石虎关立交桥钢箱梁施工组织设计

昆明市石虎关立交桥钢箱梁工程中铁重工有限公司（CRHM）第1页共40页昆明市东二环石虎关立交桥钢箱梁施工组织设计一、概述昆明市东二环石虎关立交桥钢箱梁墩号为13～14，跨距为45m，钢箱梁横截面设计成等高，采用双幅，单幅为单箱四室,桥面宽13m，箱梁高2m。二、执行标准本桥钢结构制造应以施工设计图及本加工制作和安装技术说明为基本标准和依据，并参照下列规范和标准执行。1）、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-20002）、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-20013）、《铁路钢桥制造规范》TB10212-98)4）、《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-20025）、《热喷铝及铝合金涂层》(GB9795-88)6、《热喷铝及铝合金涂层试验方法》(GB9796-88)7）、《市政桥梁工程质量检验评定标准》(CJJ2-90)8）、涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB/T8923-19889）、钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级GB/T11345-198910）、《圆柱头焊钉》GB10433三、总体施工方案3.1钢箱梁总施工方案我们拟采用在武汉钢箱梁生产基地下料，加工成板单元--运输至昆明昆明市石虎关立交桥钢箱梁工程中铁重工有限公司（CRHM）第2页共40页基地--原材料表面处理--焊接成节段钢箱梁--运输至工地--工地小节段拼装成大节段（共8大节段）--先左幅后右幅依次对称吊装钢箱梁节段--焊接接缝。3.2钢箱梁节段分段原则充分考虑钢箱梁的结构特点和整体受力的合理性，满足设计要求。本方案中工厂内制作钢箱梁分节段纵向最长为9m，宽2.5m，所有分段截面均远离支座及跨中处，避免了在应力集中处分段。充分考虑铁路钢桥和钢箱梁的设计规范和制造规范，满足相应规范要求。本方案中主要受力上、下盖板及腹板拼接焊缝均按规范要求不在同一截面上，错开200mm以上。充分考虑现场吊装能力和现场允许支护占道时间和空间。本钢箱梁大节段最重不超过80t，用2台130t轮胎起重机安装，而130t轮胎起重机目前应用较广，安装箱梁快捷。充分考虑工厂最大加工能力和设备工装能力。我厂拥有数控等离子切割机2台，800t折弯机1台，埋弧焊机6台，制作铁路架桥机大臂的工装胎具长60m。综合以上各种原因，结合现场安装，钢箱梁制作时最大分片纵向最长为9m，宽2.5m箱梁工厂内加工成一整体，厂内各节段组拼整体运至现场。各节段厂内加工完成，现场拼接成大节段，采用130吨汽车吊大节段整体吊装。节段重约68t。昆明市石虎关立交桥钢箱梁工程中铁重工有限公司（CRHM）第3页共40页将钢箱梁部分位于竖曲线内，为保证成桥后钢梁线型，中跨钢梁设预拱度，同时注意钢梁立面线型包括设计曲线和预拱度曲线两部分，结合制造中的焊接变形，因此工厂制造时应按两部分的叠加曲线和制造中的焊接变形量综合考虑执行，根据经验，我们在设计钢箱梁施工图纸时两墩之间预设拱度30-40mm。3.3总体施工规划1）、工艺制造总体布置我单位准备在白沙洲分厂生产此钢箱梁，白沙洲分厂厂房长100m宽48m（两跨），每跨有2台10t起重天车，适合加工此钢箱梁板单元，且白沙洲分厂地理位置较好，交通便利，钢箱梁出厂方便。2）、主要机械设备布置白沙洲分厂制造总体布置图如下：昆明市石虎关立交桥钢箱梁工程中铁重工有限公司（CRHM）第4页共40页昆明市石虎关立交桥钢箱梁工程中铁重工有限公司（CRHM）第5页共40页3)我单位昆明钢箱梁基地位于昆明市北方，占地面积6000m2，其中室内面积2500m2，两台10t天车，室外面积3500m2，20t、15t门式起重机各一台。厂房内能保证一次组装及试拼节段梁，交通便利，节段钢箱梁可直达安装现场。