
W-38
台
40
28
平板机
28/600-20/1200
台
2
4.5.2安装现场设备配备
序号
设备名称
规格
单位
数量
备注
1
汽车起重机
25t
台
1
2
临时支架
约10t
焊接操作平台
3
运输车辆
（30t）
台
4
4
埋弧焊机
台
4
5
CO2焊机
台
12
6
直流焊机
台
8
7
无气喷涂机
台
1
8
空压机
台
2
9
烘干箱
台
1
10
手动导链
3t
台
8
11
手动导链
5t
台
8
12
全站仪
台
1
13
经纬仪
台
1
14
精密水准仪
台
1
15
X射线探伤机
台
1
16
超声波探伤机
台
1
17
角磨机Φ100、150、180
台
16
18
轴流风机
台
8
19
漆膜测厚仪
台
1
20
5、主要施工方法
5.1钢箱梁分段
A匝道钢箱梁横向分为3～4.07米长的节段进行制作，运输时的外形尺寸为3m*1.6m*10.5m（宽*高*长）,在现场用在100吨汽车吊进行吊装。
A匝道制作共分为47段节。
平均每米重约为4.33吨。
分节图如图5.1所示。
图5.1A匝道钢箱梁分节图
D匝道钢箱梁横向分为3～4.029米长的节段进行制作，运输时的外形尺寸为3m*1.8m*13m（宽*高*长）。
A匝道制作共分为41段节。
平均每米重约为5.3吨。
分节图基本和A匝道相同。
5.2编制施工方案
在施工过程中还须编制各分部详细的施工作业方案。
焊接操作平台作业方案、焊接工艺指导书、焊接作业方案、钢箱梁运输方案。
编制的方案必须实用性、可靠性。
5.3钢箱梁制作
5.3.1钢箱梁制作工艺流程如图5.2.1所示。
标识
图5.2.1钢箱梁制作工艺流程
5.3.2胎膜搭设
①本工程中钢箱梁的主体箱型结构为两箱体组成。
见箱型梁的普通横断面的图。
主要由面板（有5%的坡度）、底板、腹板、隔板、悬臂、水平肋、纵肋、竖向加劲肋、支撑竖肋、封头板等多个部件组成。
根据制作工厂的设备条件、设计院设计要求以及技术规范标准的要求。
②制作胎膜时要考虑构件的设计起拱、自重起拱和工艺起拱三大方面的因素。
整个起拱严格按照图号为EDS6.3w.g.03中的坐标位置进行起拱。
胎架的搭设采用正装法，按照桥底板的水平曲线找出隔板的XY坐标点。
图：
钢桥隔板在XY平面内点的坐标确定（按照图纸用CAD放样）
钢桥空间线形即竖曲线和平面曲线。
平面曲线为半径为R=300000mm的圆，用CAD放样确定平面上的点。
利用CAD软件和EXECL软件对桥梁的里程、高程、设计预拱度、圆的曲线半径进行汇总分析，求出桥梁线路中心线上的特征控制点。
（本工程以横隔板中心线与中腹板的交点的高程、设计高程为控制点）。
用水准仪控制理论的标高在±2mm的范围之内。
以隔板中心点的标高为基准点，测量出隔板径向外腹板和内腹板相应的理论标高。
用H型钢做小立柱，角钢做隔板中线线定位置。
采用正装法：
胎架的整体示意图
5.3.3排版下料
5.3.3.1放样前必须熟悉施工图和工艺要求，认真检查确认钢材的牌号、规格、质量是否符合图纸及有关规范标准的要求。
5.3.3.2钢箱梁以1:
1的比例在计算机中放出各节点，放样时需考虑平面圆曲线、纵向竖曲线、预拱度及5％横坡，各部分的尺寸和样板应进行核对，并作为后续生产的依据。
。
5.3.3.3下料的允许偏差应符合下表的规定。
项目
允许偏差
备注
切割面平面度
0.05t且不大于2.0
t为切割面厚度
割纹深度
0.2
局部缺口深度
1.0
①钢桥底板下料：
底板的宽度为6548，采用的钢板宽度为2000、2200、2400各一块，按照有关焊接规范要求，焊缝相互错开200mm以上。
顶板的下料工艺、焊接工艺和底板相同。
排板示意图纸见下：
钢箱梁底板排版示意图
注意：
现场的对接坡口的质量、圆弧对角线的偏差。
②钢桥腹板下料：
钢桥腹板的下料用数控切割机进行，按照图纸目录为：
EDS6.3W.G.03沿匝道中心线展开的立面图。
腹板的理论曲线为R=4000000mm的圆弧曲线、钢桥的预拱度曲线，二者曲线的叠加。
用CAD进行放样、结合EXECL软件求出每间隔2000的坐标点的方程。
立面曲线=设计+预拱度。
图:
钢桥的端面图
按照排版图用数控切割机进行腹板曲线方程的下料,下料时腹板的断开垂直于底板和顶板,不垂直于地面。
数控下料时标记要做好以下几个方面：
腹板的起点方向、腹板的终点方向。
起拱方向、坡口方向和度数、以及内、中、外腹板一定要用油漆做好标记。
并注明节段号。
（具体细节按照排版图纸执行）。
