1、江苏省沿江高速公路峭岐枢纽钢箱梁施工工艺及控制要点2006年4月8日技术交流出处：作者：一、工程概况 江苏省沿江高速公路峭岐枢纽主线桥钢箱梁总体布置为（40+62+47.5m）三跨连续梁，横跨京沪高速公路，采用全焊钢箱梁。钢箱梁沿线路中心线全长149.38m，线路中心位于两幅梁中间，其平面圆曲线半径为5600m；桥宽34m，由相互独立的左右两幅组成，两幅之间为1m的分隔带，每幅梁宽16.5m，其中钢箱梁部分宽12.5m，两侧各悬臂2m，总重约2019吨。钢箱梁采用单箱三室断面，桥梁中心线处梁高2.4m，面板沿径向为2横坡；钢箱梁顶板兼做桥面承重结构，按正交异面板设计，板厚为14mm,顶板和底板2、的纵向加劲肋采用U形闭口肋，两侧悬臂部分以及腹板水平加劲肋均采用板式加劲肋。箱内纵向每3m左右设一道普通横隔板，中间开设人孔，支点处设支点横隔板，并设竖向支承加劲肋。每两道横隔板之间1.5m左右设腹板竖向加劲肋，横隔板及横肋均按全封平面曲线径向布置。 二、施工工艺流程 为确保生产过程有序、合理，各工序必须严格按照施工工艺流程进行，基本流程分厂内加工制作及现场施工两部分，细分为43道工序： 图纸审核放样采购材料材料试验钢材预处理涂防绣底漆下料制作胎架加工闭口肋拼装小分段（顶板小分段，底板小分段，腹板小分段）焊接检验上总装胎架1至4厂内分段拼装焊接检验脱胎架修正胎架上总装胎架5至8厂内分段拼装脱胎3、架修正胎架以此类推；拼装9至66厂内分段焊接检验预拼装划安装线检验打磨除锈喷底漆喷中间漆喷面漆一道运输搭设满党支架吊装检测调整焊接检验安装盆式支座落梁安装防撞护栏及泄水孔补漆喷涂最后一道面漆验收。 三、本工程主要控制要点 （一牧峡刂?lt;/DIV 原材料质量控制是本工程成败的关键，所用原材料主要有三种：钢材、焊条（丝）和焊剂、油漆。 1、钢材 钢箱梁使用主要的材料为Q345D钢板，进料时，要求厂家必须提供材料质量保证书，标明钢材的炉批号、钢号、数量、化学成分和物理性能等各项技术参数及指标。进场后应对照质保书进行核对，检查无误后按炉批号、板的规格每十个炉批号抽检一组，并委托具有CMA资质的检测4、单位依据(GB/T1591-94)的标准对钢材的化学和物理性能进行检验，合格后方可使用。 2、焊条（丝）、焊剂 (1)钢箱梁主要材料为Q345D钢板，按照焊条选用原则，手工焊必须采用E5015焊条，埋弧自动焊的焊丝和焊剂为H08MnA+HJ431,半自动焊焊丝采用H08Mn2Si或TH-S206。焊接材料检验标准如下表。种 类型 号标 准焊 丝H08MnAGB4241-84H08Mn2SiGB8110焊 剂HJ431GB5293-85焊 条E5015GB5117-85 (2)焊条的管理和使用 焊条应注意防潮，焊条吸潮后不仅影响焊接质量，甚至造成焊接材料变质，因此焊条使用前应进行烘焙，烘焙温度为5、350450，时长12小时，在烘箱或烤箱中贮存温度为100150，贮存时间一般不得超过30天；焊接材料应有专门管理人员，负责烘焙及发放，对于从保温箱中取出的焊条，一般每次发放量不得超过4小时的用量；每个焊工都必须配备保温筒，以防止烘干后的焊条再次受潮；焊条在使用过程中的烘焙次数不宜过多，否则将导致药皮酥松和使药皮中的合金元素氧化及有机物烧损，影响使用性能。本工程使用的焊条的重复烘焙次数一般不得超过2次。 3、油漆的选择和使用 油漆进场后，监理单位、施工单位和业主三方联合抽样、送检，检验合格后方可使用，油漆须由专人、专库进行保管。 （二）放样 1、钢箱梁以1:1的比例在计算机中放出各节点，放样时6、需考虑平面圆曲线、纵向竖曲线、预拱度及2横坡，各部分的尺寸和样板应进行核对，并作为后续生产的依据。 2、根据实践经验，放样时要加放余量、焊接收缩量及对接焊缝的位置。横向每道纵肋间距加放0.5mm，顶板加放9mm，底板加放8.5mm；每片小分段宽度方向加放15mm余量，长度方向加放30mm余量；在腹板小分段加放5mm反变形。 3、下料，根据板厚和长度选择气割或机械剪切，尽可能使用剪板机。横隔板上的闭口肋采用数控切割。厚度小于12mm时，用剪刀车剪切；厚度大于12mm钢板采用气割，气割时应除去钢板的热影响区（一般为12mm）；型材用砂轮机切割。