钢箱梁施工组织设计.docx
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钢箱梁施工组织设计
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施工方案
工程名称：
编制单位：
编制人：
审核人：
批准人：
编制日期：
年月日
第一节:
工程概况……………………………………………………………4
1.公司简介……………………………………………………………………………………………4
2.工程概述……………………………………………………………………………………………4
3.施工程序……………………………………………………………………………………………4
第二节：
钢箱梁总体制作工艺………………………………………………6
1．工艺标准…………………………………………………………………………………………6
2．钢结构制作………………………………………………………………………………………6
3．精度控制措施……………………………………………………………………………………15
4．检查、验收………………………………………………………………………………………18
5．竣工资料…………………………………………………………………………………………20
第三节：
钢箱梁焊接施工工艺………………………………………………21
1．说明………………………………………………………………………………………………21
2．焊接方法及焊接材料……………………………………………………………………………21
3．一般工艺要求……………………………………………………………………………………22
4．CO2气体保护焊单面焊双面成型工艺…………………………………………………………26
5．全熔透焊缝位置…………………………………………………………………………………27
6．焊接规范…………………………………………………………………………………………28
7．坡口形式…………………………………………………………………………………………28
8．焊接检验…………………………………………………………………………………………30
第四节：
钢箱梁焊接工艺评定方案…………………………………………33
1．概述………………………………………………………………………………………………33
2．焊接工艺评定试验项目目录清单………………………………………………………………33
3．焊接工艺评定方案………………………………………………………………………………33
4．检验内容…………………………………………………………………………………………40
第五节：
涂装方案……………………………………………………………42
1．油漆配套方案……………………………………………………………………………………42
2．钢材表面处理……………………………………………………………………………………42
3．油漆………………………………………………………………………………………………43
4．涂层检验…………………………………………………………………………………………45
第六节：
运输方案……………………………………………………………47
1．钢箱梁装运工具及运输日期……………………………………………………………………47
2．前期准备工作……………………………………………………………………………………47
3．运输路线…………………………………………………………………………………………48
4．运输过程控制……………………………………………………………………………………48
5．特别事项…………………………………………………………………………………………49
第七节：
钢箱梁吊装…………………………………………………………50
1．临时支墩结构形式………………………………………………………………………………50
2．施工工艺…………………………………………………………………………………………51
3．临时支墩的技术要求……………………………………………………………………………52
4．吊装和拼装………………………………………………………………………………………54
5．安全计算…………………………………………………………………………………………57
第八节:
