钢箱梁施工工艺

（一）、设计概述U12联钢结构桥设计里程为K6+674.1m-K6+734.1m，结构宽度44.5m，双向横坡，坡度为±2.0%，全长60m。跨径组合为单跨60m。防撞护栏采用钢护栏，外型与立交范围内其他桥梁一致；桥面铺装为100mm沥青混凝土+2mm防水层+80mm钢筋混凝土调平层。箱体顶板宽44.5m，梁高3.3m，钢箱梁顶板厚14mm；底板在支点附近厚12mm，跨中1/2跨径处厚16mm；纵向腹板间距2.6m-3.3m,纵向腹板厚16mm，横隔板间距3.3m-4m，横隔板厚12mm。钢桥面采用剪力钉与混凝土铺装层连接。钢箱梁分节制造出厂，在现场焊接成整体后吊装到位成型。为保证成桥后主梁线型，工程制作时应进行试拼。本桥设置成桥预拱度，跨中预拱度值为88mm，以二次抛弧线向两侧支点过渡。施工预拱度应根据具体施工方法确定。（二）、材料1、本桥钢结构采用Q345qD钢。2、中厚板（板厚≥16mm）按正火状态交货，其余薄板（板厚≤16mm）可按控轧状态交货，并提供生产钢板性能基础实验的证明材料。3、钢板熔炼化学成分符合《桥梁用结构钢》（GB/T714-2008）相应规定。4、钢板机械性能符合《桥梁用结构钢》（GB/T714-2008）相应规定。5、本桥供货钢板必须有生产厂的出厂质量证明书，并应进行检验和验收，做好记录。必要时可要求制造厂对钢板进行无损探伤复检。6、钢板公差带按《热轧钢板和钢带的尺寸、外型、重量及允许偏差》GB/Tt709-2006B类执行。7、焊接材料如焊丝、焊剂等选用与被焊接钢板材料相匹配。8、使用的焊丝、焊剂，焊接上述钢板后，其熔敷金属屈服强度、极限强度，延伸率及冲击韧性应不低于母材的机械性能，其中焊缝金属的扩散氢的含量应低于5ml/100g，手工电弧焊应采用低氢性焊条。9、焊接材料供应货应附有质量证明书。应任意抽查复验就焊丝。10、桥面砼铺装采用C40混凝土。11、钢梁顶面剪力钉中采用φ13×L圆柱头焊钉，焊钉采用KL15材质，其各项性能应符合《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》（GB/T10433-2002）的技术要求。（三）、钢结构制造加工准备1、本桥主要受力构件（包括关键断裂部位、受拉部位、主要局部稳定等部位）为：钢主梁顶板、腹板、底板、端横梁腹板、底板及支座支撑钢板。2、钢桥制造和检验所选用的量具、仪器、仪表等必须定期由二级以上计量机构检定合格后方可使用。3、钢结构制作和安装的切割、焊接设备，其使用性能应满足选定工艺要求。4、根据钢板定尺和运输方案对钢箱梁进行分段，钢箱梁分段及对接焊缝设置应避开应力高峰区，制造时可先将钢板和纵肋焊接成板单元，再在组装台座上拼装。具体分段及时对接焊缝设计应和设计、监理共同研究确定。5、钢板在到货下料前，应认真记录各批钢板的炉批号及钢板规格编号。对来料钢板内在质量包括试件及超声探伤和表面质量进行复检，检查钢板几何尺寸、平整度及表面锈蚀或是非正常锈敷情况，并做好记录以备查考。6、钢板作样、下料、切割几何尺寸应正确考虑钢梁纵坡、预拱度、边缘加工及电焊收缩等各种因素的影响。7、下料所划的切割线必须准备清晰，下料尺寸允许偏差为±1mm。8、下料前应检查钢板的钢号、规格、质量。确认无误合格后，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。9、主要构件的零件下料时，应尽量使其受力方向和钢板的轧制方向一致。10、钢板在切割前，应以矫平等预加工处理，并使其偏差在1mm/m范围内。二端各2m范围内和顺平整。钢板经矫平后不得出现褶皱、翘曲等影响质量的现象。有异常情况，应进行特殊加工处理。矫平后钢板表面不应有明显的凸痕和其他损伤。必要时应进行局部整修或打磨整平。11、对于本桥钢板，一律不允许进行剪切切割。12、各类钢结构部件的零件，原则上应采用气割切割。并优先考虑精密切割、仿形切割、数控自动切割、等离子切割等方法。手工切割只能用于次要零件或是手工切割还要在进行整修或是打磨整平。