合福线门式墩钢箱梁施工方案.docx
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合福线门式墩钢箱梁施工方案
第一章工程概况
1.1结构体系
本工程为新建铁路合福线合肥至福州段西南下行联络线特大桥11#~14#共4个门式墩。
门式墩中心跨度均为26m，高度在11.5m～26m之间。
每个门式墩由1段钢梁、2个钢柱组成，钢梁和钢柱均为钢箱结构形式，钢梁截面形式为2.8m×3.3m。
钢柱截面形式为2.4m×3.3m。
钢梁和钢柱钢材采用Q345qD，应符合《桥梁用结构钢》GBT714-2008的规定。
钢梁与钢柱整体采用焊接形式连接。
焊钉沿钢柱外围布置，同时钢梁与钢柱衔接处底板下缘单侧及支座垫石下部钢梁顶板布置焊钉。
本工程还包括检修平台和临时吊点，总重量约为608吨。
1.2门式墩构造
钢梁、钢柱均为箱型结构，由2块腹板、1块顶板、1块底板、横隔板及纵向筋组成。
钢梁与钢柱为一体式结构，焊接连接。
钢柱插入混凝土柱处均设置焊钉。
1.3工地连接
钢梁、钢柱在工厂焊接制造，工地拼装后整体吊装架设。
1.4焊钉
采用Φ25*125、ML15圆头焊钉，应符合《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》GBT10433-2002的规定。
第二章编制依据
2.1设计图纸
中铁第四勘察设计院集团有限公司设计的《新建铁路合福线合肥至福州段施工图》图纸。
2.2采用规范及标准
TB10002.2-2005铁路桥梁钢结构设计规范
TB10203-2002铁路桥涵施工规范
TZ213-2005客运专线铁路桥涵工程施工技术指南
TB10212-2009铁路钢桥制造规范
GBT714-2000桥梁用结构钢
GBT700-2006碳素结构钢
GBT1591-2008低合金高强度结构钢
GB10433-2002电弧螺柱焊用圆柱头焊钉
GBT5117-1995碳钢焊条
GBT5118-1995低合金钢焊条
GBT14957-1994熔化焊用钢丝
GBT14958-1994气体保护焊用钢丝
GBT8110-1995气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝
GBT10045-2000碳钢药芯焊丝
GBT17493-1998低合金钢药芯焊丝
GBT12470-2003低合金钢埋弧焊用焊剂
GBT5293-1999埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂
GBT12470-1990低合金钢埋弧焊用焊剂
GBT2970-1991中厚板超声波检验方法
GB11345-1989钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级
GBT3323-1987钢熔化焊对接接头射线照像和质量分级
GB2649-2654焊接接头机械性能试验方法
GBT8923-1988涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级
GBT1031-1995表面粗糙度参数及数值
TBT1527-2004铁路钢桥保护涂装
TBT2137-1990铁路钢桥栓接面抗滑移系数试验方法
GBT5782-2000六角头螺栓
国家技术监督局《施工机械安全操作规程》
起重机安全技术操作规程ZZ-0.6（91）
起重机安全操作规程GB6067-1985
起重机操作规程SYB4112-80
《铁路营业线施工安全管理办法》（铁办[2008]190号）；
《铁路工务安全规则》（铁运[2006]177号）；
《铁路运输安全保护条例》（国务院430号令）；
《实施性施工组织设计》；
《南昌铁路局营业线施工及安全管理细则》
现场施工调查资料及本单位类似工程施工经验。
第三章材料采购、验收和管理
3.1材料采购
1）严格遵守设计图的有关规定，对于门式墩制造的直供材料，公司将与业主选定的材料供应商洽谈材料供应合同，在明确双方责权利、供货方式、材料质量验收标准、供货地点等详细条款后签订供应合同，并将供应合同报业主备查。
其他材料将采用招标形式自行采购。
2）门式墩焊接材料优先选择长期为桥梁制造供应焊接材料的合格供方，并经工艺评定评审和试验合格后，采用邀请招标方式确定焊材供货商。
3.2材料检验
