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1、钢结构施工技术方案现以铁路高架桥工程钢箱梁为例。一 、高架桥钢箱叠合梁，在高架桥工程中，跨越铁路，梁段划分为A、B、C、D、E、F 制作段，制作段平均重量约为70 吨。.制造程序框图二 、材料1主要材料汇总另见材料备料计划书。2材料保证为使钢箱梁制造所用各种材料的质量得到保证，公司对用于本工程使用的原、辅材料提出以下要求：1)按 ISO19002质量体系要求，供货方必须是通过分供方评定的厂家；涂装标记运输设计图及设计文件原材准备施工图转化工装设计焊接工艺评定材料复验工艺文件编制工装制造安装焊接工艺编制工艺文件下发钢板预处理放样号料切割接料制孔联接系单元厂内预拼装及匹配出孔底板单元制作T 型腹板
2、单元制作横隔板单元制作钢箱梁整体组装、焊接精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 17 页2). 供货厂家必须承诺按本工程进度要求供货，以保证钢箱梁生产的顺利进行。3材料复验1)钢梁制造所用材料应符合设计文件的要求和现行标准的规定符合GB1591-88 。 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。材料检验合格， 由质检部门在原质保书上加盖合格印章，编上序号， 作为领料依据；不合格材料反馈给供货单位及时换料。2)所有钢料应符合设计文件的要求。除必须有材料出厂证明书外，钢材还应按同一牌号、同一炉号、同一规格、同
3、一轧制厚度及同一出厂状态每10个炉批号复验，每批重量不大于60 吨，其复验与判定规则应符合GB/T247的规定。3)剪力钉的技术条件应符合GB10433的规定，焊接完成后高度为170mm，实际供货长度应增加6mm，剪力钉焊接瓷环应符合JB4146的要求。4)高 强 度 螺 栓 、 螺 母 及 垫 圈 采 用10.9S 级 ， 其 技 术 条 件 应 符 合GB/T1228-1231 的规定。其施工方法按钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规程 JGJ82-91的有关规定执行。三 、技术准备1施工图转化及工艺文件编制钢结构技术部在对设计图纸进行工艺审查及可行性分析论证后，并提交工艺审查修改意见报
4、设计院批准后进行施工图转化、工艺文件编制等工作。2工装设计为了保证钢梁的制造质量， 提高制造效率， 公司将设计制造一系列工装，主要有：1腹板单元组装胎型2腹板单元焊接胎架3横隔板单元组装胎型4横隔板单元焊接胎架5整体组装胎架6各类钻孔模样板7) 预拼装胎架3焊接工艺评定公司焊接试验室根据高架桥工程钢箱梁图纸和钢结构工程施工及验收标精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 17 页准 GBJ205 ，针对钢梁的连接形式进行焊接试验及工艺评定，写出焊接工艺评定报告。 并以此作为编制焊接工艺的依据，指导焊接施工及检验， 具体的各种试验由
5、焊接试验室完成。焊接工艺评定工艺流程框图(四)、箱梁制造工艺方案1单元件制作根据结构形式将整个制作段划分成一下单元：底板单元、 腹板单元、 隔板单元、连接系单元。2底板单元2.1 工艺流程图2.2 工艺要点及质量要求1) 底板采用数控火焰精密切割，并用赶板机矫平，下料后要在规定位置打写零件号，槽型闭口肋盖板 (Wi)纵向分 4 段下料。2) 精确划线卡样钻制连接孔，划线时孔群间预留焊接收缩量。3) 在组装胎架上划线组装纵向加劲肋。纵肋组装时采用火焰修正配合，保证使之与底板密贴并满足桥梁平面曲线和竖曲线线形的要求。切勿强制组装，使底板与胎架脱离，造成桥梁竖曲线出现偏差。制作段A、E 一端、制作段