质量保证大纲………………………………………………………58
1．引言………………………………………………………………………………………………58
2．工程质量目标……………………………………………………………………………………58
3．质量标准…………………………………………………………………………………………58
4．质量保证与控制…………………………………………………………………………………59
第九节：
安全文明施工方案…………………………………………………63
1．引言………………………………………………………………………………………………63
2．健全组织机构……………………………………………………………………………………63
3．实行重点控制管理制度…………………………………………………………………………63
第十节：
劳动力和设备资源………………………………………………67
1．本工程投入的劳动力情况………………………………………………………………………67
2．设备及场地投入…………………………………………………………………………………67
第十一节：
项目组织机构及人员……………………………………………72
第十二节：
附图………………………………………………………………73
附图1：
广佛放射线A6.4标段钢箱梁总平面布置图……………………………………………………73
附图2：
分段划分图………………………………………………………………………………………73
附图1：
广佛放射线A6.4标段钢箱梁吊装平面布置图…………………………………………………73
附表1：
施工进度计划表…………………………………………………………………………………73
附表2：
150吨汽车吊额定总起重量表…………………………………………………………………73
第一节工程概况
1．公司简介
中铁十六局为大型工程建造企业，钢箱梁的制作单位为广州市锐宇钢结构有限公司，本公司为新兴的钢结构企业，生产场地位于东莞沙田工业区，占地面积约50000平方米，其中室内装焊面积达8000平方米；室外大型吊机可覆盖的露天区域：
10000平方米；钢结构下料加工车间5000平方米。
适用于大型钢结构内场制作，不受气候影响。
2．工程概述
广州广佛出口放射线A6.4标跨广茂铁路段和芳村大道段为钢砼叠合梁结构。
其中C15～C18轴为26m+38m+26m三跨一联连续钢结构箱梁，主跨38m（C16～C17轴）横跨广茂铁路，桥宽为9.7m，单室箱梁结构，总重量约为330吨。
C23～C26轴为28m+40m+28m三跨一联连续钢结构箱梁，主跨40m横跨芳村大道，桥宽由9.555m逐渐变窄8.517m，单室箱梁结构，总重量约为366吨。
2．施工程序
2.1生产准备程序
生产流程程
材料订货
材料清单
生产技术准备
总体工艺
焊接工艺评定
数学放样
施工图设计
工艺文件
设备场地准备
人员培训
生产计划
2.2主要生产流程
平面分段
型材加工
型材
组合件
内部构件
桥面箱梁分段
板材
平面分段构件
立体分段构件
运输
分段涂装
工厂预装
分段制造
部件装焊
零件加工
材料
第二节钢箱梁总体制作方案
1．工艺标准
钢箱梁的加工、制造、安装、防腐、检查、验收等严格按照《铁路钢桥制造规范》（TB10212-98）和《钢结构工程施工质量验收规范》执行。
2．钢结构制作
钢结构的制作要满足图纸和技术规范要求，整个过程包括材料的采购及复验，焊接工艺评定，分段划分，钢材预处理，放样、下料、加工，分段制造，内场分段吊运、翻身，二次除锈、涂装、工厂预组装等过程。
具体如下：
边缘加工
平面分段制造
部件装焊
成形加工
切割
放样，号料
钢材预处理
材料复验，入库
分段组立和焊接
产品质量验收
分段涂装
分段检验
工厂预组装
验收和交货
2.1材料采购及复验
钢箱梁结构主要采用Q345C和Q235B两种钢材。
钢箱梁制造所用材料必须要符合设计文件的要求和现行标准的规定，除必须有材料质量证明书外，还应进行复验，复验合格方能使用。
具体按照《铁路钢桥制造规范》（TB10212—98）和《钢结构工程施工质量验收规范》执行。
2.1.1钢材及复验：
Ø钢材的包装、标志及质量证明书应符合GB/T714-2000和GB/T700-1988的规定。
Ø钢厂提供的材质证书必须包括以下内容：
炉批号、机械性能、化学成份。
Ø钢材到厂后，应按同一厂家、材质、板厚、出厂状态每10个炉（批）号抽验一组试件；检查内容覆盖钢厂所提供钢材质量证明书中的内容。