为保证工程制造用材料符合设计图纸要求和现行标准规定，对用于钢构件上所有材料（钢材、焊材、涂料）工厂将对其质量、规格、性能和数量等进行准确而全面的检查。
并按监理工程师的要求，对用于钢构件上的钢材、焊材，工厂还需进行抽样复验。
其检验程序见图3.2-1。
3.2.1材料检验
（1）所有进厂材料均应有生产厂家的材质证明书。
（2）按供货方提拱的供货清单逐一对回厂材料进行检查，检查项目包括材料的数量、规格与供货清单的一致性；质量证明书和实物材质批号的一致性。
对于各种规格的钢板，检查其长宽尺寸、厚度及平整度；对于型钢，检查其断面尺寸、壁厚、长度及直线度
（3）所有钢材在复验抽样前还应对钢材表面进行全面检查，钢材表面的锈蚀等级为A级或B级，当表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度允许负偏差值的12；钢板厚度a的偏差符合如下规定：
5＜a＜8时，允许偏差为+0.8、-0.4mm;
8＜a＜16时，允许偏差为+1.2、-0.5mm;
a＞16时，允许偏差为+1.3、-0.6mm;
图3.2-1材料检验程序
3.3材料复验
3.3.1钢材复验
钢材到厂后，除生产钢厂出具材料出厂质量证明书外，工厂还将按下表钢材复验标准进行抽检复验，抽检试件频率按监理工程师的要求进行，试验的机械性能和化学成份应不低于GBT2975-1998《钢及钢产品力学性能试验取样及试样制备》中的规定，做好各项复验检查记录。
1）本工程制造使用的主要钢材（Q345qD）的复检，按GBT714《桥梁用结构钢》和图纸及招标文件要求执行。
Q345qD除化学成分S（%）≤0.02外均按照《铁路桥涵设计基本规范》《铁路桥梁钢结构设计规范》规定办理。
2）钢材到货下料前应按以下内容复查或验收，并做好检查记录备查。
钢材的复验程序见图3.3-1。
图3.3-1钢材复验流程
（1）钢材到厂后，除有生产钢厂的出厂质量证明书外，还应按钢材复验标准进行抽检复验，按同一厂家、同一材质、同一板厚、同一出厂状态每10个炉（批）号抽检一组试件，做好复验检查记录。
（2）钢材的化学成分、力学性能等必须符合相关国家规定标准和图纸要求。
每批钢材的检验项目、取样数量、取样部位及试验方法应符合表3.3-1的规定。
表3.3-1
序号
检验项目
取样数量
取样方法
试验方法
1
化学成分（熔炼分析）
1个炉
GBT20066
GBT223、GBT4336、GBT20125
2
拉伸试验
1个批
GBT2975
GBT228
3
弯曲试验
1个批
GBT2975
GBT232
4
冲击试验
3个批
GBT2975
GBT229
5
Z向钢厚度方向断面收缩率
3个批
GBT5313
GBT5313
6
无损检测
逐张或逐件
按无损检验标准规定
协商
3）当钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度允许负偏差值的12。
4）钢材表面锈蚀等级应符合《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923-88）规定的A、B、C级。
5）钢板厚度的偏差应符合GBT709-2006《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》
3.3.2焊接材料复检
焊接材料应有生产厂家提供的出厂质量证明外，公司对所有不同批号的焊接材料进行首批抽样复验，其机械性能及化学成份应达到表3.3-2中相关标准的规定，并做好复验检查记录。
国产新型焊接材料或进口焊接材料应按厂家材质证明书的要求并参考标准《碳钢药芯焊丝》GBT10045-2001进行复验。
实际生产中根据一定的批量，由质量检验部门随机进行抽查复验，以保证焊接材料质量可靠。
焊条和CO2焊丝的复验主要考察熔敷金属的力学性能，满足标准的要求；其中对低温冲击试验的结果要求有足够的富裕量，以保证产品焊缝有良好的韧性。
埋弧焊丝化学成分必须满足标准的规定，同时结合埋弧焊剂进行焊接试验，考察焊接工艺性能以及熔敷金属的力学性能，满足标准的规定；其中对低温冲击试验的结果仍然要求有足够的富裕量，以保证产品焊缝有良好的韧性。
表3.3-2焊材复验标准对照表
焊材名称
用途
标准
标准号
焊条
碳素钢
《碳钢焊条》
GBT5117-1995
焊条
低合金钢
《低合金钢焊条》
GBT5118-1995
焊丝
碳素钢、合金钢
《熔化焊用钢丝》
GBT14957-1994
焊丝
低碳钢、低合金钢、合金钢
《气体保护焊用钢丝》
GBT14958-1994