13、气割切割的工艺要求①、在刚才加工之前，应用有代表性的试件进行火焰切割工艺评定。对于切割前已经过抛丸除锈预处理并喷上车间底漆的钢材，进行火焰切割工艺评定的试件，应涂上同样的底漆。②、进行火焰切割工艺评定的试件，应根据各种不同的板厚分档分别评定。对于板厚超过40mm时，加密板厚级差进行工艺评定。③、火焰切割试件实验，应对不同的板厚及温度条件进行切割前予热，应验证制造工作的热量控制技术并保证：火焰切割面无裂痕；局部硬度不超过HV350；无其它危害结构使用新能的缺陷。④、火焰切割的边缘应打磨或用机加工法除去明显的火焰切割痕迹线。14、对于主要受力构件的自由边，一律在气割后刨边或铣加工，刨边是每侧至少3mm。其余留量由制造厂根据加工条件决定。对于用气割开坡口焊接的板边，可不进行刨加工，但应用砂轮打磨，去掉氧化皮。15、刨加工偶的表面粗糙度应＜100µm。气割切割零件边缘允许偏差规定如下：精密气割边缘：±1.0mm自动或半自动气割边缘：±1.5mm切割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△h≤0.5mm。16、切割时，应防止缺口。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不大于2mm.17、待焊接表面和邻近焊缝表面不应有松散和很厚的氧化皮、漆皮、锈、潮气、油污或其它杂质，以免妨碍正常焊接作业或产生烟尘。18、所有埋弧焊被焊钢板表面，在焊缝及坡口两侧用砂轮打磨等是，不允许施加过大压力，以免造成过热，凡助焊剂可能接触部位的浮锈，均一律去除干净，以防浮锈夹入助焊剂中。19、所有引弧板与灭弧板的表面，均应磨光，彻底去除氧化皮。引板的材质、厚度、坡口应与所焊件相同。20、需作产品试板检验时，应在焊缝端部连接试板，试板材质，厚度、轧制方向机坡口必须与所焊对接板材相同，其余长度应大于400mm，宽度每侧不得小于150mm。21、零件铣平要求不平整度≤0.1mm。22、零件磨光顶紧要求为接触部位应进行铣平加工，其不平整度≤0.1mm，顶紧接触面不得少于75%，局部缝隙＜0.2mm。23、零件边缘加工后，应无杂刺、渣、波纹；崩坑等缺陷应修磨匀顺；刨铣时应避免油污污染钢板。24、材料表面伤痕应控制为：主要构件与受力垂直方向小于0.3mm，主要构件与受力平行方向小于0.5mm，其它构件小于0.8mm。25、未经设计单位同意，不得在钢箱梁随意开人孔。26、人孔表面处理及焊接处理：人孔应为正圆柱形，孔壁光滑，孔缘无损伤不平，刺屑应除干净，孔径允许偏差－0.1－＋0.2mm。（四）、焊接连接1、全焊透坡口缝主要用于：箱梁顶、底板和腹板的对接焊缝（I级焊缝），腹板与顶、底板之间的T型焊缝，墩顶横隔梁与顶、底板及腹板之间的T型焊缝（I级焊缝），平钢板加劲、T型加劲纵向之间的街头（II级焊缝）。2、部分焊缝透坡口焊接主要用于加劲板与顶、底板之间的联接、中间横梁等出（均为II级焊缝）。3、角焊缝主要用于腹板的竖向、水平加劲、平钢板加劲，L、π型加劲与U肋、横梁之间焊缝和其它构造焊缝（均为II级焊缝）。4、全桥焊缝构造、焊接方法、焊接程序等必要时由设计、施工、监理共同确定。5、焊工应经过考试并取得权威部门的合格证后方可从事焊接工作。合格证应注册试焊条件、有效期限。焊工必须熟悉工艺要求，明确焊接工艺参数。6、正式施工前，应先将焊丝、助焊剂与钢板进行焊接工艺相符，要进行对接接头，T型接头等接头试验，对特殊的接头均应分别进行焊接工艺评定试验：①、焊接工艺评定所采用的工艺应与生产中的焊接工艺相符，要进行对接焊头，T型接头等接头试验，对对特殊的接头均应分别进行焊接工艺评定试验。②、本桥工厂焊接和工地焊接均应分别进行焊接工艺评定试验。③、本地焊接工艺评定试验，应包括现场作业中各种位置，并考虑工地现场实际气候状况，焊接工艺评定所采用的钢材、焊接材料及焊接工艺必须与实际情况相同。