6、 C两端，底板纵向加劲肋 Si留 800mm嵌补段，待预拼装时匹配组装，制作试验项目焊接试验焊接方法坡口形式焊接试板焊接材料外观质量超 声 波 探X射 线 照检验机 械 性拉伸试验冲击试验弯曲试验酸蚀试验硬度试验工艺评定报告编制焊接工艺下料矫正制 孔纵肋组、焊、修精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 17 页段 B、C 在 BC 接口端的留 800mm 嵌补段 ,待工地高强度螺栓终拧后焊接。3腹板单元3.1 工艺流程图3.2 工艺要点及质量要求1) 采用数控火焰精密切割， 并用赶板机矫平， 下料后要在规定位置打写零件号。2)
7、划线卡样钻制制作段B、D 的腹板、翼缘板连接孔，划线时孔群间预留焊接收缩量。为了保证桥梁线形及钉孔重合率，制作段A、C、E 腹板及翼缘板半成品不出孔，待整体预拼装时匹配钻孔。3) 划线组装翼缘板，在焊接胎架上完成焊接底的焊接。由于腹板单元较长，整体刚度较小，焊接时要合理的布置焊接胎架的数量和位置，以保证腹板拱度满足设计要求。4) 划线组焊竖向加劲肋及横向加劲肋，组装竖向加劲肋时要使用20mm 厚标准样块控制顶紧垫板的间隙，顶紧垫板在整体拼装时组焊。组装横向加劲肋时注意隔板两侧的横向加劲肋在整体组装时待腹板单元就位后组焊。下料矫正制 孔T 型组、焊、修肋板组、焊、修精选学习资料 - - - -
8、- - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 17 页4隔板单元4.1 工艺流程图4.2 工艺要点及质量要求1隔板采用数控火焰精密切割，为减小切割热变形，程切时将23块横隔板连体切割外形，然后划线断开。下料后要在规定位置打写零件号。2划线组焊隔板翼缘板，焊后修正。3划线组焊隔板肋板及护筒。由于隔板要求铅垂放置，隔板竖肋与底板由于线路纵坡形成一个夹角，组装时要注意成对关系。下料矫正T 型组、焊、修肋板及护筒组、焊、修精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 17 页5.整体组焊5.1 工艺流程图5.2
9、工艺要点及质量要求1梁段组装要在专用组装胎架上进行。2组装前焊接部位要进行磨锈处理，确保焊接质量。3由于横隔板铅垂放置，因此组装胎架要按桥梁竖曲线线形设置。1.3 叠合梁组装顺序底板单元隔板单元腹板单元精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 17 页6主要工艺说明6.1.钢板预处理钢板在下料、切割前先进行外表预处理，去除钢板外表的轧制氧化皮和浮锈。钢板在预处理自动线上进行赶平、抛丸除锈处理后，再行使用。我公司现有预处
10、理线生产能力如下表3：钢板预处理线生产能力表 3 钢板型钢宽3000mm 宽3000mm 厚 480mm 高400mm 长 240012000mm 长 240012000mm 年处理能力： 40000t 除锈等级： Sa2.5 喷漆厚： 1525m 6.2.放样、下料、切割本桥钢箱梁形状不规则， 为此对于异形板件要逐一用电脑放样并绘制下料图，按下料图编程切割。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 17 页样板、样杆必须写明零件号、材质、规格、数量等，并按工艺规则留出加工余量及焊接收缩量。6.2.1放样及下料流程图6.2.2 主
11、梁盖板、底版、腹板及横隔板的盖板下料，其主要应力方向应与钢板轧制方向一致。6.2.3本工程所有零部件优先采用精密切割数控、自动、半自动，手工气割及剪切仅适用于工艺特定及切割后仍需加工的零部件。6.2.4主梁、横隔板和拼接板的外露边缘采用精密切割下料，精切应严格执行 “氧乙炔火焰精密切割工艺守则”的规定。 凡采用精密切割下料的零件， 其外露边缘的质量应满足表3 的规定。主要零部件的自由边缘， 应对焰切面双侧倒棱， 倒棱半径 1.0mmR2.0mm，以消除凹凸不平，并沿纵向过渡匀顺，同时对主梁上下翼缘圆弧部分应修磨平顺。施工图绘制技术交底放样编套料图校 对下料班组板材预处理多嘴切割手工下料数控切割