钢材下料切割后要进行校正。 （三）节段划分及分段组装 7、1、钢箱梁的节段划分 (1)节段的划分应根据“运输、吊装能力，以及尽量减少现场工作量”的原则进行划分，钢箱梁的安装采用现场搭设满堂支架，分段吊装，先安装边跨，然后对京沪高速的左、右幅行车道进行交通管制，再依次进行中跨的吊装。现场采用吊车吊装，若分段长度太大，节段重量必将增加，大吨位的吊车对京沪高速公路行车影响较大，且台班费较高，因此，在厂内制作时采用“化整为零”，到现场安装时再“集零为整”。 (2)运输。由于工厂在市区，运输时需经过市内主要道路。由于路窄、弯多，运输相当困难，所以节段划分要尽可能小。实际划分的节段长度为5.083m，最小长度为4.810m，最大高度2.565m，宽度均为16.58、m。尽管如此，但也属于超大件运输，在运输过程中应实行交通管制。 (3)钢箱梁自身的特点：钢箱梁中跨每隔2.96m设置一道横隔板，每隔1.48m设置一道挑臂，分段划分应尽量靠近横隔板和挑臂位置。为避免运输、吊装过程中产生变形，需在分段接缝处设置临时扶强材，若分段接缝靠近横隔板，则可省去。 (4)现场进度控制。中跨跨距为62m，按照每个分段长4.843m进行划分，中跨共分为13个分段，14条对接焊缝，完全可以保证质量和工期。 (5)设计要求。设计要求现场施工的焊缝要尽可能减少，且横向焊缝距跨中和支点位置要大于2m，从划分结果来看均满足要求。 2、各分段的装焊顺序 顶板片段吊上胎架点焊固定划线吊腹板9、片断，点焊固定吊装底板片段，点焊固定焊接检验，打上检验线脱胎架，翻身焊接校正焊接变形检验打好装配线。 3、厂内分段的临时加强 为了防止厂内分段在吊装翻身搁置的情况下变形及损坏，在厂内分段一端（无横隔板）设置假框架，假框架结构由18槽钢和L755角钢组成，待现场安装焊接完成后拆除。 4、闭口肋的加工方法 闭口肋为U形，工厂制作时，先设计一副压模，然后在315T油压机上压制而成。闭口肋边缘需与主梁焊接处用机械方法开出焊接坡口。 5、安装吊耳 在每个分段上安装四个吊耳，吊耳必须设在横隔板和腹板相交处，以免在吊装时产生变形。吊耳采用D形吊耳，每个吊耳允许负荷20T。 （四）焊接工艺 由于本桥为全焊钢结10、构桥，所以焊接工艺的优劣直接决定了全桥的质量。 1、根据焊缝形式（对接焊缝、角焊缝）、长度和等级要求对各部位的焊接方法进行选择。(1)厂内分段的顶底板及腹板底采用对接焊，横隔板及各种加强筋底翼缘焊缝采用埋弧自动焊；(2)横肋腹板与顶、底板及纵肋的焊缝采用半自动焊；(3)对于腹板与顶、底板之间采用角焊缝、T形纵肋、水平肋与各板底焊缝、纵肋接头、各横向连接点板与横、竖肋底焊缝、其它不能采用埋弧自动焊和半自动焊的焊缝、施工工地分段的腹板的对接缝均采用手工焊。4、对施工工地分段的顶、底板底正面对接缝，施工工地分段的顶、底板的反面对接缝，采用内置衬垫的坡口熔透焊接单面焊双面成形。 2、根据钢箱梁的主要材11、料选择焊接材料。 3、确定各主要焊缝的焊接工艺要求。(1)腹板与顶、底板要求密贴，组装焊接间隙不大于5mm；(2)装配时应在坡口反面进行腹板与顶、底板的定位焊，在箱梁两端要加强定位焊；(3)钢箱梁主体内部构件焊接主要包括横隔板、横向及纵向加强劲板及腹板的焊接，要求焊工进行对称焊，原则上先焊立角焊，后焊平角焊；先焊纵向焊缝，后焊横向焊缝；(4)钢箱梁主体的四条角焊缝焊接时，先进行两条主角焊缝的手工打底焊，然后翻身，按同样要求进行两条主角焊缝底焊接；(5)在进行四条主角焊缝的焊接前，完成箱内各构件的全部角焊缝的焊接，焊缝两端安装引弧板和引出板，使用两台焊机同时焊接两条主角焊缝，然后翻身焊另两条角焊12、缝，最后再翻身焊满前两条主角焊缝，要求焊缝表面呈凹形，缓和过渡到母材，避免咬边缺陷。 4、焊缝质量要求。(1)外观质量：焊缝尺寸应符合要求，不得有咬边、焊瘤和表面气孔等缺陷；(2)对接焊缝内部质量：顶板、底板、腹板及纵肋的横向对接焊缝，以及支座横隔板纵缝处对接焊缝要求达到级焊缝，顶板、底板及腹板的纵向对接焊缝要求达到级焊缝。 5、根据以上原则进行焊接工艺的评定。 根据铁路钢桥制造及验收规范（TB10212-98）的要求，对钢材、焊接材料、焊接方法进行评定。