公安长江特大桥4#墩双壁钢围堰施工方案1229DOCWord下载.docx
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3
托架
176.52
4
地锚
1.9
钢筋及预埋件
汇总
337.9
围堰的钢材均采用Q235B的钢板，其物理性能和化学成分均应符合国家有关标准。
2．编制范围
荆岳铁路公安长江特大桥3#、4#墩双壁钢围堰工程中施工内容包括：
材料进场与验收、下料、单元件制作、底节拼装。
3．编制依据及制造引用标准
3.1.技术规范
（1）荆岳铁路公安长江特大桥3#、4#墩双壁钢围堰设计文件
（2）《铁路桥涵施工规范》TB10203-2002；
（3）《优质碳素结构钢技术条件》GB/T699-1988；
（4）《碳素结构钢》GB700-88；
（5）《热轧钢板表面质量的一般要求》GB/T14977-1994；
（6）《气体保护焊用钢丝》GB/T14958-1994；
（7）《熔化焊用钢丝》GB/T14957-1994；
（8）《碳钢焊条》GB/T5117-1995；
（9）《碳素钢埋弧焊用焊剂》GB/T5293-85；
（10）《气焊、手工气弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB/T985.1-1988；
（11）《焊条质量管理规定》GB/T33-83；
（12）《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T11345-1989；
（13）《钢结构施工质量验收规范》GB50205-2001；
3.2.技术要求
1、根据设计图纸规定，部分焊缝要达到GB50205-2001中一、二级焊缝的要求。
2、制造前须制定相关的各项施工工艺并严格执行。
3、严格按设计图纸及招标方提供的变更通知进行施工不得擅自更改设计。
4、施工过程中做好各项测量、试验检测工作，并出具有效的检验记录。
5、所有图纸变更必须以签字变更书面通知为准，口头通知无效。
二、主要施工方法与技术措施
1．总体施工方案
钢套箱围堰拼装分两个步骤进行，底节部分在下水场地进行拼装，底节结构拼装完成后，采用气囊法将底节整体下滑入水，再由拖轮浮运到墩位，浮运距离约为30km。
中、上节部分在墩位位置进行水上接高拼装、下沉。
由于钢围堰为巨大型结构，主要制造方案为将其分为若干个单元块，在下水场地进行拼装的制造方案。
侧板分成44块（圆弧段30块，直线段14块），单块最大重量约为30t左右，在钢结构车间制造成壁板单元，用平板车运到拼装场地后，由100t履带吊进行拼装焊接；
内支架在钢结构车间内形成桁架单元，考虑到吊装和运输原因，单榀桁架再分成三块，单块最大重量约为40t左右，运到拼装现场后，在现场对接成一榀桁架，由两台履带吊抬吊并拼装焊接；
吊杆制造单桁进行拼装，将单桁安装完毕后，临时固定，单桁间的杆件散拼进行拼装焊接，底龙骨在车间内按横向方向分成9块单元，其中桩位部分的在现场散拼，双壁底隔舱共分6个单元，底隔舱1分成2个单元，底隔舱2直接做成单块，现场拼装。
其他附属结构在车间内分别制造好后，在现场拼焊。
所有结构完成后，采用气囊法下水，再由拖轮浮运到墩位，浮运距离约为30km。
2．钢围堰制造方案
2.1．主要制造工艺流程
主要制造工艺流程详见“图2-1钢围堰制造流程图”
图2-1钢围堰制造流程图
2.2．钢围堰单元分块及加工方法
2.2.1．壁板单元的制造：
1.钢围堰侧板分块
