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1、江蘇省沿江高速公路峭岐樞紐鋼箱梁施工工藝及控制要點(diǎn)2006年4月8日技術(shù)交流出處：作者：一、工程概況 江蘇省沿江高速公路峭岐樞紐主線橋鋼箱梁總體布置為（40+62+47.5m）三跨連續(xù)梁，橫跨京滬高速公路，采用全焊鋼箱梁。鋼箱梁沿線路中心線全長149.38m，線路中心位于兩幅梁中間，其平面圓曲線半徑為5600m；橋?qū)?4m，由相互獨(dú)立的左右兩幅組成，兩幅之間為1m的分隔帶，每幅梁寬16.5m，其中鋼箱梁部分寬12.5m，兩側(cè)各懸臂2m，總重約2019噸。鋼箱梁采用單箱三室斷面，橋梁中心線處梁高2.4m，面板沿徑向?yàn)?橫坡；鋼箱梁頂板兼做橋面承重結(jié)構(gòu)，按正交異面板設(shè)計(jì)，板厚為14mm,頂板和底板2、的縱向加勁肋采用U形閉口肋，兩側(cè)懸臂部分以及腹板水平加勁肋均采用板式加勁肋。箱內(nèi)縱向每3m左右設(shè)一道普通橫隔板，中間開設(shè)人孔，支點(diǎn)處設(shè)支點(diǎn)橫隔板，并設(shè)豎向支承加勁肋。每兩道橫隔板之間1.5m左右設(shè)腹板豎向加勁肋，橫隔板及橫肋均按全封平面曲線徑向布置。 二、施工工藝流程 為確保生產(chǎn)過程有序、合理，各工序必須嚴(yán)格按照施工工藝流程進(jìn)行，基本流程分廠內(nèi)加工制作及現(xiàn)場施工兩部分，細(xì)分為43道工序： 圖紙審核放樣采購材料材料試驗(yàn)鋼材預(yù)處理涂防繡底漆下料制作胎架加工閉口肋拼裝小分段（頂板小分段，底板小分段，腹板小分段）焊接檢驗(yàn)上總裝胎架1至4廠內(nèi)分段拼裝焊接檢驗(yàn)脫胎架修正胎架上總裝胎架5至8廠內(nèi)分段拼裝脫胎3、架修正胎架以此類推；拼裝9至66廠內(nèi)分段焊接檢驗(yàn)預(yù)拼裝劃安裝線檢驗(yàn)打磨除銹噴底漆噴中間漆噴面漆一道運(yùn)輸搭設(shè)滿黨支架吊裝檢測調(diào)整焊接檢驗(yàn)安裝盆式支座落梁安裝防撞護(hù)欄及泄水孔補(bǔ)漆噴涂最后一道面漆驗(yàn)收。 三、本工程主要控制要點(diǎn) （一牧峽刂?lt;/DIV 原材料質(zhì)量控制是本工程成敗的關(guān)鍵，所用原材料主要有三種：鋼材、焊條（絲）和焊劑、油漆。 1、鋼材 鋼箱梁使用主要的材料為Q345D鋼板，進(jìn)料時，要求廠家必須提供材料質(zhì)量保證書，標(biāo)明鋼材的爐批號、鋼號、數(shù)量、化學(xué)成分和物理性能等各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)及指標(biāo)。進(jìn)場后應(yīng)對照質(zhì)保書進(jìn)行核對，檢查無誤后按爐批號、板的規(guī)格每十個爐批號抽檢一組，并委托具有CMA資質(zhì)的檢測4、單位依據(jù)(GB/T1591-94)的標(biāo)準(zhǔn)對鋼材的化學(xué)和物理性能進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后方可使用。 2、焊條（絲）、焊劑 (1)鋼箱梁主要材料為Q345D鋼板，按照焊條選用原則，手工焊必須采用E5015焊條，埋弧自動焊的焊絲和焊劑為H08MnA+HJ431,半自動焊焊絲采用H08Mn2Si或TH-S206。