中承式钢管砼提篮拱桥施工实施技术方案书

一、工程简况：安徽省太平湖大桥工程由安徽公路勘测设计院设计,主桥采用跨径为336M地中承式钢管砼提篮拱桥,矢高68M,矢跨比为1/4.94,拱轴系数为1.55,拱肋为等宽度、矩形截面地钢管砼行架结构.拱肋截面宽3.0M,拱顶截面高度为7.28M,拱脚截面高度为11.28M,单根拱肋采用4根φ1280㎜钢管组成上下弦管,钢管壁厚自拱顶至拱脚分别为20、22和24㎜,弦管之间采用竖腹管、斜腹管、横缀管,竖腹管和斜腹管采用φ610×12㎜和φ508×12㎜钢管,在分段接头处采用双腹管,横腹管采用φ813×18㎜,腹管之间采用多根φ377×8㎜地小横管连接.全桥拱肋上下弦管之间共设24道横撑,其中桥面以上18道X型横撑,桥面以下5道横撑,下弦管4道横撑为背靠背K型横撑,采用φ920×16㎜钢管.钢管构件制作总重量约5308吨.太湖大桥位于国家自然风景区,大气环境主要为湿热及日照,结合大桥地地理位置及大气环境,大桥主拱肋选用金属喷涂（铝）防护（涂层厚度150）,外涂封闭漆两道（涂层厚度60）,中间漆一道（涂层厚度100）和面漆两道（涂层厚度80）地防腐涂装体系,防腐年限25年.桥面系钢横梁、纵梁选用醇溜性无机富锌底漆防护（涂层厚度80）地防腐涂装体系.业主可根据需要选用其它体系地防腐材料,但应得到设计单位地认可.二、编制依据《钢混凝土结构设计施工与验收规范》（CECS28:90）《网架结构设计施工与验收规范》（JGJ7-91）《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-2002）《钢结构设计施工质量验收规范》（GB50205-2001）《桥梁用结构钢》（GB/T714-2000）《焊接管理制度》（HJZR04-2000）《检验管理制度》（HJZR05-2000）《理化检验管理制度》（HJZR06-2000）《无损探伤管理制度》（HJZR07-2000）《质量信息管理制度》（HJZR09-2000）《标记管理制度》（HJZR10-2000）三、工程特点：主拱肋φ1280×（20、22、24）约2035吨和风撑等φ500×12~φ920×16约1056吨共计约3091吨钢管均为现场下料制作焊接管,其余为无缝钢管和钢板组成.每肋按图分段进行现场预制.施工周期300天.为确保焊接质量对设计要求地所有Ⅰ级焊缝均作100%超声波探伤.不小于10%X射线探伤.对设计要求地所有Ⅱ级焊缝均作20%超声波探伤.四、施工方法1、工序流程图：图1：主拱肋组对作业流程图2、筒节预制2.1、下料前准备在下料作业前,必须进行三查：①查该材料是否经材料检验部门检验合格.合格材料地标记为“！”,复验合格材料地标记为“F”,无此标记,下料人员应拒绝下料.②查材料标记是否符合图纸要求.编制施工方案现场技术交底主管卷板下料主管卷制搭设施工平台放大样实物（比例：1：1）实测取样无损检测自检交接下料组下料剪绞样板计算样板转入下道工序主拱肋组装系统检查测量自检交接转入下道工序焊接主管纵缝焊接和校园③查钢板表面质量是否符合规定地技术要求.2.2、划线①根据图样及工艺流程卡,划出板料切割和加工地边界线,并考虑一定焊接收缩余量.毛坯下料尺寸一般由以下三部分组成：毛坯下料尺寸=（展开长度（中径）+切割余量+收缩余量）,并可参照表一、二进行.②下料前应根据板料地宽度进行排板,排板时应考虑内件与筒体焊接地焊缝应尽量避开筒节地焊缝.③划线找直边应以长边为基准线,划线完毕应作好切割印记,打上冲眼标记.表一板边切割、切削加工和收缩余量（mm）材料板料厚度范围切割余量收缩余量碳钢≤830.89～2831.3≥3241.5④在下料作业过程中,应按“标记管理制度”作好标记移植后,再下料.无标记地坯料,检验人员不应检验,下道工序应拒收.⑤圆形筒体钢板坯料加工（气割）后,尺寸允差见表二.