围堰底节高16.0m，根据钢结构车间吊机的起吊能力，底节围堰横向共分为44个块段。
其中曲线段分为30块，每块的外弧长为4.5m，内弧长4.05m，无隔仓板的每块重量为16.65t，有隔仓板的每块重量为20.67t；
直线段分为14块，每块外侧宽4.5m，内侧宽4.5m，中间一块重量为24.50t，其余每块重20.47t。
顶节部分另行分块制造安装。
2.施工顺序
⑴、单元件组装顺序：
胎架平台制作→拼板及框架制作→铺设外围壁板→安装外围壁纵骨→安装水平结构→安装内隔舱板→安装内围壁纵骨及结构→焊接内部构件。
⑵、单元件焊接顺序：
内外围壁正反面焊缝焊接→内结构焊接→内结构与外围壁焊接→内结构与内壁焊接。
3.围堰侧板曲线段各单元块制造
侧板曲线段中心为Ф19m的圆形结构，分为30块制造。
为保证在拼装时的尺寸误差控制在标准范围之内，需铺设专门的焊接平台。
在平台上焊接侧板单元，能够保证焊接时的变形和弧度。
焊接时的胎架必须是一个刚性的固定结构来减少尺寸的误差。
1围堰块件水平环放样
测量组放线，铺设围堰单元块件水平环及水平支撑角钢放样平台，形式如“图2-2水平构件放样平台示意图”所示。
图2-2水平构件放样平台示意图
切割水平环板内圆弧曲线。
曲线轨道制造好后应在上图所示的胎型上试行走，校验割嘴的走行轨迹是否与地样吻合。
内轨与外轨要做好明显的标志，避免用错。
⑵、水平环架上翼缘板的焊接
水平环板下料后要放到地胎上复核圆弧曲线是否准确，有差异的要进行调整。
对于有翼缘板的水平环板，下料后将水平环板用“码”压在平台上，安装水平环板上的翼缘板。
水平环板与翼缘板相互间应保持垂直，点焊牢固后移出胎型焊接。
⑶、水平环板与水平角钢支撑组合骨架制造
在如⑴节中所示的地胎上放出摆放水平支撑角钢和隔舱板的位置线，并依据位置焊接水平环板的定位“靠山”。
将水平环板和翼缘板的组合件紧贴“靠山”安放好，并将所有即将安放水平支撑角钢部位的水平环板和翼缘板间的角焊缝完成，然后根据围堰单元具体尺寸放出支撑角钢位置，并摆放支撑角钢，保持支撑角钢与水平环板贴紧后点焊牢固。
水平环架出胎前，将地胎上的各部位的中心线、隔舱板的位置“过”到水平环架，并打上样冲，如“图2-3中心线、隔舱板位置线放样示意图”所示。
图2-3中心线、隔舱板位置线放样示意图
用铁皮样板在水平环架上划出安装壁板竖向肋凹槽口。
水平环架出胎后，继续完成所有焊缝的焊接和壁板竖向肋凹槽口的切割，同时将水平环架两头的水平环板及翼缘板的坡口开好。
注意：
①侧板曲线段的两个最端头单片围堰在下料时，面板、水平环板与翼缘板的弧长多放出50mm；
②要将地胎上的端线“过”到水平环板上并打上样冲眼。
⑷、壁板的拼焊
单片围堰的内外6mm面板配料对接时，用埋弧焊机施焊。
面板的长度仍按图纸上围堰高度方向的尺寸下料；
面板的宽度按整个围堰面板的展开长度的1/16加上10
mm的收缩量作为单片壁板的宽度。
在面板上弹出面板的中心线、水平环板的安装位置线、隔仓板的安装位置线，如“图2-4面板放样示意图”所示。
图2-4面板放样示意图
按线安装竖向∠63×
63×
6mm的竖向肋。
面板应呈正矩形（对角线要相等），周边应平直，不能出现“马刀”弯。
（5）单片围堰的拼焊胎型
制作单片围堰的拼焊胎型，每个胎型架制好，应在如
（1）节中所示制作的地样上进行校核。
每个胎型架必须经检验合格后方可使用。
胎型上应有面板位置的端坐线及中心线。
（6）单片围堰的组拼
外侧面板铺放时，应对齐胎型上的中心线，胎架上的面板端线应与面板的边线重合。
水平环架吊放时应与面板上的中心线和水平环板线重合，并且水平环架应与面板垂直。