焊接材料檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如下表。種 類型 號標(biāo) 準(zhǔn)焊 絲H08MnAGB4241-84H08Mn2SiGB8110焊 劑HJ431GB5293-85焊 條E5015GB5117-85 (2)焊條的管理和使用 焊條應(yīng)注意防潮，焊條吸潮后不僅影響焊接質(zhì)量，甚至造成焊接材料變質(zhì)，因此焊條使用前應(yīng)進(jìn)行烘焙，烘焙溫度為5、350450，時長12小時，在烘箱或烤箱中貯存溫度為100150，貯存時間一般不得超過30天；焊接材料應(yīng)有專門管理人員，負(fù)責(zé)烘焙及發(fā)放，對于從保溫箱中取出的焊條，一般每次發(fā)放量不得超過4小時的用量；每個焊工都必須配備保溫筒，以防止烘干后的焊條再次受潮；焊條在使用過程中的烘焙次數(shù)不宜過多，否則將導(dǎo)致藥皮酥松和使藥皮中的合金元素氧化及有機(jī)物燒損，影響使用性能。本工程使用的焊條的重復(fù)烘焙次數(shù)一般不得超過2次。 3、油漆的選擇和使用 油漆進(jìn)場后，監(jiān)理單位、施工單位和業(yè)主三方聯(lián)合抽樣、送檢，檢驗(yàn)合格后方可使用，油漆須由專人、專庫進(jìn)行保管。 （二）放樣 1、鋼箱梁以1:1的比例在計(jì)算機(jī)中放出各節(jié)點(diǎn)，放樣時6、需考慮平面圓曲線、縱向豎曲線、預(yù)拱度及2橫坡，各部分的尺寸和樣板應(yīng)進(jìn)行核對，并作為后續(xù)生產(chǎn)的依據(jù)。 2、根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，放樣時要加放余量、焊接收縮量及對接焊縫的位置。橫向每道縱肋間距加放0.5mm，頂板加放9mm，底板加放8.5mm；每片小分段寬度方向加放15mm余量，長度方向加放30mm余量；在腹板小分段加放5mm反變形。 3、下料，根據(jù)板厚和長度選擇氣割或機(jī)械剪切，盡可能使用剪板機(jī)。橫隔板上的閉口肋采用數(shù)控切割。厚度小于12mm時，用剪刀車剪切；厚度大于12mm鋼板采用氣割，氣割時應(yīng)除去鋼板的熱影響區(qū)（一般為12mm）；型材用砂輪機(jī)切割。鋼材下料切割后要進(jìn)行校正。 （三）節(jié)段劃分及分段組裝 7、1、鋼箱梁的節(jié)段劃分 (1)節(jié)段的劃分應(yīng)根據(jù)“運(yùn)輸、吊裝能力，以及盡量減少現(xiàn)場工作量”的原則進(jìn)行劃分，鋼箱梁的安裝采用現(xiàn)場搭設(shè)滿堂支架，分段吊裝，先安裝邊跨，然后對京滬高速的左、右幅行車道進(jìn)行交通管制，再依次進(jìn)行中跨的吊裝。現(xiàn)場采用吊車吊裝，若分段長度太大，節(jié)段重量必將增加，大噸位的吊車對京滬高速公路行車影響較大，且臺班費(fèi)較高，因此，在廠內(nèi)制作時采用“化整為零”，到現(xiàn)場安裝時再“集零為整”。 (2)運(yùn)輸。由于工廠在市區(qū)，運(yùn)輸時需經(jīng)過市內(nèi)主要道路。由于路窄、彎多，運(yùn)輸相當(dāng)困難，所以節(jié)段劃分要盡可能小。實(shí)際劃分的節(jié)段長度為5.083m，最小長度為4.810m，最大高度2.565m，寬度均為16.58、m。