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西宁市通海（路）桥跨青藏铁路钢箱梁施工方案及施工工艺

西宁市通海（路）桥跨青藏铁路钢箱梁施工方案及施工工艺

钢箱梁所用材料应符合设计的要求和现行标准的规定。除必须有材料质量证明书外，还应进行复验，复验合格者方能使用。构件的材料应按《钢材力学及工艺性能试验取样规定》、《钢的应变时效敏感性试验方法》（夏比冲击法）、《金属夏比（V型缺口）冲击试验方法》《金属拉伸试验试样》、《金属布氏硬度试验方法》、《焊接接头机械性能试验方法》及《钢材力学及工艺性能试验取样规定》的规定进行试验。

原材料进厂后经复验合格后方可下料。为保证质量,要求用各制作段的连贯性确保规范要求,现场制作时采用搭设整体组装胎,严格按照图纸尺寸及放样安装线进行装配制作，原则上采用部件在平台上制作，然后采用胎上整体组装通风与空调设备安装施工工艺标准，整体焊接。

根据情况各班组必须在熟知施工图纸和施工文件及有关规范后，选择胎具搭设位置，胎具的搭设，水平方向按照底板宽度并两边分别加500mm，在高度方向按照胎具图中拱高尺寸进行,以2米为一个距离，接口处必须有胎具，搭设胎具的上表面呈线型，不得有大平面存在而影响底部弧线尺寸，胎具的水平梁上端呈水平，钢箱梁整体组装工作必须在专用胎架上进行，胎架的基础必须有足够的承载能力，以保证生产过程中基础不发生沉降。胎架应有足够的刚度，不能由于承受钢箱梁段重量而变形。

胎具搭设时选端头桩号为零点坐标，用全站仪精确测量出轴线，桥面直线方向上的精度靠轴线控制，桥面拱度依据胎具立面示意图原理控制。对胎具上表面标高的测量人员必须是专门的检测机构专职测量人员并有测量证，根据胎具图的要求进行测量，并做好详细的胎具测量记录，最后经质量部门认可后方能上胎组装施工。所有材料的下料均在自动切割机组上完成，经技术质量科检查无误后方可流入下一道工序。所有钢结构零件必须经技术质量科检查合格后方可进行上胎组装。

钢箱梁制作时应按1:1放样,放样时注意内外环方向和钢箱梁中间的连接关系,做好如下工作：

1.1放样时考虑到焊接收缩，钢箱梁在长度方向上按0.4mm/1000mm留出收缩余量，在高度方向上按1.0mm留出收缩余量。

1.2根据各制作单元的施工图，对底板、上翼板进行放样。放样时严格按照施工图中的坐标尺寸，按1:1的比例放出底板大样、腹板的内外弧线大样，确定其零件的落料尺寸。

1.3根据施工图对箱梁中的加劲板进行1:1放样，确定下料尺寸。

1.4对所有不容易控制的弧形面，根据其实际尺寸进行1:1放大样，做出铁样板，铁皮厚度在0.3～2mm之间，以备随时卡样检查。

1.5在整体放样中注意在端头留出荒头，尺寸可根据排料图执行。

1.6各类样板和样杆加工的允许偏差应符合下表的规定。

放样划线和样板加工的允许偏差

2.1号料前必须对钢板进行除锈、矫平并确认其牌号、规格、质量是否无误。

2.2号料时必须根据材料排版图核实来料，注意腹板接料线与顶板接料线错开200mm以上，与底板间接料线错开500mm以上，横向接口应错开1000mm以上，筋板焊接线不得与接料线重合。底板、腹板、上翼板和横隔板的号料必须按分段图上的尺寸整体号料。