12、编数控程序制作样板精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 17 页精密切割外表质量标准表 3 序号项目允 许 偏 差精切范围主要零部件和一般零部件次要零部件杆件外露边缘特殊情况可采用手工切割1 外表粗糙度25 50 2 崩坑不允许注1 m 内允许有一处 1.0mm 3 塌角可有半径 0.5mm 程度的圆角4 气割面垂直度不大于板厚的 5%，且不大于 2mm 备注气割后要加工的边缘，小于2mm 的崩坑允许不修补，但对气割后不再加工的自由边缘，出现崩坑时应按缺陷修补的规定进行修补，并按精切工艺规定修磨和倒棱。工艺特定的手工切割边缘，
13、 外表粗糙度应到达100 ，且切割面应修磨匀顺切割后仍需加工的除外 。6.2.5采用精密切割下料的零件尺寸允许偏差为2.00mm， 手工切割的零件尺寸允许偏差为 2mm。对切割后需机加工的焊接边缘应按工艺要求预留加工量。6.2.6 为验证程序的正确性，对于批量采用数控切割下料的首件必需经严格检验确认符合要求后，方可继续下料。6.3.机加工1)为保证本工程零部件制造精度，提高组装及焊接质量，对某些特定部件如坡口需进行边缘加工，即通过刨铣边的方式到达施工要求。2)需边缘加工的部件，下料时应预留加工余量。6.4.制孔1)钢梁的盖板、腹板、底板采用先孔法制孔，即在组焊前将其上的螺栓一次钻足设计孔径；2
14、)所有拼接板均采用数控和机器样板钻孔；3)梁段拼接板先出拼接缝一侧孔，另一侧待钢箱梁整体在测平的支架上预拼装时，与另一梁段匹配墨孔后钻制；4)首件钻孔的杆部件必须经专检人员检查，确认孔径及孔距均符合设计要求后方可继续进行。5)螺栓孔应成正圆柱形，孔壁外表粗糙度Ra25m，孔缘无损伤不平，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 17 页无刺屑。6)螺栓孔径允许偏差+0.520螺栓孔距偏差应符合下表的规定项目允许偏差两相邻孔距0.35 极边孔距0.5 孔群中心线与杆件中心线的横向偏移1.5 6.5.组装6.5.1一般要求1)组装前
15、应熟悉施工图纸和工艺文件，核对编号及图纸无误方可组装。2)组装前必须彻底清除浮锈和油污。3)采用自动焊的焊缝端部焊接引板，引板的材质及坡口与正式焊件相同。4)组装胎架每次组装前均进行复检，确认合格方可继续使用。5)组装合格后的杆件，应在规定部位打上编号钢印。6)隔板定位要求准确，检查板边与底板的垂直度和倾斜度符合图纸要求；7)竖向加劲肋与受拉翼缘所加垫块应做成楔形，加劲肋焊后，将垫块打入使其顶紧后再与加劲肋端部焊接。8主梁组装时，盖、腹板接料焊缝错开200 mm以上。6.5.2构件组装允许偏差 mm表 4 序号图例项目允许偏差1 对接高低差1.0(t25) 0.5(t25) 对接间隙 b 2
16、盖板中心与腹板中心线位置偏差3 底板、腹板平面度1.0 4 盖板倾斜1.0 0.10精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 17 页序号图例项目允许偏差5 组装间隙0.5 6 磨光顶紧局部间隙0.2 7 腹板竖板、隔板劲板间距3.0 8 底板纵肋间距2.0 9 联结系含横隔板 间距3.0 10 腹板拱度同段梁两腹板拱度差4.0 11 横隔板宽度横隔板高度HH10-2 6.6. 焊接本桥材质为 Q345D 钢，焊接难点为：底板宽，焊接拘束应力大；焊接接头技术条件要求高； 对接焊缝及主梁的角焊缝要求熔透；厚板对接焊缝根部焊道工艺容
17、易出现热裂纹。6.6.1 焊接材料焊接材料采用与钢材相匹配的焊丝、焊剂和手工焊条。钢板材质材料名称牌号标准备注Q345D 焊丝H08A GB/T14957-94 H08Mn2Si 或焊条E5015 GB5118-1995 焊剂HJ431 GB5293-85 0.50.30.30.1精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 17 页6.6.2焊接材料的管理及使用1) 焊接材料的管理和使用，必须按产品说明书及有关标准的要求执行。2)焊条、焊剂按下表规定烘干后使用焊接材料烘干条件烘干温度保温时间保存温度E5015 由烘干箱取出后超过