按照焊接接头机械性能试验方法（GB26492654）的要求取样，进行拉伸、弯曲、冲击韧性、硬度及宏观断面酸蚀性试验，以确定材料及厂内焊接工艺13、的可行性，获得焊接电流、电压、焊接速度、坡口尺寸等技术参数，作为后续生产的控制标准。现场安装焊接施工，应根据现场施工时的环境加工试件，进行焊接工艺试验和工艺评定。 6、焊接质量控制及检验。(1)焊工和无损检测人员必须通过考试并取得资格证书，且只能从事资格证书认定范围内的工作；（2）焊接时，环境湿度应小于80，焊接低合金钢的温度不应低于5（本桥使用材料为低合金钢）；（3）焊接前必须彻底清除待焊区域内的有害物，焊接时严禁在母材非焊接部位引弧，焊接后应清理焊缝表面熔渣及两侧飞溅物；（4）焊接材料应通过焊接工艺评定，焊剂、焊条必须按产品说明烘干使用，焊剂中的脏物，焊丝上的油、锈等必须清除干净，CO2气14、体纯度应大于99.5%；（5）焊前预热温度应通过焊接工艺试验和工艺评定来确定，预热范围一般控制在焊缝两侧100mm以上，在距焊缝3050mm范围内测温；（6）定位焊要求：定位焊缝应距设计焊缝端部30mm以上，其长度为50mm100mm，定位焊的焊脚尺寸不得大于设计焊脚尺寸的1/2；定位焊不得有裂纹、夹渣、焊瘤等缺陷，对于开裂的定位焊缝，必须先查明原因，然后再清除开裂的焊缝，并保证尺寸正确的条件下补充定位焊；(7)埋弧自动焊必须在距设计焊缝端部80mm以外的引弧板上起、息弧，焊接过程中不应断弧，如有断弧则必须将停弧处刨成1：5的斜坡，并搭接50mm再引弧施焊，焊后搭接处应修磨匀顺；(8)焊缝有缺15、陷时，应根据具体情况进行处理，对于要碳刨或其他机械方法清除缺陷时，应刨出有利于返修的坡口，并打磨掉氧化皮直至露出金属光泽，焊接裂纹的清除长度应由裂纹端各外延50mm，且同一部位的返修不宜超过两次；(9)所有焊缝必须在全长范围内进行外观检查，不得有裂纹、未熔合、夹渣、未填满弧坑和焊瘤等缺陷；(10)所有焊接经外观检验合格后方可进行无损检测，无损检测应在焊接24h后进行。 （五）涂装 钢结构桥梁最大的弱点就耐腐蚀性差，容易锈蚀。由于本桥地处苏南地区，雨水较多，防腐非常重要，因此涂装成为本桥的又一控制要点。主要从以下几方面进行控制： 1、对梁体的外观进行检查，确认无缺陷后，进行喷砂、除锈，除锈等级为16、Sa2.5级；2、除锈达标后进行油漆喷涂，喷涂时环境湿度一般不大于80，钢板表面温度应高于空气露点温度3以上方能施工；3、施工时应预留好安装焊接部位，一般预留100mm暂不涂装，待工地焊接完成后再涂；4、涂装时应注意避免环境污染；5、每层涂好后，采用漆膜测厚仪进行厚度检测，每层干膜厚度允许偏差5微米，涂装应均匀、无明显起皱、流挂、附着情况良好；6、工厂只留最后一道面漆不涂，待工地焊接结束后进行；7、补漆，必须按设计要求一道、一道涂，现场最后一道面漆，在支架拆除前涂完。油漆体系要求见下表。涂装部位内容油漆名称涂装地点漆膜厚度（微米）外表面（桥面板除外）第一道水性无机硅酸锌底漆工厂75第二道环氧云17、铁中间漆工厂40第三四道脂肪族聚氨脂面漆工厂230内部第一道水性无机硅酸锌底漆工厂75第二三道环氧面漆工厂235桥面板一道水性无机硅酸锌底漆工厂75 （六）现场施工 现场施工是钢箱梁施工的关键，主要控制四个方面： 1、钢箱梁的吊装。由于钢箱梁桥横跨通车的京沪高速公路，在路的右幅又受高压线高度的限制，因此吊装的难度较大，必须精心组织，合理安排。 2、施工人孔的开设。钢箱梁在结构设计上形成了若干独立封闭的箱体，结构体系为三跨连续，中间支点横隔板不设人孔，形成了6个相对独立的箱体，为保证施工、检测需要，每个箱体开设两个人孔。人孔开设应遵循的原则：（1）避开跨中和支点处等受力集中区域，设在主梁体系受力的负弯矩位置；（2）开孔不得在同一位置，各孔的纵向孔边缘净距不小于200mm；（3）横隔板间距作为顶部正交异性板局部受力的计算跨度，开孔避开跨中和支点处等局部弯距较大区域，开设于体系局部受力的负弯距位置附近；（4）所有人孔处补焊均为单面焊双面成形，焊缝等级为级。 3、现场焊接难度较大，应注意温度、防风、湿度的控制。 4、板材的预热处理。