2.3主纵梁、次纵梁、横联、次横联、塔顶横梁、端横梁的顶板、底板、腹板，锚箱及桥面板下料，其主要应力方向应与钢板轧制方向一致。

2.4号料的允许偏差应符合下表的规定。

3.1.数控切割机编程下料，简单的几何形状如矩形，梯型等，可由操作工直接编程输入或调用机内程序进行。复杂的几何图形如正弦曲线，不规则多边形等,应由专业工艺员进行编程，需要接料时必须提供切割方位示意图。编程的重要尺寸数据必须经过专人核查无误后，才能下料切割。

3.3所有板材零件的分离均采用自动、半自动切割，并采用精密切割咀头切割。

0.05t且不大于2.0

3.4机械剪切的零件,其钢板厚度不宜大于12.0mm,剪切面应平整。剪切的允许偏差应符合下表的规定。

3.5切割时氧气、丙烷气达到国家标准的前提下必须遵守下表中的工艺切割参数。

切割速度(mm/min)

3.6腹板、上翼板和纵向加劲肋、横隔板等的切割下料全部在数控切割机上进行，以提高效率，防止侧弯。

3.7需要精切的应严格执行“氧—乙炔火焰精密切割工艺守则”的规定，并应满足相关规范的要求，杆件的自由边应对焰切面双侧倒棱，倒棱半径1.0mm、2.0mm，以消除凹凸不平，并沿纵向过渡匀顺，同时对杆件圆弧部分应修磨平顺。

4.2杆件矫正应根据结构型式确定冷矫或热矫。矫正前，剪切反口应修平，气割挂渣应铲净，矫正后的钢料表面不得有明显的凹痕和其它损伤，采用手工锤击方法矫正时，应在其上放置垫板。

4.4采用热矫时，加热温度应控制在600～800℃范围内，温度降至室温前，不得锤击钢板，缓慢冷却，严禁用冷水急冷。

4.5大面积不平和扭曲可在平板机上进行平直。

4.6对在焊前进行预施反变形的杆件进行预弯时，预弯温度不得低于5℃。

4.7主要受力零件冷作弯曲时，内侧弯曲半径不得小于板厚的15倍，小于者热弯，热弯温度控制在900～1000℃，弯曲后零件边缘不得产生裂纹。

4.8矫正后的钢材表面,不应有明显的损伤,深度不得大于0.5mm。钢材矫正后的允许偏差应符合下表的规定。

工字钢、H型钢翼缘板的垂直度

4.9需要进行边缘加工的零件,应尽量采用精密切割代替机械加工。

4.10杆件焊接边均宜机加工，同时对工字形、箱型梁腹板按工艺规定进行配刨。

4.11刨（铣）边时应避免油污污染钢料，加工后必须把边缘刺屑清除干净。

4.12使用机械进行边缘加工零件,加工余量应大于3mm,可按下表要求:

4.13焊口坡口宜采用刨削或切割的方法进行,坡口加工尺寸要按工艺加工,用样板控制坡口加工。钢板对接采用X型坡口形式，翼缘板和腹板采用T形接头，双面V形坡口形式。其坡口尺寸严格执行《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81－91）有关规定。加工坡口面粗糙度或槽痕应符合相关规范要求。一旦出现粗糙度超过规定值，应加以修理打磨。

4.14边缘加工的质量标准应符合下表的规定:

L/3000且<2.0

4.15设计及业主要求铣平的零部件、构件必须在矫正合格后再进行机械加工,铣平面应符合技术檔的要求，加工面的允许偏差应符合下表规定：

5.1对需接料的零件，采用坡口焊接其坡口型式见设计图并且接料必须达到I级焊缝标准。

5.2所有腹板、底板、翼板的接料必须注意其轧制方向，轧制方向应与主桥长度一致，并且接料焊接时应先焊横缝，后焊纵缝。焊缝接料采用埋弧自动焊。单段接料在各自平台上接料。