焊丝
碳素钢、低合金钢
《气体保护焊用碳钢、
低合金钢焊丝》
GBT8110-1995
焊丝
碳素钢
《碳钢药芯焊丝》
GBT10045-2001
焊剂
碳素钢
《碳素钢埋弧焊用焊剂》
GBT5293-1985
焊剂
低合金钢
《低合金钢埋弧焊用焊剂》
GBT12470-1990
3.3.3涂装材料复检
涂装材料进厂时，工厂验证生产厂家的出厂质量证明，对每批涂装材料取样进行复验，复验结果不低于生产厂家质量证明书上的性能指标为合格，复验合格后投入使用，并做好复验检查记录备查。
3.3.4焊钉复验
1）焊钉外形尺寸、化学成份、机械性能应符合《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》（GB10433-2002）的规定。
2）焊钉的加工工序应是进行原材料张拉、冷拔、切断锻头、冷镦成型，装焊剂等。
成品钉应具有相同的质量和外观，不能有损伤的表面、毛刺、缝隙、裂缝、扭曲、弯曲或其它有害的损伤。
3）焊钉出厂前，制造厂必须按要求做合格性试验。
只有通过合格性试验、焊钉、底面金属和弧焊防护圈底组合体才算是合格的。
3.4材料管理
1）为确保材料进厂后在材料复验、入库、存放等环节中全过程受控，所有参与物资供应的人员严格按“本工程质量保证体系”和公司质量体系程序文件要求执行，全面履行各自职责。
2）负责钢材验收并提交验收证书（包括材料品名、数量、质量检验证书及验货时间），并将所有“质量检查合格单”报监理工程师备查。
3）材料复验合格后入库，由质检部门在质保书上加盖合格印章，编上序号，作为领料依据；在实物指定位置作明显检验合格标识。
4）本工程材料专料专用，严格执行材料领退制度，对于检验不合格材料及时反馈给业主和供货单位并立即换料或退料，以免使用过程中混用。
5）焊接材料由专用仓库储存、按规定烘干、登记领用。
领用量不得多于4小时用量，当焊条、焊剂未用完时，应交回焊条房重新烘干。
烘干后的焊条应放在专用的保温筒内备用。
6）涂装材料存放于专用仓库中，配备有整套的消防设备。
涂装材料将注明使用期限，确保不使用过期的产品。
7）为确保材质管理的可追溯性，用于钢箱梁上的所有钢材、型材、焊材和涂装材料进厂检验和复验合格后，纳入公司物资供应计算机网络系统进行管理。
第四章技术准备
4.1图纸转化
根据设计院提供的设计施工图和技术要求及相关的标准、规范，进行钢结构的三维放样，以获得各构件的准确数据，并完成施工图纸转化工作。
施工图纸转化工作程序见图4.1-1。
图4.1-1施工图纸转化工作程序
4.2工艺评定试验
本工程钢结构制造前按《铁路钢桥制造规范》（TB10212）和本工程技术要求进行工艺评定试验。
以此确定适合公司设备、人员、管理等方面的最佳工艺参数，钢结构工程在实际制造中严格按工艺评定确定的参数作业。
1）焊接工艺评定试验（流程见图4.2-1）
（1）焊接工艺评定试板的材质应与产品的材质一致，根据材料化学成份C、S、P的含量，选用偏上限者进行试验。
（2）焊接工艺评定试验中对焊接坡口、根部间隙等参数模拟实际工况中可能的极限值，以使焊接工艺评定试验的结果具有广泛代表性。
图4.2-1焊接工艺评定试验程序
2）切割工艺评定试验（流程见图4.2-2）
主要零件应采用精密切割，手工切割只可用于次要零部件或切割后还须再行加工的零件。
剪切切割仅适用于次要零件或边缘进行加工的零件。
所有杆件的精切外露边缘应倒角R1～R2的圆角，确保精切棱边的匀顺。
整体节点板圆弧部位在精切后打磨匀顺。
切割面的硬度不超过HV350。
图4.2-2切割工艺评定试验程序
（1）工艺评定采用涂有底漆的试板，漆膜厚度选用上限值。
（2）进行切割工艺评定的试件，根据不同的板厚所涵盖的范围，工艺评定试验结果所对应的适用范围见表4.2-1。
表4.2-1
切割工艺评定试件的板厚（mm）
工艺评定结果所对应的适用范围δ（mm）
12
6<δ≤12
20
12<δ≤20
32
20<δ≤32
δ＞32mm
按每5mm为一级
（3）切割后的试件，切割面无裂纹；局部硬度不超过HV（10）350；不呈现其它危害永久性结构使用性能的缺陷。
切割边缘表面质量均达到规范规定的要求。
3）涂装工艺评定试验（流程见图4.2-3）
（1）工艺评定试验采用涂有底漆的试板，漆膜厚度选用上限值。
（2）进行涂装工艺评定试验的试件选取厚度为24mm钢板进行涂装工艺评定试验。
（3）压缩空气必须清洁、干燥，不含油和水。
试验环境温度5～40℃，大气相对湿度