盡管如此，但也屬于超大件運(yùn)輸，在運(yùn)輸過程中應(yīng)實(shí)行交通管制。 (3)鋼箱梁自身的特點(diǎn)：鋼箱梁中跨每隔2.96m設(shè)置一道橫隔板，每隔1.48m設(shè)置一道挑臂，分段劃分應(yīng)盡量靠近橫隔板和挑臂位置。為避免運(yùn)輸、吊裝過程中產(chǎn)生變形，需在分段接縫處設(shè)置臨時扶強(qiáng)材，若分段接縫靠近橫隔板，則可省去。 (4)現(xiàn)場進(jìn)度控制。中跨跨距為62m，按照每個分段長4.843m進(jìn)行劃分，中跨共分為13個分段，14條對接焊縫，完全可以保證質(zhì)量和工期。 (5)設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)要求現(xiàn)場施工的焊縫要盡可能減少，且橫向焊縫距跨中和支點(diǎn)位置要大于2m，從劃分結(jié)果來看均滿足要求。 2、各分段的裝焊順序 頂板片段吊上胎架點(diǎn)焊固定劃線吊腹板9、片斷，點(diǎn)焊固定吊裝底板片段，點(diǎn)焊固定焊接檢驗(yàn)，打上檢驗(yàn)線脫胎架，翻身焊接校正焊接變形檢驗(yàn)打好裝配線。 3、廠內(nèi)分段的臨時加強(qiáng) 為了防止廠內(nèi)分段在吊裝翻身擱置的情況下變形及損壞，在廠內(nèi)分段一端（無橫隔板）設(shè)置假框架，假框架結(jié)構(gòu)由18槽鋼和L755角鋼組成，待現(xiàn)場安裝焊接完成后拆除。 4、閉口肋的加工方法 閉口肋為U形，工廠制作時，先設(shè)計(jì)一副壓模，然后在315T油壓機(jī)上壓制而成。閉口肋邊緣需與主梁焊接處用機(jī)械方法開出焊接坡口。 5、安裝吊耳 在每個分段上安裝四個吊耳，吊耳必須設(shè)在橫隔板和腹板相交處，以免在吊裝時產(chǎn)生變形。吊耳采用D形吊耳，每個吊耳允許負(fù)荷20T。 （四）焊接工藝 由于本橋?yàn)槿镐摻Y(jié)10、構(gòu)橋，所以焊接工藝的優(yōu)劣直接決定了全橋的質(zhì)量。 1、根據(jù)焊縫形式（對接焊縫、角焊縫）、長度和等級要求對各部位的焊接方法進(jìn)行選擇。(1)廠內(nèi)分段的頂?shù)装寮案拱宓撞捎脤雍福瑱M隔板及各種加強(qiáng)筋底翼緣焊縫采用埋弧自動焊；(2)橫肋腹板與頂、底板及縱肋的焊縫采用半自動焊；(3)對于腹板與頂、底板之間采用角焊縫、T形縱肋、水平肋與各板底焊縫、縱肋接頭、各橫向連接點(diǎn)板與橫、豎肋底焊縫、其它不能采用埋弧自動焊和半自動焊的焊縫、施工工地分段的腹板的對接縫均采用手工焊。4、對施工工地分段的頂、底板底正面對接縫，施工工地分段的頂、底板的反面對接縫，采用內(nèi)置襯墊的坡口熔透焊接單面焊雙面成形。 2、根據(jù)鋼箱梁的主要材11、料選擇焊接材料。 3、確定各主要焊縫的焊接工藝要求。(1)腹板與頂、底板要求密貼，組裝焊接間隙不大于5mm；(2)裝配時應(yīng)在坡口反面進(jìn)行腹板與頂、底板的定位焊，在箱梁兩端要加強(qiáng)定位焊；(3)鋼箱梁主體內(nèi)部構(gòu)件焊接主要包括橫隔板、橫向及縱向加強(qiáng)勁板及腹板的焊接，要求焊工進(jìn)行對稱焊，原則上先焊立角焊，后焊平角焊；先焊縱向焊縫，后焊橫向焊縫；(4)鋼箱梁主體的四條角焊縫焊接時，先進(jìn)行兩條主角焊縫的手工打底焊，然后翻身，按同樣要求進(jìn)行兩條主角焊縫底焊接；(5)在進(jìn)行四條主角焊縫的焊接前，完成箱內(nèi)各構(gòu)件的全部角焊縫的焊接，焊縫兩端安裝引弧板和引出板，使用兩臺焊機(jī)同時焊接兩條主角焊縫，然后翻身焊另兩條角焊12、縫，最后再翻身焊滿前兩條主角焊縫，要求焊縫表面呈凹形，緩和過渡到母材，避免咬邊缺陷。 