5.3对于成型零件表面清理干净后进行工序检查并依据施工图编写零件号。

5.4所有零件检查无误后进行部件组装，然后进行双面贴角焊接，成型后进行矫正保证其外部尺寸。

6.1钢箱梁中的腹板与上翼板成一组部件，在船形架上用埋弧焊机进行船形位置焊接。

6.2横隔板可将上翼板及其加劲肋和人孔一并组装成一个独立的部件后进行焊接。

四、零件组装及钢箱梁装配

1、首先对其制作单元的底板进行详细阅图，根据施工图坐标尺寸,搭设组装胎具，坐标尺寸已包含起拱高度，需再加上经验变形值防止焊接组装过程中产生的变形。

2、对其表面及沿焊缝每边30～50范围内的铁锈毛刺和油污清理干净。

3、底板整体性对接定位并点固牢靠，进行局部处理、调直达到设计要求。

4、在零部件上画出其坐标等分线、定位线和定位基准线以及关键中心线，并打上样冲。

5、对底板尺寸进行胎上定位。

7、对两侧腹板进行组装并注意对准底板上的坐标等分线。

9、安装底部纵向长筋板：安装形式同腹板形式。

11、钢箱梁组对后，对无用的夹具及时拆除，拆除夹具时不得损坏母材，不得锤击。对残留的焊疤应修磨平整。

12、钢箱梁及H型钢应在生产在线组装，超过设备加工能力的可采用胎具法进行组装。

13、零部件上胎组装、焊接

零部件制作完成之后，在胎具上进行组装、焊接。钢结构的焊接必须满足《钢结构制作》中的相关规定。零部件的组装顺序如下所示：

底板上胎(隔板上胎组装(T形梁上胎组装(加劲肋组装(盖板组装。

每条主纵梁在制作的过程中留出一段钢箱梁作为调整段，待对称安装到最后一段的时候，根据实际长度进行调整，以保证钢箱梁尺寸精度。

1.1钢箱梁结构件的所有焊缝必须严格按照焊接工艺评定报告所制定的焊接工艺执行。

1.2焊工应经过考试并取得合格证后方能从事焊接工作。焊工停焊时间超过六个月，应重新考核。

1.3焊缝金属表面焊波均匀，无裂纹。不允许有沿边缘或角顶的未熔合溢流、烧穿、未填满的火口和超出允许限度的气孔、夹渣咬肉等缺陷。埋弧自动焊必须在距杆件端部80mm以外的引弧板上起熄弧。埋弧自动焊焊接中不应断弧，如有断弧则必须将停弧外刨出1:5斜坡后再继续搭接50mm施焊。埋弧半自动焊不应小于10mm，焊接后应等焊缝稍冷却再敲去熔渣。埋弧自动焊回收焊剂距离不应小于1m，埋弧半自动焊回收焊剂距离不应小于0.5m。

1.4全桥纵向加劲肋连成一体，接头要求为I级对接焊缝，所有对接焊缝为I级焊缝，要求熔透，咬合部分不小于2mm。腹板与底板双侧贴角焊必须达到Ⅱ级焊缝标准，采用CO2气体保护焊打底手把盖面，腹板与上翼板的焊接埋弧自动焊不开坡口，达到Ⅱ级焊缝要求。其余小筋板焊接达Ⅱ级焊缝标准。

1.5所有焊缝都应进行外观检查，内部检验以超声波为主。

2、焊缝质量要求（见下表）：

受拉和疲劳控制的杆件的横向对接焊缝

每十条对接缝抽探一条，每条探两端250～300mm（由设计人员指定具体杆件）

锚箱熔透和坡口角焊缝（包括熔透，未熔透）

主要杆件横向对接焊缝、纵向对接焊缝

3.1钢结构制作的切割、焊接设备其使用性能必须满足要求。3.2焊接时，不得使用药皮脱落或焊芯生锈的焊条和受潮结块的焊剂及已熔烧过的渣壳。

3.4为防止气孔和裂纹的产生，焊条使用前应按产品说明书规定的烘焙时间和温度进行烘焙，低氢型焊条经烘焙后应放入保温桶内，随用随取。

3.5焊丝上的油、锈必须清除干净后方可使用。焊剂中不允许混入熔渣和脏物使用。重复使用的焊剂小于60目的细粉粒的量不得超过总量的5％。焊条、焊剂必须按产品说明书的规定烘干使用。烘干后的焊接材料应随用随取，从保温箱取出的焊接材料超过4小时，应重新烘干后再使用。气保焊所用CO2气体的纯度须≥99.5％，使用前须经倒置放水处理。