有隔舱板的单片，隔舱板应对准预先在水平环板上划出的位置线。
在盖内侧面板时，要使面板紧贴水平环架，然后测量A值、B值（指对角线），两个A值与两个B值必须一致，若A值不等时应移动面板后，方可进行面板内侧与水平环架的焊接，如“图2-5单片围堰制造检查示意图”所示。
图2-5单片围堰制造检查示意图
有隔舱板的单片在整个单片焊好后，应焊补强板，补强板应紧贴围堰的壁板。
侧板单元加工好后，每三块侧板单元在厂里要进行预拼装，目的是检查二组隔舱板的距离（弦长）是否准确，是否符合设计要求，如“图2-6单元围堰预拼检查示意图”所示。
图2-6单元围堰预拼检查示意图
4．围堰直线段侧板单元制造
围堰侧板直线段单元水平环架、纵向角钢等制造要求与围堰侧板曲线段单元一致。
单侧侧板三块面板整体制造，然后再分块脱胎。
组拼制造时，要保证面板侧边与底边互相垂直,并同时在底边内外侧的外面划出中心线，三片侧板面板脱胎前，在内侧的面板上划出内支撑的位置线，并打样冲。
制造过程中注意以下几点：
①有隔舱板的单片，水平环架不能断开，必须是隔舱板插入水平环架上。
②水平环板对接缝必须开坡口，熔透焊接。
③水平环架的两端头与面板留出200～300mm暂不焊接，拼装时，待水平环架对接好后再焊接。
5.制作具体要求
（1）钢围堰壁板单元件由内、外壁板、隔仓板及水平桁架及竖肋等部件组焊成型。
为保证外型尺寸的准确性及控制焊接质量和变形，借助胎架组拼及施焊，胎架应具有足够刚度，以防止单元构件在组焊过程中变形，胎架数量应根据制作周期及施工工期由现场自行确定，胎架的精度应力求一致，以保证不同胎架组焊出来的产品其尺寸具有一致性。
胎架要求定期进行复核，防止在拼装过程由于重力影响产生变形，导致结构尺寸误差。
（2）拼装时应保证水平桁架、内壁板单元、外壁板单元等的四个中心在同一断面内，防止因为中心不正导致单元块发生扭曲或对角线误差。
（3）竖向角钢的对接接头相邻错开200mm以上，对接接头必须在拼装前先焊好，保证对接质量。
（4）分块处水平环板采用直接对接的形式，要求对接错台小于2mm，并按设计要求开V型坡口，保证接头焊缝质量。
为保证环板对接时接头部分的错台在控制范围内，可预留部分焊缝在拼装后进行焊接。
（5）圆弧段水平环板下料时根据所进材料的规格进行排版下料，尽量减少材料损耗。
环板允许拼装形成，但单块侧板不得多于五块，且按要求开坡口焊接，并保证焊接质量。
环板对接后先用样板检查弧度，待焊接完毕后应复核弧度等尺寸，若不符合则必须修整。
直线段环板原则上要求先拼成水平桁架后进行焊接，以减少环板变形，若单根制作焊接，焊完后的变形较大，在拼装前必须全部调平调直才能使用。
2.2.2．底隔仓的制造
底隔舱在制造时必须控制其正方度，测量其四个方向的对角线误差，保证拼装时空间位置正确，底隔舱面板对接和侧板单元块对接时应保证所有焊缝全部焊透，不漏水。
制造要求同侧板直线段相同。
2.3．钢围堰制造工艺
2.3.1．制造前的准备和相关事项
钢围堰开始制作前，应熟悉并校核全部图纸，编制详细的施工方案，其内容包括钢围堰制作工艺图、工艺规程及详细说明等。
制作场地应按制作要求选择，其面积、环境条件和工作台的尺寸、平整度均应满足制作要求。
由于围堰单元块有圆弧段，必须借助胎架组拼及施焊，设置胎架的场地条件及胎架结构的刚度等，应征得公司技术人员检查合格后，方可使用。
实行首件确认制，钢围堰单元块制成一件后，应丈量单元产品全部尺寸，经检查无误，再制作第二件。
两件单元产品经试拼装合格后，方可批量生产。