Ø钢材表面质量：
当钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于0.6mm,如果缺陷深度大于板厚的20℅、面积超过板面的2℅，则要换板。
2.1.2焊接材料及检验：
Q345C之间的焊接材料选用H10Mn2（埋弧自动焊）、J507（手工电弧焊）、三英（CO2焊），Q235B（及与Q345C）的焊接材料选用H10Mn2（埋弧自动焊）、J507（手工电弧焊）、三英（CO2焊），焊接材料应具有生产厂家的出厂质量证书，工厂按规定对焊接材料进行抽查检验。
2.1.3涂装材料：
涂装材料必须具有产品质量证书以及有效期限，具体详见涂装方案；本工程防腐是25年期。
2.2分段划分
根据钢箱梁结构特点和现场地形、地貌的要求及设计院图纸进行钢箱梁分块：
C15～C18轴钢箱梁沿纵向分为5个纵箱梁分段，箱梁分段横向又划分为箱体分段和左右两边现场散装翼板分段；C23～C26轴钢箱梁沿纵向划分为5个纵箱梁分段，箱梁分段横向又划分为箱体分段和左右两边现场散装翼板分段。
各钢箱梁分段详见附图二分段划分图2.1～2.2，各主要立体分段的重量如下表所示：
2.2.1C15～C18轴钢箱梁，以F代替
吊装单元编号
位置
长度（m）
重量（t）
吊高（m）
FⅠ
15～16轴靠15轴箱体
19.5
46.6
18.0
FⅡ
15～16轴靠16轴箱体
16
42.2
18.0
FⅢ
16～17轴箱体
19
45.8
18.0
FⅣ
17～18轴靠17轴箱体
16
42.2
16.2
FⅤ
17～18轴靠18轴箱体
19.5
46.6
15.2
2.2.2C23～C26轴钢箱梁,以F代替
吊装单元编号
位置
长度（m）
重量（t）
吊高（m）
FⅥ
23～24轴靠23轴箱体
19.5
53.6
12.0
FⅦ
23～24轴靠24轴箱体
19
54.2
12.0
FⅧ
24～25轴箱体
19
50.5
11.4
FⅨ
25～26轴靠25轴箱体
19
54.0
10.2
FⅩ
25～26轴靠26轴箱体
19.5
53.1
10.2
本工程钢箱梁分段划分出现如下特点：
超长、超宽、件多（最长19.5m、最宽5.1m）;相当部分单件重量最大（54.2吨）。
2.3钢材预处理
钢材表面预处理打砂除锈达Sa2.5级，清洁后喷涂车间底漆一道，涂层厚度为20μm（具体油涂配套见涂装方案）。
2.4放样、下料、加工
2.4.1放样：
2.4.1.1放样根据设计施工图、分段划分图和工艺要求进行。
钢箱梁的放样工作全部采用1：
1电脑放样；钢箱梁内部横向加劲肋提供数控切割软盘。
2.4.1.2钢箱梁的腹板与顶、底板垂直，横向结构垂直于水平面。
2.4.1.3余量和焊接收缩补偿量的加放：
a）钢箱梁纵向结构每米要加放1mm的焊接收缩补偿量。
b）分段纵向合拢口在先吊装分段口处制作时留50mm的余量，在工厂内进行预组装后再切割余量，外场尽量无余量装配。
2.4.1.4钢箱梁排板时可以采用T形焊缝或十字焊缝，但是两T形焊缝交点间距不应小于10倍板厚。
相邻焊缝应错开，错开最小距离应符合下图的规定：
2.4.1.5放样提供分段制作所需的号料草图、套料图册等。
套料图册上应有炉（批）号、材质及板材规格记录栏。
2.4.2号料
2.4.2.1号料前检查钢材的牌号、规格和表面质量（双面检查），合格后方可进行号料，号料外形尺寸允许偏差为±1mm。
2.4.2.2零、部件的预留余量按号料草图的要求留放；如为气割分离时，应安钢板厚度及切割方法予留切割余量，一般为2～3mm。
2.4.2.3材料跟踪：
1钢材预处理前按顺序记录钢板标识：
材质、炉（批）号及规格，并依次转录至预处理后的钢板上；
2号料后将钢板上标识记录在套料图册上，数控切割的钢板由专人记录，收集整理后妥善保存；
3余料应标明钢材材质、炉（批）号，以免用错。
2.4.3零件分离和加工
2.4.3.1切割：
1零件分离优先采用数控切割：
本工程内部横向加劲肋结构全部采用数控切割；其它均采用半自动机切割；不允许剪切和手工切割。
2切割面质量要满足下表要求，且切割面硬度不超过HV350。
项目
2级
备注
表面粗糙度
50μm
崩坑
1m长度内容许有1处1mm
超限应修补，按焊接有关规定
塌角
圆角半径≤0.5mm
切割
≤0.05t，且不大于2.0mm
t为钢板厚度
3零件分离后要对变形进行矫直、矫平，零件矫正要求如下：
项目
