钢箱梁施工组织设计.docx
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钢箱梁施工组织设计
第一节:
工程概况……………………………………………………………4
1.公司简介……………………………………………………………………………………………4
2.工程概述……………………………………………………………………………………………4
3.施工程序……………………………………………………………………………………………4
第二节:
钢箱梁总体制作工艺………………………………………………6
1.工艺标准…………………………………………………………………………………………6
2.钢结构制作………………………………………………………………………………………6
3.精度控制措施……………………………………………………………………………………15
4.检查、验收………………………………………………………………………………………18
5.竣工资料…………………………………………………………………………………………20
第三节:
钢箱梁焊接施工工艺………………………………………………21
1.说明………………………………………………………………………………………………21
2.焊接方法及焊接材料……………………………………………………………………………21
3.一般工艺要求……………………………………………………………………………………22
4.CO2气体保护焊单面焊双面成型工艺…………………………………………………………26
5.全熔透焊缝位置…………………………………………………………………………………27
6.焊接规范…………………………………………………………………………………………28
7.坡口形式…………………………………………………………………………………………28
8.焊接检验…………………………………………………………………………………………30
第四节:
钢箱梁焊接工艺评定方案…………………………………………33
1.概述………………………………………………………………………………………………33
2.焊接工艺评定试验项目目录清单………………………………………………………………33
3.焊接工艺评定方案………………………………………………………………………………33
4.检验内容…………………………………………………………………………………………40
第五节:
涂装方案……………………………………………………………42
1.油漆配套方案……………………………………………………………………………………42
2.钢材表面处理……………………………………………………………………………………42
3.油漆………………………………………………………………………………………………43
4.涂层检验…………………………………………………………………………………………45
第六节:
运输方案……………………………………………………………47
1.钢箱梁装运工具及运输日期……………………………………………………………………47
2.前期准备工作……………………………………………………………………………………47
3.运输路线…………………………………………………………………………………………48
4.运输过程控制……………………………………………………………………………………48
5.特别事项…………………………………………………………………………………………49
第七节:
钢箱梁吊装…………………………………………………………50
1.临时支墩结构形式………………………………………………………………………………50
2.施工工艺…………………………………………………………………………………………51
3.临时支墩的技术要求……………………………………………………………………………52
4.吊装和拼装………………………………………………………………………………………54
5.安全计算…………………………………………………………………………………………57
第八节:
质量保证大纲………………………………………………………58
1.引言………………………………………………………………………………………………58
2.工程质量目标……………………………………………………………………………………58
3.质量标准…………………………………………………………………………………………58
4.质量保证与控制…………………………………………………………………………………59
第九节:
安全文明施工方案…………………………………………………63
1.引言………………………………………………………………………………………………63
2.健全组织机构……………………………………………………………………………………63