3.5施焊前，焊工应复查焊件接头质量和焊区处理情况，当不符合要求时应经修整合格后方可施焊。

3.7对接接头、T型接头、角接接头、十字接头等对接焊缝及对接和角接配合焊缝，应在焊缝两端设置引弧板和引出板，其材质和坡口形式应与焊件相同，引弧和引出的焊缝长度：埋弧焊应为80mm，手工焊和气保焊为50mm，焊接完毕应采用气割切除引弧和引出板，并应磨平整，不得用锤击落。

3.8为防止起弧、落弧弧坑缺陷出现在应力集中的端部，角焊缝转角处宜连续绕角施焊，起落弧点距焊缝端全部宜大于10mm。

3.9每层焊接宜连续施焊，每一层焊道焊完后应及时清理检查清除缺陷后再焊。施焊时母材的非焊接部位严禁引弧。

3.10定位焊缝长视钢板厚度可为60～100mm，间距400～600mm，焊脚尺寸不得大于设计焊脚尺寸的一半，定位焊缝应距工件端部30mm以上。定位焊缝应布置在焊道内，并应由持合格证的焊工施焊，根据目前的气候环境，定位焊施焊前必须对母材进行预热。

3.11如遇定位焊缝开裂，必须查明原因，清除开裂的定位焊，并在保证杆件尺寸正确的情况下补充定位焊。

3.12焊接完毕，焊工应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物，检查焊缝外观质量，检查合格后应在两端明显部位打上焊工钢印。其内部质量的检查应在24小时后进行。

3.13埋弧自动焊焊接中不应断弧,如有断弧则必须将停弧处刨成1:5斜坡后再继续搭接50mm施焊。

3.14埋弧自动焊焊剂覆盖厚度不应小于20mm，埋半自动焊不应小于10mm，焊接后应等稍冷却，再敲去熔渣。

4.1定位焊、手工焊、埋弧焊的预热温度应符合下焊接预热温度表的规定。

4.2焊条、焊剂烘干温度应符合下表的规定。

从箱中取出4小时以上时应重新烘干

4.3杆件焊接应按工艺规定的焊接位置、焊接顺序及焊接方向施焊。对于锚箱等重要杆件的焊缝必须严格按工艺檔规定的要求施焊，以减小焊接变形。没有特殊要求的可按下列规定办理：