＜85%，钢板表面温度高于大气露点3℃以上。
图4.2-3涂装工艺评定试验程序
4.3拟投入本项目的主要生产设备、检验设备表
工程施工主要机械设备表
名称
型号
规格及加工能力
出厂时间
数量（台）
备注
1、下料设备
等离子火焰数切割机
澳大利亚CuttingExpert
201BL6000×28000
加工范围28×3.5m
切割δ≤35mm（等离子）
δ≤100mm（气体火焰）
2008.04
1
门式数控火焰等离子切割机
RJCL（A）
δ=5～150mm
2008.04
2
半自动切割机
IK-72t
δ≤80mm
1997.06
8
卧式金属带锯机
GB4040
φ400*450
2000.01
1
2、焊接设备
远红外高低温自控焊条烘机
YGCH-G系列
200kg
2008.01
2
150kg
1
保温筒
S-3
5kg
2008.01
15
螺杆式空压机
LV910-75AI
12.2m3min
2008.01
2
单头自动CO2角焊机
KS-5
60～500A
2008.01
8
CO2气体保护焊机
YM-350KRIVTA
350A
2008.01
20
交直流单头焊机
ZXE1-400
400A
2008.01
5
埋弧焊自动控制焊机
MZ-1－1000
1000A
2008.01
6
MZ-1－1250
1250A
2008.01
1
门式埋弧自动焊机
2008.01
2
3、机械加工设备
猴式油压机
自制
500t
2008.05
1
剪板机
Q11系列
δ=2.5-16mm
B=1600～2500mm
1986.9-1992.12
5
钻床
6
磁力钻
10
4、吊装、运输设备
汽车吊
16t,40t,50t,
70t,130t
1997.5
5
履带吊
450t
1
平板车、集卡车
30t,25t,40t,
100t,200t
1993.12
8
永磁吊
Yx2-5
5t
1997.06
8
Yx2-2
16t
2000.04
4
涂装设备
机械设备名称
产地
规格型号
生产能力
单位
数量
备注
加热干燥机
国产
80KW
5000m3
台
1
冬季加温
加热干燥机
国产
20KW
1200m3×12
台
12
冬季加温
英格索兰空压机
美国
XP900E
25.6m3×2
台
2
含冷却干燥
英格索兰空压机
美国
XP900
25.6m3×4
台
2
含冷却干燥
真空吸砂机
进口组装
WH-75
12thr×4
台
2
特涂设备
电动真空吸尘机
进口组装
GEV-480
台
2
特涂设备
专用吸尘器
国产
6KW
台
5
特涂设备
手提式真空喷砂机
美国
6m2hr×2
把
2
死角及损伤修补
喷砂机
国产
GPBS-4720
0.4t
台
10
喷漆泵
美、日、国产
多种型号
200m2hr10
台
5
适合喷各类涂料
搅漆泵
国产
台
5
适合喷各类涂料
钢砂粉尘分离机
自制
50th
台
1
打磨机
国产
多种型号
把
30
轴流通风机
国产
4-68
风压动力Y15KW
台
5
隔爆型防爆风机
国产
BYDE32
台
8
防爆荧光灯
国产
BYS-80240W
盏
30
空气储气包
国产
6m3
台
1－2
空气冷却净化系统
国产
套
4
空压机配套
检验、测量设备表
序号
仪器设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
摆锤式冲击试验机
JB-30B
台
1
2
电液伺服万能材料试验机
WAW500
台
1
3
电子万能材料试验机
WDW-5
台
1
4
布氏硬度计
KPE-3000
台
1
5
洛氏硬度计
A-200
台
1
6
维氏硬度计
HVA-10A
台
1
7
轴力计
GKAM20M24
台
1
8
扭矩仪
QTM-Ⅱ
台
1
9
奥林巴斯金相显微镜
PME3
台
1
10
显微硬度计
MUK-C
台
2
11
电光分析天平
TG328B
台
1
12
梅特勒—托利多分析天平
AE100
台
1
13
电光分析天平
TG328B
台
1
14
分光光度计
VIS-7220
台
1
15
钢铁定碳仪
101
台
1
16
电解分析器
44B
台
1
17
生物显微镜
XSS-2型
台
2
18
冲击实验机
JB30A，JB30B
台
2
19
测量钢带
2×30×12500
根
4
20
超声波测厚仪
CCH-10B
台
1
21
油漆测厚仪
CH-5
台
3
22
测爆仪
台
2
23
粗糙度测量仪
电子式
台
4
24
点温计