3.实行重点控制管理制度…………………………………………………………………………63
第十节:
劳动力和设备资源………………………………………………67
1.本工程投入的劳动力情况………………………………………………………………………67
2.设备及场地投入…………………………………………………………………………………67
第十一节:
项目组织机构及人员……………………………………………72
第十二节:
附图………………………………………………………………73
附图1:
广佛放射线A6.4标段钢箱梁总平面布置图……………………………………………………73
附图2:
分段划分图………………………………………………………………………………………73
附图1:
广佛放射线A6.4标段钢箱梁吊装平面布置图…………………………………………………73
附表1:
施工进度计划表…………………………………………………………………………………73
附表2:
150吨汽车吊额定总起重量表…………………………………………………………………73
第一节工程概况
1.公司简介
中铁十六局为大型工程建造企业,钢箱梁的制作单位为广州市锐宇钢结构有限公司,本公司为新兴的钢结构企业,生产场地位于东莞沙田工业区,占地面积约50000平方米,其中室内装焊面积达8000平方米;室外大型吊机可覆盖的露天区域:
10000平方米;钢结构下料加工车间5000平方米。
适用于大型钢结构内场制作,不受气候影响。
2.工程概述
广州广佛出口放射线A6.4标跨广茂铁路段和芳村大道段为钢砼叠合梁结构。
其中C15~C18轴为26m+38m+26m三跨一联连续钢结构箱梁,主跨38m(C16~C17轴)横跨广茂铁路,桥宽为9.7m,单室箱梁结构,总重量约为330吨。
C23~C26轴为28m+40m+28m三跨一联连续钢结构箱梁,主跨40m横跨芳村大道,桥宽由9.555m逐渐变窄8.517m,单室箱梁结构,总重量约为366吨。
2.施工程序
2.1生产准备程序
2.2主要生产流程
第二节钢箱梁总体制作方案
1.工艺标准
钢箱梁的加工、制造、安装、防腐、检查、验收等严格按照《铁路钢桥
2.钢结构制作
钢结构的制作要满足图纸和技术规范要求,整个过程包括材料的采购及复验,焊接工艺评定,分段划分,钢材预处理,放样、下料、加工,分段制造,内场分段吊运、翻身,二次除锈、涂装、工厂预组装等过程。
具体如下:
2.1材料采购及复验
钢箱梁结构主要采用Q345C和Q235B两种钢材。
钢箱梁制造所用材料必须要符合设计文件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,复验合格方能使用。
具体按照《铁路钢桥制造规范》(TB10212—98)和《钢结构工程施工质量验收规范》执行。
2.1.1钢材及复验:
Ø钢厂提供的材质证书必须包括以下内容:
炉批号、机械性能、化学成份。
Ø钢材到厂后,应按同一厂家、材质、板厚、出厂状态每10个炉(批)号抽验一组试件;检查内容覆盖钢厂所提供钢材质量证明书中的内容。
Ø钢材表面质量:
当钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时,其深度不得大于0.6mm,如果缺陷深度大于板厚的20℅、面积超过板面的2℅,则要换板。
2.1.2焊接材料及检验:
Q345C之间的焊接材料选用H10Mn2(埋弧自动焊)、J507(手工电弧焊)、三英(CO2焊),Q235B(及与Q345C)的焊接材料选用H10Mn2(埋弧自动焊)、J507(手工电弧焊)、三英(CO2焊),焊接材料应具有生产厂家的出厂质量证书,工厂按规定对焊接材料进行抽查检验。
2.1.3涂装材料:
涂装材料必须具有产品质量证书以及有效期限,具体详见涂装方案;本工程防腐是25年期。
2.2分段划分
根据钢箱梁结构特点和现场地形、地貌的要求及设计院图纸进行钢箱梁分块:
C15~C18轴钢箱梁沿纵向分为5个纵箱梁分段,箱梁分段横向又划分为箱体分段和左右两边现场散装翼板分段;C23~C26轴钢箱梁沿纵向划分为5个纵箱梁分段,箱梁分段横向又划分为箱体分段和左右两边现场散装翼板分段。
各钢箱梁分段详见附图二分段划分图2.1~2.2,各主要立体分段的重量如下表所示:
2.2.1C15~C18轴钢箱梁,以F代替
吊装单元编号
位置
长度(m)
重量(t)
吊高(m)
FⅠ
15~16轴靠15轴箱体
19.5
46.6
18.0
FⅡ
15~16轴靠16轴箱体
16
42.2
18.0
FⅢ
16~17轴箱体
19
45.8
18.0
FⅣ
17~18轴靠17轴箱体
16
42.2
16.2
FⅤ
17~18轴靠18轴箱体
19.5
46.6
15.2
2.2.2C23~C26轴钢箱梁,以F代替
吊装单元编号
位置
长度(m)
重量(t)
吊高(m)
FⅥ
23~24轴靠23轴箱体
19.5
53.6
12.0
FⅦ
23~24轴靠24轴箱体
19
54.2
12.0