应对胎架定期进行检查，丈量主要尺寸，以确保产品质量。
钢围堰单元出厂前应严格保证围堰各部焊缝的焊接质量，对关键受力焊缝应做超声波探伤检验，并对围堰外壳作水密性试验。
试验时采用煤油法进行检查。
2.3.2．零件的下料和坡口的处理
⑴、下料：
a、施工前，必须按有关标准规定对原材料的性能和各项技术指标进行抽样复检，合格后方可进行生产。
b、型钢必须预先进行校正。
c、壁板采用半自动切割机下料。
d、下料时考虑焊接收缩余量。
e、氧割的零件边缘应去处割渣，切割表面不允许有崩坑，塌角半径R≤0.5mm。
f、型钢下料端部应齐整，倾斜度≤1％，毛刺飞边打磨光顺。
g、下料及加工时发现钢材有异常，应立即反馈给技术部门，技术部门应立即进行研究并及时报告四公司公安长江大桥项目部工程部和物资部，对有异常的钢材进行标识隔离，听候通知再处理。
h、排料时应注意使内、外壁板对接缝错开200mm以上。
接料焊缝位置与其他焊缝距离不小于200mm，每节段水平对接焊缝与竖向加劲肋对接焊缝宜错开200mm，面板对接缝与环向加劲肋不应在同一位置，应错开布置。
（2）校正
围堰使用的钢板和型钢，由于在轧制时压延不均，轧制后冷却收缩不均，以及运输、储存过程中各种因素的影响，常常产生波浪形，局部凹凸和各种扭曲变形。
这些变形将影响号料气割及其它加工工序的正常进行，降低加工精度；
而且在焊接时还产生附加应力，使构件失稳而影响构件的强度。
因此，在号料前需对变形的钢板、型钢进行矫正处理，消除这些变形。
a、钢板的矫正
板厚在4毫米以上的、较大面积的钢板在矫平机上矫正，钢板在矫平机上一次不能矫平时，往复数次，直到满足要求为止。
对于小面积较厚钢板及钢板切割或剪切的零件，由于零件边缘在切割时受高温或机床剪切时受挤压而产生的变形，则采用液压机将板件压平，厚度小于3毫米的钢板则用木质手锤敲击矫平。
对于已矫正好的钢板，根据“表2-1钢板平整度检查表”进行检验。
表2-1钢板平整度检查表
钢板厚度（毫米）
3～5
6～8
9～11
12以上
允许翘曲度（毫米/每米长）
3.0
2.5
2.0
1.5
b、型材的矫正
型材主要是用型钢矫直机进行矫正，小尺寸的型材则利用平台或手锤手工敲击来矫正，极个别的型材用火焰矫正法矫正。
（3）边缘加工
由于钢围堰外形尺寸较大，各构件大部分需要接长，为保证结构的焊接质量，水平环向筋板、隔舱板对接边边缘均按要求开坡口。
边缘加工光洁度及尺寸要求应达到规范要求的标准。
为保证焊缝质量，内、外壁板水平环筋对接边须开V形坡口。
边缘加工光洁度及尺寸要求应达到“表2-2钢板加工光洁度及尺寸标准”的要求。
表2-2钢板加工光洁度及尺寸标准
等级
项目
1级
用于主要零件
2级
用于次要零件
附注
表面粗糙度Ra
25um
50um
GB/T1031-1995用样板检测
崩坑
不允许
1m长度内，容许有一处1m
超限修补，要按焊接修补规定处理
塌角
圆形半径<
0.5mm
切割面垂直度
<
0.05t，且不大于2.0mm
t为板厚
2.3.3．侧板单元块概况
侧板单元块主要由壁板、竖向加筋、环形筋板，连接角钢桁架四部分组成，内外板单元通过环形筋板利用角钢连接在一起。
底节下部除有20mm厚钢板焊接而成的刃角外，其他结构与顶节基本类似。
侧板单元块结构见“图2-6侧板单元块结构图”。
图2-6侧板单元块结构图
2.3.4．组拼单元块
按水平桁架设计尺寸及单元块外形分别制安地模平台及工装胎架。
每块内、外水平桁架在地模平台上组拼，定位后组拼连接角钢，检查无误后焊接成单片水平桁架。