4、焊縫質(zhì)量要求。(1)外觀質(zhì)量：焊縫尺寸應(yīng)符合要求，不得有咬邊、焊瘤和表面氣孔等缺陷；(2)對接焊縫內(nèi)部質(zhì)量：頂板、底板、腹板及縱肋的橫向?qū)雍缚p，以及支座橫隔板縱縫處對接焊縫要求達(dá)到級焊縫，頂板、底板及腹板的縱向?qū)雍缚p要求達(dá)到級焊縫。 5、根據(jù)以上原則進(jìn)行焊接工藝的評定。 根據(jù)鐵路鋼橋制造及驗(yàn)收規(guī)范（TB10212-98）的要求，對鋼材、焊接材料、焊接方法進(jìn)行評定。按照焊接接頭機(jī)械性能試驗(yàn)方法（GB26492654）的要求取樣，進(jìn)行拉伸、彎曲、沖擊韌性、硬度及宏觀斷面酸蝕性試驗(yàn)，以確定材料及廠內(nèi)焊接工藝13、的可行性，獲得焊接電流、電壓、焊接速度、坡口尺寸等技術(shù)參數(shù)，作為后續(xù)生產(chǎn)的控制標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)場安裝焊接施工，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場施工時的環(huán)境加工試件，進(jìn)行焊接工藝試驗(yàn)和工藝評定。 6、焊接質(zhì)量控制及檢驗(yàn)。(1)焊工和無損檢測人員必須通過考試并取得資格證書，且只能從事資格證書認(rèn)定范圍內(nèi)的工作；（2）焊接時，環(huán)境濕度應(yīng)小于80，焊接低合金鋼的溫度不應(yīng)低于5（本橋使用材料為低合金鋼）；（3）焊接前必須徹底清除待焊區(qū)域內(nèi)的有害物，焊接時嚴(yán)禁在母材非焊接部位引弧，焊接后應(yīng)清理焊縫表面熔渣及兩側(cè)飛濺物；（4）焊接材料應(yīng)通過焊接工藝評定，焊劑、焊條必須按產(chǎn)品說明烘干使用，焊劑中的臟物，焊絲上的油、銹等必須清除干凈，CO2氣14、體純度應(yīng)大于99.5%；（5）焊前預(yù)熱溫度應(yīng)通過焊接工藝試驗(yàn)和工藝評定來確定，預(yù)熱范圍一般控制在焊縫兩側(cè)100mm以上，在距焊縫3050mm范圍內(nèi)測溫；（6）定位焊要求：定位焊縫應(yīng)距設(shè)計(jì)焊縫端部30mm以上，其長度為50mm100mm，定位焊的焊腳尺寸不得大于設(shè)計(jì)焊腳尺寸的1/2；定位焊不得有裂紋、夾渣、焊瘤等缺陷，對于開裂的定位焊縫，必須先查明原因，然后再清除開裂的焊縫，并保證尺寸正確的條件下補(bǔ)充定位焊；(7)埋弧自動焊必須在距設(shè)計(jì)焊縫端部80mm以外的引弧板上起、息弧，焊接過程中不應(yīng)斷弧，如有斷弧則必須將停弧處刨成1：5的斜坡，并搭接50mm再引弧施焊，焊后搭接處應(yīng)修磨勻順；(8)焊縫有缺15、陷時，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行處理，對于要碳刨或其他機(jī)械方法清除缺陷時，應(yīng)刨出有利于返修的坡口，并打磨掉氧化皮直至露出金屬光澤，焊接裂紋的清除長度應(yīng)由裂紋端各外延50mm，且同一部位的返修不宜超過兩次；(9)所有焊縫必須在全長范圍內(nèi)進(jìn)行外觀檢查，不得有裂紋、未熔合、夾渣、未填滿弧坑和焊瘤等缺陷；(10)所有焊接經(jīng)外觀檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行無損檢測，無損檢測應(yīng)在焊接24h后進(jìn)行。 （五）涂裝 鋼結(jié)構(gòu)橋梁最大的弱點(diǎn)就耐腐蝕性差，容易銹蝕。由于本橋地處蘇南地區(qū)，雨水較多，防腐非常重要，因此涂裝成為本橋的又一控制要點(diǎn)。主要從以下幾方面進(jìn)行控制： 1、對梁體的外觀進(jìn)行檢查，確認(rèn)無缺陷后，進(jìn)行噴砂、除銹，除銹等級為16、Sa2.5級；2、除銹達(dá)標(biāo)后進(jìn)行油漆噴涂，噴涂時環(huán)境濕度一般不大于80，鋼板表面溫度應(yīng)高于空氣露點(diǎn)溫度3以上方能施工；3、施工時應(yīng)預(yù)留好安裝焊接部位，一般預(yù)留100mm暫不涂裝，待工地焊接完成后再涂；4、涂裝時應(yīng)注意避免環(huán)境污染；5、每層涂好后，采用漆膜測厚儀進(jìn)行厚度檢測，每層干膜厚度允許偏差5微米，涂裝應(yīng)均勻、無明顯起皺、流掛、附著情況良好；6、工廠只留最后一道面漆不涂，待工地焊接結(jié)束后進(jìn)行；7、補(bǔ)漆，必須按設(shè)計(jì)要求一道、一道涂，現(xiàn)場最后一道面漆，在支架拆除前涂完。油漆體系要求見下表。涂裝部位內(nèi)容油漆名稱涂裝地點(diǎn)漆膜厚度（微米）外表面（橋面板除外）第一道水性無機(jī)硅酸鋅底漆工廠75第二道環(huán)氧云17、鐵中間漆工廠40第三四道脂肪族聚氨脂面漆工廠230內(nèi)部第一道水性無機(jī)硅酸鋅底漆工廠75第二三道環(huán)氧面漆工廠235橋面板一道水性無機(jī)硅酸鋅底漆工廠75 （六）現(xiàn)場施工 現(xiàn)場施工是鋼箱梁施工的關(guān)鍵，主要控制四個方面： 1、鋼箱梁的吊裝。由于鋼箱梁橋橫跨通車的京滬高速公路，在路的右幅又受高壓線高度的限制，因此吊裝的難度較大，必須精心組織，合理安排。 2、施工人孔的開設(shè)。鋼箱梁在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上形成了若干獨(dú)立封閉的箱體，結(jié)構(gòu)體系為三跨連續(xù)，中間支點(diǎn)橫隔板不設(shè)人孔，形成了6個相對獨(dú)立的箱體，為保證施工、檢測需要，每個箱體開設(shè)兩個人孔。人孔開設(shè)應(yīng)遵循的原則：（1）避開跨中和支點(diǎn)處等受力集中區(qū)域，設(shè)在主梁體系受力的負(fù)彎矩位置；（2）開孔不得在同一位置，各孔的縱向孔邊緣凈距不小于200mm；（3）橫隔板間距作為頂部正交異性板局部受力的計(jì)算跨度，開孔避開跨中和支點(diǎn)處等局部彎距較大區(qū)域，開設(shè)于體系局部受力的負(fù)彎距位置附近；（4）所有人孔處補(bǔ)焊均為單面焊雙面成形，焊縫等級為級。 3、現(xiàn)場焊接難度較大，應(yīng)注意溫度、防風(fēng)、濕度的控制。 4、板材的預(yù)熱處理。