18、4 小时应重新烘干300-3502h 100-150HJ431 3)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。4)焊材库对本工程所用焊材专门存放，专材专用，并做好进出库登记记录。6.6.3 焊接人员1)参加本工程的焊工必须经考试取得合格证，并按规定进行与其等级相应的焊接工作，严禁无证上岗。2)焊接人员必须严格遵守焊接工艺，不得随意变更焊接标准参数。3)主要焊缝焊后，应按规定打上焊工钢印。6.6.4 焊前准备1) 核对焊接部件，熟悉有关图纸和工艺文件。2) 检查并确认使用的设备工作状态正常，仪表工具良好、齐全。3) 清除待焊区铁锈、 油污、水分等有害物。 对工艺要求预热焊接的杆件
19、进行预热，预热范围为焊缝两侧5080mm；温度 801206.6.5 定位焊1)定位焊前应按图纸及工艺方案检查焊件的几何尺寸、坡口尺寸、焊缝间隙、焊接部位的清理情况，如不合要求不得定位焊。2)定位焊不得有裂纹、夹渣、焊瘤、焊偏、弧坑未填满等缺陷，咬边深度不得大于 0.5 毫米。3)定位焊缝长 50100mm，间距 400600mm，距焊缝端部 30mm 以上。6.6.6焊接过程1)埋弧自动焊、半自动焊焊接的部位应焊引弧板及引出板，引板的材质、坡口要与正式零件相同，引板的长度应在80mm 以上。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页
20、，共 17 页2)埋弧自动焊回收焊剂距离应不小于1m， 埋弧半自动焊回收焊剂距离应不小于 0.5m，焊后应待焊缝稍冷却后再敲去熔渣。3)主梁角焊缝应考虑焊后形成拱度的要求制订焊接工艺，规定焊接位置、焊接顺序及焊接方向，有顶紧要求的肋板，应从顶紧端开始向另一端施焊。4)对坡口内的变截面焊缝，埋弧焊施焊时，将起弧处清理成18 的斜坡，并确认已彻底清除弧坑后再施焊，并使每道的起熄弧位置错开20mm 以上。5)埋弧自动焊施焊时不应断弧，如果出现断弧则必须将停弧处刨成15斜坡再继续搭接 50mm 施焊，焊后将搭接部分修磨匀顺。6)施焊期间，多层焊的每一道焊后，必须将所有熔渣清除干净，并将焊缝及附近母材清
21、扫干净，再焊下一道。已完工的焊缝亦应进行上述清理。7)焊后引板焰切切掉，不得锤击。6.6.7主要焊接工艺焊接工艺将在焊接工艺评定试验后确定，下面仅就部分典型主要焊缝采用的焊接方法作简要说明。1）钢板接料对接焊缝开双面坡口，采用SW-41埋弧自动焊机焊接。2）底板与腹板焊缝采用SW-41埋弧自动焊机，平位及船位置施焊。3）盖板与腹板角焊缝用MZ1-1000 埋弧自动焊机，船位焊接。4）加劲肋的焊接采用CO2气体保护半自动焊。5）剪力钉焊接a)剪力钉的焊接应按照公司所制定的焊接工艺进行，必要时应包括预热工序。当温度低于 0或钢板外表潮湿时不应进行焊接，对于有影响焊接质量的物质必须清除干净。将剪力钉
22、焊在钢梁上的其位置误差应符合设计要求。b)剪力钉焊接也需进行焊接工艺试验。通过后，再焊假设干个焊钉分别进行焊钉拉伸试验、弯曲试验。都合格后才能按认可的焊接工艺正式施焊。c)焊接工艺试验除选择电流、电压、焊接时间和焊枪位置外，可进行碳当量试验、熔深试验、焊缝、熔合区和热影响区的硬度试验和金相试验。d)剪力钉焊接前，应除去锈蚀、油污、水份及其它不利于焊接的物质。焊接瓷环使用前在 150的烤炉中烘干 2 小时。钢梁上翼缘应处在平焊位置，焊接部位应打磨清理，范围大于2 倍剪力钉直径。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 17 页e)
23、剪力钉施焊时，与钢板要保持垂直，焊枪保持稳定不动，直至焊接金属完全固化。f)剪力钉焊接程序原则上从翼缘长度方向中心逐渐向两边展开，接地导线尽可能对称于被焊杆件。g)对焊接剪力钉的质量检验应包括外观检查和锤击弯曲检验。h)外观检查应观察剪力钉的熔化长度、焊缝饱满度、焊缝宽度、高度以及剪力钉与底金属结合程度。以Hwm、Hwmin分别代表焊缝沿剪力钉轴线方向的平均高度和最小高度， Dw、D 分别代表焊缝的平均直径和剪力钉直径，则应满足：Hwm0.2D；Hwmin0.15D；Dw1.25D，方为合格。i) 焊接剪力钉时，每日每台班开始焊接前或更换一种焊接条件时都必须按规定的焊接工艺试焊两个剪力钉，进行