昆明基地已经购入大量焊接、切割等设备，满足箱梁制作的硬件要求。3.4设备、人员、工期组织计划主要设备组织：序号设备及材料名称型号制造厂家出厂日期单位数量使用情况1数控等离子切割机COMCUT3100梅塞尔2002年台2良好2800T折弯机PPEB-800/80湖北三环2006年台1良好314M长刨边机B810914000*80济南机床厂2002年台1良好4型材校正机H-800无锡阳通2005年台1良好5精密镗床TPX6113/2中捷机床2006年台1良好620t液压千斤顶现有2007年台8良好7埋弧焊机MZ(D)-1250成都焊研威达2006年台4良好8CO2焊机YD-600KH2HGK唐山松下2006年台40良好9直流焊机YD-400SS3HGE唐山松下2005年台10良好10无气喷涂机GPQ9C重庆长江2003年台2良好11空压机W-0.9/7上海燕盛2006年台4良好12喷丸设备现有2001年套1良好13烘干箱KWY-GW103武昌实验仪器厂2006年台4良好14手动导链5t现有2007年台8良好昆明市石虎关立交桥钢箱梁工程中铁重工有限公司（CRHM）第6页共40页由于本项目工期时间紧，现场桥面及桥下需同时施工，因此参加人员较多，高峰时预计70人，项目部管理人员安排计划：职务姓名备注项目经理蔡兴国项目总工洪子滔物资部长赵长江生产部长徐泽容质检部长杜昌盛钢箱梁项目部施工人员安排计划：人员人数备注吊装工8电焊工20组装工15油漆工7其他20合计70箱梁施工分段图昆明市石虎关立交桥钢箱梁工程中铁重工有限公司（CRHM）第7页共40页四、工厂制造方案4.1工艺流程4.1.1流程图技术交底-----图纸分解-----制造工艺-----生产准备-----材料采购-----材料复验-----材料进厂-----材料预处理-----下料-----焊接工艺评定-----工装设备设计-----专用工装制造——平板拼接——板单元制造——超声波检查-----X光抽查-----检验-----节段拼装-----焊接-----超声波检查-----X光抽查-----节段检查-----记录-----预拼-----接口定位-----焊接-----防腐处理-----验收-----节段编号标示-----包装-----运至安装工地-----接头焊接-----安装-----表面油漆-----质量评定-----资料整理-----资料交接昆明市石虎关立交桥钢箱梁工程中铁重工有限公司（CRHM）第8页共40页4.1.2备料及焊接工艺评定板单元进昆明基地后，我单位先要进行材料复检，主要复检方法为:每批次材料随机抽取几块样块,切除四边各50mm后再进行化学成分检验,然后做力学实验,合格后进行焊接工艺评定。钢箱梁焊缝主要包括有：箱梁顶、底板和腹板的对接焊缝，箱梁腹板与顶、底板的连接焊缝、各种加劲肋的焊接。焊接所使用的焊接工艺必须经评定合格。根据设计及结构特点，结合工厂可能采用的焊接方法，初步拟定下列焊接工艺评定工作：序号母材牌号焊接方法及位置含盖焊缝部件1Q345CCO2焊平对接钢箱梁盖板、腹板拼接2Q345CCO2焊角接钢箱梁盖板与腹板角接3Q345C手弧焊平对接焊钢箱梁现场焊4Q345C手弧焊立对接焊钢箱梁现场焊5Q345C埋弧焊平对接钢箱梁盖板、腹板拼接焊接工艺：钢梁是本桥的生命工程，由于采用了中厚板件，大量使用半自动焊和手工焊，确保焊接结构具有足够的韧性和塑性，必须严格按相关焊接工艺执行，进行焊前工艺评定。昆明市石虎关立交桥钢箱梁工程中铁重工有限公司（CRHM）第9页共40页根据设计要求和工厂实际情况，本工程主要采用下列三种焊接方法或其组合进行焊接；手工电弧焊：用于定位焊缝，坡口打底焊缝和不适宜用CO2气体保护电弧焊焊接的焊缝。CO2气体保护电弧焊：用于坡口打底焊缝，部份填充焊缝及纵横梁拼接焊缝等。埋弧自动焊：用于填充焊缝及盖面焊，纵横梁拼接焊缝等。接头要求：1）所有要求全熔透或部分熔透的焊接接头，将根据设计要求及工厂工艺条件选择合适的接头形式。2）坡口加工优先采用机加工方法制备，也可采用人工切割的方法切割而成。加工后，坡口的角度宜取正差，对部分熔透焊缝，坡口深度也宜取正差。