允许偏差（mm）
钢板平面度
每米
1.0
钢板直线度
L≤8m
3.0
L＞8m
4.0
型钢直线度
每米
0.5
2.4.3.2加工：
1坡口加工：
坡口采用半自动切割，坡口尺寸及允许偏差由焊接工艺确定，并且坡口角度不得影响焊接施工。
2零件自由边须打磨圆角R1～2mm。
3零件加工尺寸允许偏差如下：
简图
项目
允许偏差（mm）
名称
范围
盖板
长度
+2.0，0
宽度
+2.0，0
腹板
长度
+2.0，-1.0
宽度
+2.0，-1.0
隔板
宽B
+0.5
0
高H
+0.5
-0.5
对角线差
＜1.0
垂直度
≤H/2000
缺口定位尺寸
b
+2.0
h
0
横肋
高h1
（长L）
±0.5
（0，2.0）
缺口定位
尺寸（h2）
0
0.2
2.5分段制造
2.5.1胎架制造：
2.5.1.1所有分段均以顶板为基准倒装。
2.5.1.2胎架在通用框架平台或型钢平台上制作，胎架尽量简易但要保证有足够的刚性和强度；
2.5.1.3胎架线型要全面考虑桥面的纵向竖曲线并要加上预拱度值。
2.5.2分段制造：
2.5.2.1划线要求：
按图纸开出分段的中心线和检验线并根据其划出各纵横构件安装线，纵向按每米加放1mm的焊接收缩余量。
2.5.2.2部件装焊：
把横向强加劲肋等在平台上先装焊成部件，焊后矫正变形。
2.5.2.3拼板：
钢板直接上胎架拼接，焊接使用埋弧自动焊，焊接前磨掉坡口及其周围30mm范围内的铁锈、油漆等。
2.5.2.4平面分段装焊：
1箱梁顶板平面分段在倒装胎架上制作；底板平面分段在通用水平框架上制作。
2平面分段的装焊采用分离式装配法：
先装配好纵肋，再安装横向加劲肋，强加劲肋仅在顶板平面分段上安装,在安装纵肋时要特别复查各分段口伸出和缩入尺寸。
3为便于箱形梁分段的组装，腹板直接在箱形梁组装时散装；腹板在装配时应注意腹板坡口的方向性。
4平面分段的焊接按《焊接工艺》执行。
2.5.3箱形梁分段组装：
1顶板平面分段装焊后不脱胎，检查平面分段与胎架的中心线、水平线是否有变，如有差异要通知工艺员来处理,待处理完毕后才能转入下道工序（正装时为底板平面分段）。
2将左、右腹板分别吊上顶板平面分段，对齐分段对合线和装配线（特别注意腹板与顶底板的伸出和缩入情况），并做好临时加强。
3吊装底板平面分段，对齐分段对合线和中心线，调整左、右腹板垂直度以及腹板的高度并做好加强。
4安装腹板上散装竖向加劲肋和其它散装件，并检查组合的完整性和正确性。
5按焊接工艺的要求施焊（具体见焊接工艺）。
2.5.4其它：
1分段制作过程中必须作出分段中心线、十字线等定位基准线，并打上标记。
2所有分段要做好标识，包括分段的编号、方向等；尤其注意结构相似而不能互换的分段。
3所有分段必须经过矫正，经检验合格后方能发运。
2.6分段吊运、翻身
先通过工艺计算准确定出吊码位置，并以分段重量来选定合适的钢丝绳和吊码等，翻身吊码要安装4个且为2个吊码能承受到整个分段的重量；翻身吊码纵向间距要求控制在8米～10米之间；分段重量较大时选用3台汽车吊来翻身，翻身步骤如下：
1先用150吨履带移动吊机把分段从胎架上吊运到翻身场地；
2其余2台50吨汽车吊就位，接着用150吨履带移动吊机单边2个吊码提起分段并起升到5m左右；
3另外2台吊机分别挂钢丝绳，1台吊机为一个吊码；
42台吊机缓慢起钩，同时150吨吊机缓慢松钩，待分段为水平状态时同时松钩。
如下所示：
2.7二次除锈、涂装
防腐涂装设计方案的保质期为25年期，具体见涂装方案。
2.8分段预组装
所有分段出厂前都要经过预组装，预组装按照两轴号间钢箱梁分为几大部分进行。
为了保证预组装时的状态为现场吊装时的状态，需要精确制作预组装胎架并在现场全面复查两轴号之间的实际距离，预装过程中切除分段余量并处理坡口，确保所有分段无余量出厂。
3．精度控制措施
钢箱梁质量一个重要方面是建造的精度，精度控制工作贯穿于建造工作的全过程，必须在每一工序中严格把关，层层落实，确保完工精度。
具体如下：
3.1放样、下料、加工
放样全部采用1：
1电脑放样，保证放样精度；
下料零件分离内部加劲肋全部采用数控切割，其余为半自动切割，保证零件精度；
零件加工时提供加工样板，保证加工精度。
3.2分段制作
3.2.1制作胎架
先用全站仪放出分段检验线，确保分段线型的准确性；制作胎架时，要充分考虑分段的纵坡、横坡和预拱度。
3.2.2分段装配
装配过程必须严格在胎架进行，不得随意更改胎架线型，横向加劲肋全部实行无余量装配，能有效的控制箱梁的高度和挠度，提高装配精度。