a、纵梁、横联角焊缝应先焊下盖板焊缝，后焊上盖板焊缝。

b、无拱度要求的工形杆件，应按顺序施焊。

4.4对接焊缝正面焊完后背面用碳弧气刨清根，并将熔渣清除干净。

4.5对接焊和熔透角焊缝多道焊接时应将前道熔渣清除干净，经确认无裂纹等缺陷后再继续施焊。

4.6为了防止熔透角焊缝埋弧焊时第一道焊缝的高温裂纹，必须严格按工艺卡规定的焊接条件施焊。

4.7为了防止坡口焊缝的焊偏并保证熔深，焊前应认真检查轨道与焊缝的位置和焊丝对准位置，施焊中及时核对调整。

4.8对坡口内的变截面焊缝，埋弧焊施焊时，将起弧处清理成1:8的斜坡，并确认己彻底清除弧坑后再施焊，并使每道的起熄弧位置错开2Omm以上。

4.9为了保证熔透角焊缝的焊透，正面焊缝焊后背面必须清根，并将熔渣清除干净后再施焊背面焊缝。对于较厚板的熔速角焊缝和坡口焊缝应按工艺文件规定对称施焊。

4.10当采用熔透角焊缝多层多道焊焊接时，应将前道熔渣彻底清除干净后，再施焊下一道焊缝。

4.11各种焊缝在施焊前应将定位焊的熔渣清除干净后再施焊。

4.12为了防止气体保持焊的焊缝缺陷，应随时清除喷嘴上的飞溅物并使干燥器始终保持良好的工作状态。

5.1焊缝尺寸超出允差的正偏差的焊缝及小于1mm且超差的咬边必须修磨匀顺，焊缝咬边超过1mm或外观检查超出负偏差的缺陷，应用手弧焊进行返修焊。

5.2气孔、裂纹、夹渣未熔透等超出无损检验规定时，应查明原因，用碳弧气刨清除缺陷，用原焊接方法进行返修焊。返修后的焊缝应随时铲磨匀顺并按原质量要求进行复检，返修次数不得超过2次。

①、无损检验必须请公路（铁路）桥梁专业检测单位检测。

②、焊缝的无损检验应在焊接24小时后进行。

③、对接焊缝超声波探伤质量要求应按《对接焊缝超声波探伤》（TBI558－84）的规定执行。缺陷等级的评定应以附表2进行。探伤人员判定缺陷为裂纹时，可判定焊缝质量为不合格。

⑤、对接接头内部质量射线探伤质量要求应符合附表3、附表4的规定。其它技术要求应按《钢熔化焊接接头射线照像和质量分级》（GB3323－87）执行。

⑥、进行局部探伤的焊缝，探伤过程中如发现裂纹或较多其它缺陷时，应继续延长探伤，必要时直至焊缝全长。

⑦、经射线和超声波两种方法检查的焊缝，当评定结果不一致时，两种方法必须达到各自的质量标准，方可认为合格。

⑧、焊接过程中焊接工艺的“评定”试验。

A、焊接材料未按要求选用。

B、坡口形状改变，钝边（或坡口深度）增大2mm以上，坡口角度减少10°以上。根部间隙变化2mm以上。

C、焊接位置改变、衬垫改变。

D、焊接电流、焊接电压、焊接速度较已“评定”过的工艺改变10％以上。“评定”的试验项同和检验内容应与本桥焊接工艺试验时的评定内容一致

焊缝外观检查质量标准（mm）：

(3)焊接位置：横隔板上翼缘、浇筑混凝土处。具体位置见施工图纸。

(1)采用专用螺柱(焊钉)焊机进行施工，其焊接设备设置专用配电箱及专用线路(从变压器引入)。

(4)为防止直流电弧磁偏吹，地线尽量对称布置在焊件两侧。

(1)在施焊面放线许昌碧桂园安全文明施工组织设计（32P）.doc，画出焊钉的准确位置。

(2)对该点进行除锈、除漆、除油污处理，以露出金属光泽为准，并使施焊点局部平整。

(3)电弧保护瓷环摆放就位且瓷环要保持干燥，为提高效益在瓷环旁边摆放好焊钉。

(4)调整好焊接电流(1800A)和燃弧时间(1.2S)。

(8)焊钉处于提升位置时，电弧扩展到整个焊钉端面，并使端面少量熔化，电弧热同时使焊钉下方的工件表面熔化并形成熔池。

(9)电弧按预定时间熄灭时，电磁线圈去磁，靠弹簧压力快速地将焊钉熔化端压入熔池，焊接回路断开。

6.4焊接电流和焊接时间的选定

(1)输入焊接能量足够大GB／T 9139-2018标准下载，是保证获得优质电弧焊钉焊接接头的基本条件；输入焊接区域的总能量与焊接电流、焊接时间和焊接电弧电压有关。

(2)电弧电压取决于电弧长度或焊钉距离工件的距离，调好距离电弧电压就基本不变，所以输入能量只由焊接电流和焊接时间决定。