单块外壁板按施工装配图铺装在工装胎架上，点焊，划出水平桁架装配线。
组装时应将相邻焊缝错开200mm以上。
组装前必须清除待焊区域的铁锈、氧化铁皮、油污、水分等有害物，使其表面显露合金属光泽。
2.3.5．单元组焊尺寸允许偏差
单元块制造时，单元组焊接标准要求详见“表2-3围堰单元组焊尺寸允许偏差表”。
表2-3围堰单元组焊尺寸允许偏差表
编号
简图
允许偏差（mm）
竖加劲肋与壁板缝隙
△<
环肋板与壁板缝隙
竖加劲肋间距
△S±
环肋板间距
2.3.6．校正
单片水平桁架成型后不满足结构尺寸的要求冷矫，冷矫时温度不宜低于50С，冷矫总变形量不得大于2％。
冷矫后的杆件表面不得有凹凸痕和其他损伤。
板材对接后变形采用热矫。
壁板板面不平，单元块旁弯、扭曲等采用热矫。
热矫加热温度控制在600-8000С，严禁过烧，更不宜在同一部位多次重复加热。
2.3.7．侧板单元制造流程
侧板单元主要制造工艺流程详见“图2-7侧板单元制造流程图”
图2-7侧板单元制造流程图
2.3.8．侧板单元块制造要点
⑴、由于内外面板尺寸较大，需对钢板进行拼接。
此时应按照要求将相邻的侧板对接缝相互错开，避免形成“十”字接缝。
焊接时需控制焊接变形导致面板的平整度超标。
焊接方法尽量能使用焊接变形小的埋弧自动焊，双面焊，如“图2-8面板焊接示意图”所示。
图2-8面板焊接示意图
⑵、竖向角钢的接头应避免在同一平面内，相邻的角钢接头需错开300mm以上，同时不能与面板的拼接缝在同一位置。
对于竖向角钢，要求两端满焊100mm以上，其他位置可采用花焊。
如图纸有其他要求，按图纸标识进行焊接。
⑶、水平环筋间的连接角钢，按图纸的要求切肢，并按照要求满焊。
⑷、内外环筋上的竖向角钢通过孔，需在桁架拼焊后割，以避免先割引起内外环板的变形。
内外环板端头预留200mm不焊，便于拼装时相邻单元块环板的对接。
环板端头应先开好坡口。
⑸、底部刃角段内外壁板为厚板，应先开好坡口，同时两端预留200mm不焊，便于拼装时调整。
内部的三角筋板由于间距太小（约350mm），人难以进入焊接，拼装时可采用拼焊一块后往后倒退，再装下一块，直到全部拼焊完毕。
⑹、制造时尤其要保证底节和上节连接处的10mm的环形筋板的平整度，此板的平整度直接关系到上节拼装时与底节的垂直度是否一致，保证上下节套箱的同心。
同时必须控制刃角尖到此板的距离，保证拼装时底节顶面为一平面。
如“图2-9环形筋板检查示意图”所示，图中A尺寸控制在5mm以内。
图2-9环形筋板检查示意图
⑺、制造时应严格控制每块隔舱板在单元块中位置。
控制好此尺寸既可保证结构尺寸，而且能保证以后上下节对接时，避免出现隔舱板错位导致无法对接的现象产生。
⑻、对于密闭隔舱板，根据图纸的要求，在焊接完毕后必须进行渗透检查，保证焊缝不漏水，否则进行返工处理。
2.3.9．单元体组装件质量要求
单元体组装件质量要求详见“表2-4单元体组装件质量要求表”
表2-4单元体组装件质量要求
加劲肋间距
±
宽度、长度
+5
内外壁间距
＋4，－0
对角线差
5
表面不平度（2m范围内）
2.4．套箱的整体拼装
根据面板的实际重量，考虑到拼装时的工作量和吊机的起重能力，可将2～3块面板拼成整体后（相邻对接焊缝必须错开）再吊装拼装，这样既可减少拼装的时间，又可以减少在高空进行立焊的工作量，方便施工。
壁板的制造采用分块制造的方法，以面板的尺寸为分块线。
按照围堰各部件分块示意图分别加工好各部分后，在拼装现场将需要连成整桁的拼装好并检查合格，部分支撑以散件形式发运到现场。
组拼的场地面积不小于100米×