3）坡口面应光滑平整，过深的加工缺棱，应事先修磨平滑或先修磨，再用合格焊材补焊，然后磨平的方法进行处理。4）开坡口的全熔透对接焊缝在打底焊缝时要求采用焊接专用陶瓷垫片或反面加钢衬垫的工艺方法，确保全熔透焊缝焊接质量。4.1.3下料1）、下料加长量按1.5S/1000计算。板宽允差小于2mm。用数控切割机下料。下料后出现波浪变形大于3mm/m及水平弯曲，在6m内弯曲量大于3mm，应矫正。2）、主要板件及隔板、异形板均采用数控等离子切割机下料，下料加昆明市石虎关立交桥钢箱梁工程中铁重工有限公司（CRHM）第10页共40页长量按1.5S/1000计算，机械刨边机开坡口。左右腹板下料时要保证横向坡度值，并按设计放预起拱度。3）、筋板周边加工去毛刺，要求邻边平角为90º。4）、肋板压型及预取长度纵向边加工坡口，周边加工去毛刺纵向边加工坡口。5）、钢板放样、下料、切割几何尺寸应准确，要正确考虑钢梁纵坡、预拱度、边缘加工及电焊收缩等各种的影响。6）、下料所划的切割线必须准备清晰，下料尺寸允许偏差为mm1。7）、下料前应检查钢板的钢号、规格、质量。确认无误后，方可下料。下料后对主要零件应做好材料牌号、板号标记的移植，以便材料跟踪。8）、钢板在切割前，应以矫平等预加工处理，有异常情况应进行特殊加工处理。9）、主要结构的零件下料时，应尽量使其受力方向与钢板的轧制方向一致。10）、本桥钢板对用气割开破口焊接的板边，应用砂轮打磨，去掉氧化皮。11）、自动或半自动切割零件的尺寸允许偏差应mm5.1，切割面垂直度偏差不大于板厚的5％，且不大于1.5mm，切割边缘的直线度，对于自动、半自动切割为mmh5.0，在全长内为且1.5mm.12）、气割前，应将钢板面上的浮锈及脏物清除干净,防止缺口。主要受力构件的零件边缘不允许有缺口。一般构件的零件边缘缺口应不大于2mm。昆明市石虎关立交桥钢箱梁工程中铁重工有限公司（CRHM）第11页共40页13）、所有板料在下料前要求进行表面预处理并涂专用防锈漆，其中肋内表面必须在组焊前完成所有油漆的喷涂。4.1.4钢材预处理钢材进场经辊平后，其表面应采用专用高压喷丸(砂)设备系统进行喷丸(砂)除锈处理，将表面油污、氧化皮和铁锈以及其他杂物清除干净。再用干净的压缩空气或毛刷将灰尘清理洁净。除锈等级应符合图纸规定，并应达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB/T8923-1988）规定的Sa3级，其表面粗糙度Rz＝40~70m。喷丸后4小时内喷车间底漆。4.1.5板单元件的拼焊1）、上下盖板单元件的预拼焊将盖板放在板单元组装平台上放大样，分出各盖板的中线，拉线保证对接后前后端中点在一条直线上。接头处间隙小于2mm定位焊，并要求接口处两端定位焊引弧板和熄弧板。焊前，焊缝坡口预热、清除油污和锈蚀，用重物压紧于平台上并预留反变形，组装时保证前后各节段肋在一直线上。用气体保护焊焊接，焊完一边后，翻转再焊接另一边。焊后矫正，进行无损探伤。按《GB11345-89》中的BⅡ级焊缝检查验收并按要求进行射线探伤。2）、腹板单元件的组焊按下料的编号依次将腹板放在平台上放大样（加预拱值），以下料时的基准线为准，拉钢丝将各块板料对齐，检查调整，使左中右腹板基本一样，组装肋，要求组装时保证前后各节段肋在一直线上。焊前，焊缝坡口预热、清除油污和锈蚀，用重物压紧于翻转平台上并预留反变形，用气体保护焊焊接，焊完一边后，翻转再焊接另一边。焊接方法同盖板。焊后矫正，进昆明市石虎关立交桥钢箱梁工程中铁重工有限公司（CRHM）第12页共40页行无损探伤。按《GB11345-89》中的BⅡ级焊缝检查验收并按要求进行射线探伤抽查。合格后转入下道工序。3）、横隔板的组焊横隔板在厂内下料为一整体，注意肋开口间隙控制在3mm，并组焊成一板单元。45）、所有工厂加工完成的板单元件表面打磨整形并编号。4.1.6节段梁的组装焊接1）、按钢箱梁水平曲线和上拱曲线制作平台，将下盖板吊放在长平台上后，按筋板间距加焊接收缩量的1/1000划出横隔加强板、加强筋的定位线及左中右腹板的内侧线，组装用的平台