3.2.3分段焊接
采用CO2自动气保焊等焊接方法，减少焊接收缩；
采取对称施焊、阶段施焊等办法控制焊接变形；
在分段周围设置监测点（设标尺），监测分段的扭曲、翘曲变形，如有不妥，及时修改焊接顺序，控制焊接变形；
具体焊接方法见焊接工艺要求。
3.2.4分段矫正
焊接变形如有超差，须进行火工矫正，火工矫正时严禁下水，火工矫正时温度要控制在800℃以下，必要时采取一些外力辅助，如加压铁等；如分段要进行火工矫正时要在工艺人员的指导下进行。
3.2.5分段预组装
预组装前用同一台全站仪放出各部分的地样，确保各轴线的准确性，然后制作预组装胎架，胎架同样考虑纵坡和预拱度。
进行分段预组装，分段轴线要与地样重合，组装过程中切除分段余量，保证现场的安装精度，对预组装过程中发现的误差要及时处理，保证精度满足公差要求。
3.3分段运输
分段在运输过程中要用方木垫平稳，避免分段受力不均匀，防止分段在运输过程中变形。
3.4现场拼装
3.4.1放线
用同一台全站仪在现场放出钢箱梁的中心线和各轴线，作为分段吊装定位的参照基准，要确保每一轴线相对位置精确，而且划线位置必须牢固，保证各定位线在施工过程中不发生偏差；
3.4.2建立监测网
在现场建立一个完善的监测网，严密监测所有分段在定位、焊接过程中的位置变化，并根据现场实际情况进行控制。
3.4.3吊装定位
分段定位时要确保准线重合，然后与支墩架钢性固定，合拢口适当加排板加强，减少焊接的收缩变形。
3.4.4焊接控制
制订合理的焊接顺序，采取对称施焊、阶段施焊等办法控制焊接变形，
采用CO2自动气保焊等焊接方法，减少焊接收缩；
严密监测所有分段轴线在焊接过程中的位置变化，并根据现场实际情况进行控制，必要时采取调整焊接顺序甚至开刀返工的手段。
4．检查、验收
在生产的全过程都要进行过程质量控制，检查、验收等严格按照《铁路钢桥制造规范》和《钢结构的加工、检查验收暂行技术规定》执行，而且公司还编制相应的文件。
4.1焊接箱形梁的装配公差：
类别
简图
项目
允许偏差
焊
接
梁
对接
高低差
t≥25
△≤1
t＜25
△＜0.5
对接间隙b
+1、0
宽度B
+1、0
高度H
有水平拼接时
±1.0
盖板中线与
腹板中线的偏差
△≤1.0
悬挑梁
高度H
+1.5、0
墩顶连接纵横梁
+1.5、0
无孔两竖板中心线偏移
△≤2.0
拼装缝隙
△≤0.5
拼装缝隙
△≤0.5
盖板倾斜
△≤0.5
加劲肋间距S
±1.0
（有横向联结关系者）
±3.0
（无横向联接关系者）
腹板的局部平面度
△＜1.0
磨光顶紧
缝隙
＜0.2
4.2组装焊接区必须彻底清除铁锈、氧化铁皮、油污、水分、显露出钢材金属光泽。
清除范围如下图。
T2
4.3焊缝检验：
焊缝检验具体见焊接工艺要求。
5．竣工资料
在制作过程中收集保存各种质量验收资料。
在制作过程中，按广佛项目规定的表格形式填写QC检查记录，并保存好施工中的各种文件资料，为竣工资料的提交作好充分的准备工作。
竣工资料包括：
1）钢结构工程竣工图的设计文件；
2）安装过程中形成的与工程技术有关的文件；
3）安装所采用的钢材、焊接材料以及涂料等材质的质量；
4）证明书或试验、复验报告；
5）本公司制作构件的出厂合格证；
6）焊接工艺评定报告；
7）焊接质量检查报告；
8）隐蔽工程验收记录；
9）结构安装检测记录及安装质量评定资料；
10）钢结构安装后涂装检测资料；
11）业主或监理所提供的资料。
第三节焊接施工工艺
1．说明
1.1本工艺适用于广佛出口放射线A6.4标跨广茂铁路段和跨芳村大道段钢箱梁的焊接施工。
1.2本工艺主要按照《桥梁焊接规范》（AWSD1.5-88）、TB10212—98《铁路钢桥制造规范》及有关图纸的技术要求，结合工厂的实际生产情况编制而成。
1.3钢箱梁的顶、底、腹板及轴横梁部份横隔板等主受力构件采用Q345C，内部次要加强板选用Q345C和Q235B。
Q345C为低合金高强钢，焊接时容易产生淬硬组织和冷裂纹，为保证接头的机械性能，要求采用低氢焊条，焊条和焊剂在焊接前严格烘干，焊接前应严格清除油污、铁锈、水分等会影响焊接质量的杂质。
1.4按照《铁路钢桥制造规范》（TB102120-98）的有关规定要进行焊接工艺评定。
所有应用在本工程的焊接材料、方法和焊接规范必须通过焊接工艺
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