④、在实际生产若焊接材料的改变、焊接方法的改变，或由于焊接设备变化引起焊接参数、焊接位置变化，坡口型式改变、角焊缝脚尺寸增大2mm以上，焊接部位采用车间底漆等均应事先进行焊接工艺评定试验。⑤、焊接工艺试验需进行外观及内部无损检测机械力学性能实验，接头横向侧弯曲实验，接头硬度实验，宏观断面酸蚀实验等各种专项实验并满足不低于相应母材的设计技术和规程要求。⑥、焊接工艺评定的实验用材应考虑实验结果对钢板的性能和各种厚度具有覆盖全部所进材料的效果。⑦、针对钢结构焊接的不同材料、不同的接头、不同的焊接位置、不同的钢板厚度以及不同的焊接方法，分别选出代表性的焊接接头作为评定项目，并汇总列出焊接工艺评定项目清单，该清单有制造方提出，经监理工程师签认批准后实施。⑧、焊接工艺评定后确定的工艺参数，在加工过程中作为指导生产的依据，不得随意改动。⑨、焊接工艺评定中，应包含焊钉的工艺评定内容。⑩、工艺评定用试板尺寸、取样标准以及试验验收标准按照《铁路钢桥制造规范》（TB10212-2009）执行。7、不同厚度的钢板对接，应将较厚板的一面加工成斜坡，其坡度应小于或等于1：8。底板变厚侧应在梁外侧。8、钢板对接接头，其纵横向的对接焊缝，可采用十字形交叉或是T型交叉。当为T型交叉式交叉点得距离不得效益200mm，切拼接材料的长度和宽度均不得小于300mm。9、顶、底板、腹板和纵肋对接焊缝不得布置在同一截面，应错开一段距离。工地对接缝顶、底板宜做成向上的V型坡口。10、焊接坡口可用火焰切割加工，加工后的坡口式与尺寸应符合相关规定。火焰切割时，切口上不得产生裂纹，并不宜有大于1.0mm的缺棱，切割后应清除边缘的氧化物、熔瘤和飞溅物等。11、施焊前，焊工应检查焊接部位的拼装和表面的清理的质量，如不符合要求，应修理合格后方可施焊。12、焊丝和焊剂均为易吸潮货物，装运和使用前应妥善为包装和防护，手工焊条及焊剂烘焙温度与时间，以及保存温度与时间应符合相关规定。13、全熔透的对接焊缝，应做背面清根焊接，或加垫板单向焊接。14、雨天时，禁止露天焊接。构件焊区便面潮湿或有冰雪是，必须清理干净方可施焊。在四级以上风力焊接时，应采取防风措施。15、不应再焊接以外的母材上大火引弧。16、定位电焊，必须由持有焊工合格证的工人焊接，点焊用的焊接材料应与正式施焊用的材料相同，点焊高度不宜超过设计焊缝厚度一半，点焊长度易为50-100m,点焊间距为400-600mm，并应填满弧坑。如发现点焊上有气孔或裂纹，必须清理干净后重新焊接。17、T型接头角焊缝和对接接头的平焊缝，其两端必须配制引弧板和引出板，其材料和坡口型式应与被焊工件相同。焊接完毕后，必须用火焰切除被焊工件上的引弧出板和其他工具，并沿受力方向修磨平整，严禁用锤击落。18、在组装好的构件上施焊，应严格按焊接工艺规定的参数以及焊接顺序进行，以控制焊后构件变形。控制焊接变形，可采用反变形措施。在约束焊道上施焊，应连续进行。如因故障中断，在焊是应对已经焊接的焊缝局部作预热处理。采用多层焊时，应将前一道焊缝表面清理干净后在继续施焊。19、为保证构件疲劳受力性能，对下列受拉部位的焊缝须进行打磨:①、所有顶板、底板、腹板的对接焊缝。②、腹板与顶、底板之间全焊透焊缝中超差缺陷及不和顺过度部位。20、底板钢板厚度从12mm-16mm变化，变化处的焊缝和构件加工均应在工厂内完成。21、焊接严格按相关规范进行，不得随意在钢梁构件上引弧；不得随意在钢梁上焊接施工用临时附件。22、在防风得到保证并且C02纯度≥99.9%的情况下，允许采用C02气体保护焊打底，自动埋弧或手工焊罩面工艺。23、钢结构在现场连续的部位采用全焊工艺，制造商在节段加工时必须根据预先的工艺评定的参数。预留一定的变形量和收缩量，确保结构：“三维”尺寸及精度，防止钢结构出现难以拼装或无法合拢的现象。24、现场焊接必须采取措施，对母材焊接部位进行有效的保护，配置在无任何防护措施下，在雨、雪天及母材表面潮湿或大风天气进行露天焊接。25、工地焊接环境条件：风力＜5级，温度≥5℃，湿度≤80%。26、工地现场施焊前，应检查对接钢结构阶段焊接口状况，其中包括接头坡口角度间隙尺