电子式
台
4
25
钢板测厚仪
台
2
26
激光经纬仪
台
3
27
干湿温度计
台
2
第五章材料矫平、放样及下料
5.1钢板矫平
所有钢材经复验合格后才能投入下道工序。
钢板在下料前,根据不同的板厚采用七辊或九辊矫平机进行矫平以保证钢板平面度，消除钢板轧制内应力。
5.2放样
（1）放样前，放样人员必须熟悉施工图和工艺要求，核对构件及构件相互连接的几何尺寸和连接有否不当。
如发现施工图有遗漏或错误，以及其它原因需要更改施工图时，必须取得原设计单位签具的设计变更文件，不得擅自修改。
（2）采用计算机三维放样技术，用计算机辅助设计，建立本工程钢结构的三维模型，对各构件进行准确放样，绘制各构件零件详图，作为绘制下料套料图及数控编程的依据。
（3）经计算机放样，获得零件下料的精确理论尺寸，再根据接头加工要求和焊接收缩量确定下料加工的工艺尺寸：
下料工艺尺寸=理论尺寸+焊接收缩量+加工余量
（4）放样工作完成后，对所放大样和样杆样板（或下料图）进行自检，无误后报专职检验人员检验。
（5）放样流程见（图5.2-1）：
图5.2-1放样流程图
●工艺性分析：
单元件划分，焊接坡口设计；
●补偿量确定依据：
焊接工艺性试验，零件加工要求；
●成组分析内容：
零件下料方式，零件加工方式，单元件对零件的需求，构件对单元件的需求；
●材料利用率分析：
数控下料零件由数控编程软件自行分析，非数控下料零件以计算机放样面积比例为判断依据，对不符合条件的套料报项目总工批准后实施；
5.3下料
（1）下料前核对钢板的牌号、规格，检查表面质量，再进行下料。
下料时，针对本工程的使用材料特点，我们将复核所使用材料的规格，检查材料外观质量，制订测量表格加以记录。
凡发现材料规格不符合要求或材质外观不符要求者，须及时报质管、技术部门处理；遇有材料弯曲或不平值超差影响号料质量者，须经矫正后下料，对于超标的材料退回生产厂家。
（2）下料严格按工艺套料图进行，保证构件受力方向与钢材轧制方向一致。
钢板及大型零件的起吊转运采用磁力吊具，保证钢板及下料后零件的平整度。
（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
≤0.5mm
（4）划线后应标明基准线、中心线和检验控制点。
作记号时不得使用凿子一类的工具，少量的样冲标记其深度应不大于0.5mm，钢板上不应留下任何永久性的划线痕迹。
（5）划线下料后应按本公司质保手册的规定做好材质标记的移植工作及下料记录。
（6）钢板采用等离子或火焰切割，零件下料采用澳大利亚FABRICATOR3500型门式数控钻割机（见图5.3-1）、德国梅塞尔6500型数控等离子——氧乙炔多头切割机（见图5.3-2）、CNC-4A门式数控切割机、LC-3.0-8门式自动多头切割机、半自动切割机等进行精密切割。
图5.3-1图5.3-2
（7）各零件下料设备的配置见表5.3-1:
表5.3-1下料设备配置表
零件
设备
矩形零件
扁钢加劲板
异形零件
部分焊接坡口
FABRICATOR3500型
数控钻割机
√
√
梅塞尔6500型数控
等离子—氧乙炔多头切割机
√
√
CNC-4A
门式数控切割机
√
√
LC-3.0-8
门式自动多头切割机
√
√
自动切割机
（带板边自动跟踪器）
√
√
√
（8）焊缝坡口在此阶段采用刨边加工和切割加工，达到工艺文件确定的技术要求。
（9）对零件自由边经半自动打磨机进行倒角、打磨处理，确保外观质量达到美观要求和满足涂装工艺要求。
（10）精密切割零部件边缘允许偏差±1.0mm。
精密切割表面质量要求按表5.3-2要求执行。
表5.3-2精密切割表面质量要求
等级
项目
1
主要零部件
2
次要零部件
附注
表面粗糙度
25μm
50μm
CBT1031-1995用样板检测
崩坑
不允许
1m长度内，允许有一处1mm
超限修补，按焊接修补规定处理
塌角
园形半径≤0.5mm
切割面垂直度
≤0.05t且不大于2.0mm
第六章零部件加工及矫正
6.1坡口加工
（1）加工工具的选用
选用半自动割刀或铣边机（厚板坡口尽量采用机械加工）
（2）坡口加工的检验精度
1
坡口角度△a
△a=±2.50
2
坡口角度△a
a=±50
a=±2.50
3
坡口钝边△a
△a=±1.0
6.2边缘加工
（1）加工设备主要采用铣边机、刨边机、龙门铣床等，其粗加工面的光洁度高于
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