45米，在该范围内先进行地基压实处理，以保证不发生地基沉陷。
钢围堰组拼顺序为：
底隔仓→侧板→内支撑→其他附属设施。
2.4.1．组拼前的准备工作
场地情况：
按照下水公司要求拼装场地必须平整、坚实，并且已按照要求平整成设计的下水坡度。
在场地上布置好拼装用钢凳，并且顶面坡度与场地坡度一致，底部已抄垫平实。
钢凳、钢托板的安装和焊接：
根据下水公司的钢凳布置图，将钢凳安放在设定的位置上，由于套箱的刃角段下方没有其他的支撑，所以钢凳必须布置合理，不仅位置正确还要求其顶面在同一水平面上。
将焊接好的钢托板单元块吊装到钢凳上，注意在吊装时不要影响钢凳的位置。
若在托板单元块对接缝处如没有钢凳支撑，可临时用其他的钢支架抄垫，在焊接完毕后，临时支撑必须拆除，钢凳结构形式如“图2-10钢凳结构图”所示。
图2-10钢凳结构图
钢托板的焊接应尽量采用埋弧焊或焊接变形小的二氧化碳气体保护焊进行焊接，这样可以减少焊接变形和焊接应力，保证钢托板的平整度和焊缝连接的可靠性。
拼装焊接完毕后应清除钢托板下表面内所有焊渣和尖锐杂物，防止在下河过程中扎破气囊。
单元块件的检查：
为保证拼装质量和拼装速度，所有进入拼装现场待拼的单元块或散件，均必须是结构尺寸和焊缝渗漏都检查合格的部件。
场地用电及焊接设备的准备：
为保证钢围堰拼装的顺利进行，场地用电必须考虑周全，根据现场的用电设备配备合理的容量。
施工中所用到的焊接设备应合理布置在围堰的各个部位，尽量减少焊接电缆的长度，提高拼装的安全性。
2.4.2．围堰各部分的拼装
根据钢围堰的结构特点和制造分块特点，底部为刃角，内部无支撑，在拼装时必须先拼装底隔舱，利用底隔舱形成一个相对稳定的桁架后，才能保证拼装侧板的安全性和可靠性。
侧板的安装：
为防止在拼装过程中，为防止钢凳的位置发生变化，需将钢凳与地面进行固定。
将侧板的位置线投到钢凳上，并做好明显的标记。
需焊接临时的限位处应预先焊好。
按照拼装方案上的规定开始拼装侧板第一块，侧板定位好后，应检查侧板的倾斜度和端头的垂直度。
在吊机松钩前应将侧板与底隔舱焊接固定，并加缆风防止倾倒。
依次拼装其他的侧板。
为保证围堰的结构尺寸，应随时检查每块侧板的相对位置和倾斜角度，使误差控制在允许范围内。
2.4.3．各分项工程的制作工序及衔接
钢材进场→对钢材表面进行预处理→划线→下料→在平台上放样→按工艺制定的分块原则组拼焊成块件→将完成的块件运输到拼装下水场地→按下水方案摆放钢凳→在钢凳上拼装托架和底隔舱→在钢凳上按照钢套箱拼装方案进行侧板拼装、焊接→水密试验→监理验收→钢围堰下水→浮运到墩位→墩位进行接高。
2.5．钢围堰拼装工艺顺序
2.5.1．拼装场地坡度调整
荆岳铁路公安长江特大桥4#墩双壁钢围堰底节场地整体拼装，利用气囊下水，首先应按照负责下水作业单位要求的坡度对滑道坡度进行调整，场地位置以端头地锚的中点为轴线布置，对不符合地基要求的部分要用建筑垃圾进行回填，压实。
报项目部质量技术部检查后，报负责下水作业单位进行检查验收。
2.5.2．摆放钢凳
利用气囊下水，在钢套箱的底部铺设钢凳，给气囊留有一定的空间布放。
具体的摆放位置、连接方法与摆放数量详见附图1《钢凳布置图》。
钢凳排放时要有测量人员进行定位，底节围堰按水平摆放拼装，在布置钢凳时顶面要抄平，标高误差小于5mm。
2.5.3．布置托板
由于隔舱底部是刃角结构，为避免割伤气囊，铺放气囊位置，在钢凳的顶面铺设一层18mm厚的钢板作为托板。
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