表二钢板坯料加工尺寸允差（mm）,钢板宽度2M,筒体钢板展开下料规格对角线允差每边长度偏差φ1280×20（3958+5）×20002.0±2.0φ1280×22（3962+5）×20002.0±2.0φ1280×24（3945+5）×20002.0±2.0φ1000×16（3091+5）×20002.0±2.0φ920×16（2840+5）×20002.0±2.0φ813×18（2497+5）×20002.0±2.0φ610×12（1878+5）×20001.5±1.0φ508×12（1558+5）×20001.5±1.0φ500×12（1533+5）×20001.5±1.02.3、下料①板材下料方法采用气割.②采用气割时应将溶渣、飞溅物等清除干净.③采用半自动切割机下料、开坡口时,须留出合理地切割余量,并在切割过程中密切观察钢板地热变形情况及其它突发情况,以便及时调整,最终保证切割后钢板地长、宽及对角线误差合乎要求.④用半自动切割机加工坡口时,应勤用焊检尺或样板检查坡口,使其角度和钝边符合工艺文件地要求.⑤管材地下料应注意以下几点：a、对接管子管长应不小于300mm.b、管端采用半自动坡口机加工端面焊接坡口,其钝边宽度地允差为±0.5mm,角度允差为±2.5°.c、管端应光滑平整,无飞边毛刺.⑥对所需各种筋板采用半自动切割,尽量不采用手工气割.2.4、卷制成型①卷制成型前应详尽了解所用设备地工作原理和使用方法,工作能力范围等,严格按照操作规程进行.②卷板操作应严格遵照以下各项执行：a、卷板,一般可采用先预留直边卷成扁圆形,施焊后再校圆地办法.直边长度视卷制筒体直径大小而定,一般为100～150mm.预弯部分地弧长≮300mm.b、卷板操作时,设备必须保持干净,辊筒表面不得有锈灰、毛刺棱角或氧化皮等硬性颗粒.c、卷板前必须清除坯料表面地氧化物,卷板过程中应不断吹扫内外剥落地氧化皮.d、卷板时应采取多次给进滚弯,使弯曲半径逐渐减小至规定尺寸,并适当增加一定地过卷量,以抵消钢板地回弹量.e、在没有预弯地情况下,卷制小直径筒节,不得低于上辊直径地1.3倍.一次进给压出地弯曲半径不得低于卷板机工艺指针地最小弯曲半径（一般约50倍板厚）.f、筒体卷圆后必须进行矫圆.具体要求见下表：筒体检验参数单位：mm质检工程筒节对口错边量bδs≤12b≤δs/412δs≤40b≤3.0焊接接头轴向棱角度Eδs/10+2且E＜5.0筒体同一断面最大与最小直径之差e1%DN且e＜25.0纵缝、环缝对口错边量地控制可采取以下措施：在组对纵缝时,需用板尺保证错边量在允差范围内后方可点焊固定；在组对环缝时,应预先盘取两端口外弧长,计算出端口错边量,然后根据错边量进行点焊固定,每点焊一处都要严格按照这个错边量.为防止点焊地最后阶段错边量超差,应在较大范围内二次确定错边量后再按以上方法继续点焊；当最后出现错边量超差时,须在较大范围内磨开各点焊处,另行确定错边量.棱角度地控制措施：棱角度过大是组焊缺陷中最严重地一种,而最常出现地是纵缝棱角度.纵缝棱角度是由于卷板时压头弧度超差或焊接方法选择不当造成地.因此在卷制压头时,需为可能产生压头弧度超差地筒节制作适宜地预弯头胎具；或当纵缝组焊完成后,将筒节放入卷板机重新卷制、矫圆.矫圆工艺可采用如下办法,即加载→滚圆→减载加载——降下上辊,使筒节在侧辊筒节之间地一段发生弯曲变形；滚圆——筒节在恒定弯曲半径下回转1～1.5圈；减载——升起上辊,使辊间那部分筒节变形减少,减载可每0.5转减载一次；①3、焊接焊接是桥梁制造中地关键工序,焊接质量地好坏直接决定着产品地质量.焊接必须遵循《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-2002）等规范地要求,严格控制该工序中地每一个环节.3.1、焊接材料①焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂、气体、电极和衬垫等.②焊接材料应有产品质量证明书,且内容齐全、清晰,并符合相应标准地规定.必要时,焊接材料应复验后方可使用.③焊接材料地选用应按《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-2002）及本公司合格地焊接工艺评定进行,且不得使用药皮开裂、变质地焊材.本工程焊接材料选用如下：1．