A匝道腹板的排板示意图（必须注明节段号以及坡口方向）
③横隔板及加劲板下料：
横隔板因要开设人孔所以采用数控切割机进行下料，对加劲板及T型加劲肋采用半自动切割机进行下料。
综合上述条件可知：
顶板、底板、腹板的下料必须按照排版图进行下料。
下料时开坡口时注意必须采用半自动切割机进行下料，顶板、底板、腹板的下料允许偏差为±1mm。
所有零件对角线的允许偏差为±2mm。
5.3.3.4经下料的零部件，用油漆进行编号标识，以便拼接、组装。
5.3.4工厂加工钢箱梁的单元件制造技术
5.3.4.1钢箱梁的单元件划分：
根据由设计钢箱梁图纸转化成加工工艺图，将每节钢箱梁划分若干个单元件进行加工制造，单元件的划分原则是根据钢板幅宽、施工能力、纵肋布置及相似原理等方面决定，目的是减少焊缝数量，批量生产并易于质量控制。
本桥钢箱梁由于壳板面积较大，其中A匝道宽10.5m，长142.38m，D匝道宽13m，长124.84m，为了能够大批量生产，因此将钢箱梁划分为尺寸尽可能相同的板件，再对这些板件在工厂里进行大批量流水线生产。
确定其板件尺要考虑到运输、吊装及钢厂的轧制等因素，本桥钢箱梁划分为面板单元、底板单元、横膈板单元、腹板单元的尺寸尽可能相同。
5.3.4.2单元件制造流水作业：
钢箱梁分解后的单元件按类型设置生产流水线，单元件制造程序见下图：
矫正
焊接
划线装配
下料
材料预处理
存放
钢材预处理：
进厂板材复验合格后，进入钢板预处理流水线，经喷砂处理，除去铁锈及其污物等，再喷涂预处理防锈漆。
下料：
经预处理后的钢板由数控切割机按每块钢板的下料图编程序切割。
划线：
下料后的零件移至划线平台，按图用钢带划线。
装配：
在操作平台装配单元件结构，按焊接工艺规程执行定位焊。
焊接：
将装配好的单元件吊到焊接胎架上，按照焊接工艺指导书进行施焊，采用CO2气体保护焊。
矫正：
焊后的单元件，上矫正胎架进行火焰矫正。
存放：
单元件检验合格后，按存放规程存放。
5.3.4.3单元件制造中的应用技术：
①数控切割及无余量下料：
单元件的零件在数控切割机上用进行精密切割，编制切割程序时，将收缩量及切割缝量等都要考虑到，使切割后的零件无余量。
无余量下料就是将零件一次下料后，经过单元件组装、焊接、矫正后到钢箱梁拼装施焊完，其零件经过多次冷热处理，最终零件尺寸的变化正好是施工完后所需尺寸。
这样零件不需二次切割加工，既节约钢材又节省大量劳动力。
②单元件装配：
单元件装配主要为T型加劲肋与顶、底板的组装，纵肋与腹板的组装。
③单元件的施焊程序及收缩量的控制：
由于单元件的结构基本对称，因此施焊需要对称进行。
制定焊接工艺后，其焊接参数就固定下来了。
施焊的线能量波动量就在范围之内，因而使其单元件焊后的收缩量得到有效的控制。
④钢箱梁匹配制造技术
钢箱梁制造程序一般为：
板单元制造钢箱梁拼装钢箱梁接成桥梁
钢箱梁吊装成桥时，其相邻钢箱梁对接接头的质量靠匹配制造来保证。
所谓匹配制造就是将钢箱梁按空中成桥时的状态在地面制造，即使其钢箱梁与钢箱梁的间距同空中时的一样，其相邻对接梁段端口得到整齐匹配。
钢箱梁的制造质量是由焊接质量和外形尺寸精度决定的，因本桥钢箱胎膜搭设为整座钢桥的一半，做成后运走各梁段，留下1个梁段与后面梁段匹配制造。
⑤钢箱梁匹配制造的精度控制
钢箱梁总成拼装时，是依靠其总成胎架成型的。
钢箱梁的匹配制造胎架是将整个钢箱梁匹配形式连续制造成一体的胎架。
其胎架模板线型即为钢箱梁的下半外形，它决定着钢箱梁的底板、腹板形状。
因此，其胎架模板线型的公差就决定着钢箱梁的底板精度。
为控制钢箱梁匹配的制造精度，首先确定较大刚度胎架。
增加单元在胎架上的锁紧装置，各单元件的定位标记块等，再在胎架以外约10m处设置一个永久零点标记块，它可检测出胎架在多次重复利用中标高的变化。
⑥单元件T型钢加工：
为控制T型钢焊接变形，采用焊接H型钢式样，利用埋弧自动焊对称焊接，完成后，在切割成两件T型钢。
5.3.5平板对接
5.3.5.1板材拼接应在下料前进行，先将尺寸不足以下料的材料拼接后再下料。
拼接时采用碳弧气刨清根，以满足焊缝质量等级。
5.3.5.2平板对接焊接必须采CO2气体保护焊打底，反面清根，再采用埋弧自动焊机进行。
施焊前，应从焊缝的两端设置引弧和引出板，其材质和坡口形式应与焊件相同。
引弧和引出板的焊缝长度应大于50mm。
焊接完毕采用气割切除引弧和引出板，并修磨平整，不得用锤击落。
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