24、30弯曲试验，即用锤击或套筒把剪力钉从原来轴线弯曲30，其焊缝和热影响区没有肉眼可见的裂缝为合格，假设有一个破坏应重新焊两个进行试验，假设仍不合要求， 应调整焊接工艺参数重新试焊，直到合格为止。 假设试验的剪力钉未发现破坏现象，则该钉可保留在弯曲位置。j) 剪力钉焊接中，对没有获得完整360周边焊的剪力钉，可采用小直径低氢焊条进行补焊。补焊时要求预热温度5080，焊缝长度至少应在缺焊处每端扩出 10mm，补焊焊脚尺寸6mm，缺陷长度 90或其他不合格的剪力钉应从构件上拆除。6.6.8焊缝检验1) 焊缝外观检查：所有焊缝均应进行外观检查，焊缝不得有裂纹、夹渣、未熔合、未填满以及其它超出标准要求的
25、缺陷。2) 按钢结构工程施工及验收标准 GBJ205规定，在生产中要焊接一定数量的产品试板， 试板检验合格后， 方可进行此批件的焊接， 以此验证焊接工艺，监控实际生产中的焊接质量。3) 焊缝内部质量无损检验： 焊缝无损检验必须在焊后小时后进行，焊缝应按下表规定进行无损检验。焊缝类别适用范围检验方法及范围外观超声波探伤射 线 探 伤精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 17 页盖板、底板、腹板横向对接焊缝全部100每 10条焊缝抽探1 条， 每条探两端250300mm设计人员指定具体部件 。受拉区盖、底板与腹板角焊缝全部100
26、受压区盖、底板与腹板角焊缝全部100底板纵向对接焊缝全部两端各 1m 7.预拼装及涂装7.1预拼装7.1.1 预拼装及投钻孔方案根据该桥的现场工况及设计架设方案，拟采用下述预拼装工艺方法：1厂内拼装单元：梁段 A梁段 B梁段 C，拼装最大长度 82m，拼装轮次 6轮；制作段 D制作段 E，拼装最大长度56.5m，拼装轮次 6 轮。2 钻孔方案：梁段 B 和梁段 D 的所有连接孔在整体组装前划线卡样板钻制，梁段 A、C、E 底板孔在整体组装前划线卡样板钻制，其中制作段C 为合拢段在靠近制作段D 端底板不出孔并预留100mm现场配切量。3厂内拼装单元在线形调整合格后用拼接板投钻梁段接口连接孔，之后
27、划线组装制作垫板， 划线时要划出梁段C 的理论切头线用用样冲做好标记。4梁段 C、D 接口连接孔在现场测量合拢长度配切后用栓合在D 梁段上的拼接板现场投制。测量合拢长度时应以B、D 梁段的连接孔为基准。7.1.2 预拼装工艺说明1参与预拼装的梁段必须是单箱检验合格的梁段。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 17 页2预拼装时，要设置足够的支承使钢梁处于不受重力影响的状态下。预拼装所用的临时支架应有足够的承载能力、刚度和作业空间， 与钢梁接触部位能起顶和滑移。3试装用螺栓必须使板层密贴，各连接点的冲钉不得少于栓孔总数的15%
28、，螺栓不得少于栓孔总数的25%。4调整桥梁线形、几何尺寸等各项指标满足标准要求并经专检合格后方可投钻各连接孔。7.2. 外表处理及涂装成品涂装前进行二次除锈，采用无气喷涂技术，确保涂层质量。栓孔处涂层采取防护措施，保证栓接面不受污染。1）成品钢梁外表进行喷砂抛丸处理，且必须将外表油污、氧化皮和浮锈以及其它杂物清除干净，除锈后的钢外表清净度等级应到达涂装前钢材外表锈蚀等级和除锈等级GB8923-88标准规定的 Sa2.5级，外观相当于该标准规定的 ASa2.5、BSa2.5 、CSa2.5 。2）高强度螺栓栓合面抛丸除锈后喷涂无机富锌漆，出厂时的抗滑移系数不小于0.55，现场安装时不低于0.45。3）涂装应在梁段检验合格，并且外表处理到达规定要求后方可进行。涂装过程中涂装环境及工具设备应满足涂料说明书的要求。涂装作业严格按涂装施工工艺和涂料说明书的要求进行。涂装过程要经常测量，以控制涂层厚度。施工过程中补涂油漆也应严格遵守涂装工艺。涂装过程中不允许有漏涂以及明显的流挂橘皮等缺陷。9 梁段涂装完成后，对高强度螺栓栓合面进行包装，防止受潮划伤。并按设计图编号，结合公司施工图进行杆号喷涂标识，标识位置放在钢梁腹板非连接部位且醒目位置。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 17 页