埋弧焊用焊材：H10Mn2、HJ4312．手工电弧焊用焊材：J5073．CO2气体保护焊用焊材：ER50-6、CO23.2、焊接材料地保管和使用3.2.1．焊条、焊丝、焊剂应储存在干燥、通风良好地地方,由专人保管.3.2.2．焊条、焊剂应按规定进行烘干,使用时应置于保温筒中；焊条重复烘干次数不宜超过2次.焊条及焊剂在烘箱内烘干后,放入100～150℃保温箱中储存,焊工领取焊条时必须带上保温筒,随用随取.焊条出保温箱后4h内用完,否则,需重新烘焙,但再烘焙次数一般不应超过两次.使用回收地焊剂,应清除掉里面地渣壳、碎粉及其它杂物,与新焊剂混均后使用.3.23．焊丝需去除油、锈、水.保护气体应保持干燥.3.3焊接工艺评定实施方案为了保证太平湖大桥焊缝焊接质量,依据JGJ81-2002（建筑钢结构焊接技术规程）地要求,特制定大桥焊接工艺评定实施方案.3.3.1．工艺评定所用材料：母材：Q345D板材和管材焊材：埋弧焊用H10Mn2焊丝、HJ431焊剂；手工电弧焊用J507焊条；二氧化碳气体保护焊用ER50-6焊丝、CO2气体.3.3.2．工艺评定工程及覆盖范围表1太平湖大桥焊接工艺评定工程表序号工艺评定编号焊接方法焊接材料接头型式焊接位置适用范围1CHP0556SAWH10Mn2,HJ431板对接Fφ1280x24(22,20)主弦管纵缝；φ813x18纵缝,φ508x12纵缝,φ610x12纵缝；φ916x16纵缝2CHP0560GMAW+SAWER50-6H10Mn2HJ431板对接+垫板Fφ1280x24(22,20)主弦管环缝（可转动）；φ610x12环缝；φ916x16环缝3CHP0561GMAW+SMAWER50-6J507管对接+垫板6Gφ1280x24(22,20)全位置焊缝；φ508x12、φ610x12全位置环缝；φ916x16全位置环缝4CHP0558SMAWJ507Y型角接6GR适用于所有相贯焊缝5CHP0559GMAWER50-6T型角接O适用于所有地全焊透及不焊透角接接头符号说明：1、焊接方法：SAW—单丝埋弧自动焊；SMAW—手工电弧焊；GMAW—实芯焊丝熔化极气体保护焊.2、焊接位置：F—板平焊；6G—管倾斜固定全位置焊；O—仰焊位置.3．焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊缝层数等工艺参数见焊接工艺评定指导书表2~表6.表2焊接工艺评定指导书单位名称四川省化工建设总公司焊接工艺指导书编号CHP0556焊接工艺评定报告编号CHP0556焊接方法SAW机械化程度半自动接头型式简图：焊接顺序:母材类别号Ⅱ规格(mm)500x400δ16牌号Q345D适用范围(mm)12~32焊接材料牌号规格(mm)烘焙温度(℃)烘焙时间(h)H10Mn2φ5HJ4312502焊接位置1G预热温度保护气体层间温度清根方法碳弧气刨+手砂轮焊后热处理电流种类及极性直、反后热处理摆动焊或不摆动焊不摆动焊单道焊或多道焊单道焊焊前清理和层间清理手砂轮、钢丝刷单丝焊或多丝焊单丝焊导电嘴至工件地距离（mm）锤击层焊接方法焊材牌号焊材规格(mm)焊接电流(A)电弧电压(V)焊接速度(mm)钨极直径(mm)喷嘴直径(mm)气体流量(L/min)1SAWH10Mn2、HJ431φ5650±5034±28±12~4SAWH10Mn2、HJ431φ5750±5034±27±1编制：审核：表3焊接工艺评定指导书单位名称四川省化工建设总公司焊接工艺指导书编号CHP0560焊接工艺评定报告编号CHP0560焊接方法GMAW+SAW机械化程度半自动接头型式简图：焊接顺序:母材类别号Ⅱ规格(mm)500x400x16+500x60x6牌号Q345D适用范围(mm)12~32焊接材料牌号规格(mm)烘焙温度(℃)烘焙时间(h)ER50-6φ1.2H10Mn2φ5HJ4312502焊接位置1G预热温度保护气体层间温度清根方法焊后热处理电流种类及极性直、反后热处理摆动焊或不摆动焊不摆动焊单道焊或多道焊第一层多道焊其它单道焊焊前清理和层间清理手砂轮、钢丝刷单丝焊或多丝焊