FⅧ
24~25轴箱体
19
50.5
11.4
FⅨ
25~26轴靠25轴箱体
19
54.0
10.2
FⅩ
25~26轴靠26轴箱体
19.5
53.1
10.2
本工程钢箱梁分段划分出现如下特点:
超长、超宽、件多(最长19.5m、最宽5.1m);相当部分单件重量最大(54.2吨)。
2.3钢材预处理
钢材表面预处理打砂除锈达Sa2.5级,清洁后喷涂车间底漆一道,涂层厚度为20μm(具体油涂配套见涂装方案)。
2.4放样、下料、加工
2.4.1放样:
2.4.1.1放样根据设计施工图、分段划分图和工艺要求进行。
钢箱梁的放样工作全部采用1:
1电脑放样;钢箱梁内部横向加劲肋提供数控切割软盘。
2.4.1.2钢箱梁的腹板与顶、底板垂直,横向结构垂直于水平面。
2.4.1.3余量和焊接收缩补偿量的加放:
a)钢箱梁纵向结构每米要加放1mm的焊接收缩补偿量。
b)分段纵向合拢口在先吊装分段口处制作时留50mm的余量,在工厂内进行预组装后再切割余量,外场尽量无余量装配。
2.4.1.4钢箱梁排板时可以采用T形焊缝或十字焊缝,但是两T形焊缝交点间距不应小于10倍板厚。
相邻焊缝应错开,错开最小距离应符合下图的规定:
2.4.1.5放样提供分段制作所需的号料草图、套料图册等。
套料图册上应有炉(批)号、材质及板材规格记录栏。
2.4.2号料
2.4.2.1号料前检查钢材的牌号、规格和表面质量(双面检查),合格后方可进行号料,号料外形尺寸允许偏差为±1mm。
2.4.2.2零、部件的预留余量按号料草图的要求留放;如为气割分离时,应安钢板厚度及切割方法予留切割余量,一般为2~3mm。
2.4.2.3材料跟踪:
1钢材预处理前按顺序记录钢板标识:
材质、炉(批)号及规格,并依次转录至预处理后的钢板上;
2号料后将钢板上标识记录在套料图册上,数控切割的钢板由专人记录,收集整理后妥善保存;
3余料应标明钢材材质、炉(批)号,以免用错。
2.4.3零件分离和加工
2.4.3.1切割:
1零件分离优先采用数控切割:
本工程内部横向加劲肋结构全部采用数控切割;其它均采用半自动机切割;不允许剪切和手工切割。
2切割面质量要满足下表要求,且切割面硬度不超过HV350。
项目
2级
备注
表面粗糙度
50μm
崩坑
1m长度内容许有1处1mm
超限应修补,按焊接有关规定
塌角
圆角半径≤0.5mm
切割
≤0.05t,且不大于2.0mm
t为钢板厚度
3零件分离后要对变形进行矫直、矫平,零件矫正要求如下:
项目
允许偏差(mm)
钢板平面度
每米
1.0
钢板直线度
L≤8m
3.0
L>8m
4.0
型钢直线度
每米
0.5
2.4.3.2加工:
1坡口加工:
坡口采用半自动切割,坡口尺寸及允许偏差由焊接工艺确定,并且坡口角度不得影响焊接施工。
2零件自由边须打磨圆角R1~2mm。
3零件加工尺寸允许偏差如下:
简图
项目
允许偏差(mm)
名称
范围
盖板
长度
+2.0,0
宽度
+2.0,0
腹板
长度
+2.0,-1.0
宽度
+2.0,-1.0
隔板
宽B
+0.5
0
高H
+0.5
-0.5
对角线差
<1.0
垂直度
≤H/2000
缺口定位尺寸
b
+2.0
h
0
横肋
高h1
(长L)
±0.5
(0,2.0)
缺口定位
尺寸(h2)
0
0.2
2.5分段制造
2.5.1胎架制造:
2.5.1.1所有分段均以顶板为基准倒装。
2.5.1.2胎架在通用框架平台或型钢平台上制作,胎架尽量简易但要保证有足够的刚性和强度;
2.5.1.3胎架线型要全面考虑桥面的纵向竖曲线并要加上预拱度值。
2.5.2分段制造:
2.5.2.1划线要求:
按图纸开出分段的中心线和检验线并根据其划出各纵横构件安装线,纵向按每米加放1mm的焊接收缩余量。
2.5.2.2部件装焊:
把横向强加劲肋等在平台上先装焊成部件,焊后矫正变形。
2.5.2.3拼板:
钢板直接上胎架拼接,焊接使用埋弧自动焊,焊接前磨掉坡口及其周围30mm范围内的铁锈、油漆等。
2.5.2.4平面分段装焊:
1箱梁顶板平面分段在倒装胎架上制作;底板平面分段在通用水平框架上制作。
2平面分段的装焊采用分离式装配法:
先装配好纵肋,再安装横向加劲肋,强加劲肋仅在顶板平面分段上安装,在安装纵肋时要特别复查各分段口伸出和缩入尺寸。
3为便于箱形梁分段的组装,腹板直接在箱形梁组装时散装;腹板在装配时应注意腹板坡口的方向性。
4平面分段的焊接按《焊接工艺》执行。
2.5.3箱形梁分段组装:
1顶板平面分段装焊后不脱胎,检查平面分段与胎架的中心线、水平线是否有变,如有差异要通知工艺员来处理,待处理完毕后才能转入下道工序(正装时为底板平面分段)。
2将左、右腹板分别吊上顶板平面分段,对齐分段对合线和装配线(特别注意腹板与顶底板的伸出和缩入情况),并做好临时加强。
3吊装底板平面分段,对齐分段对合线和中心线,调整左、右腹板垂直度以及腹板的高度并做好加强。
4安装腹板上散装竖向加劲肋和其它散装件,并检查组合的完整性和正确性。
5按焊接工艺的要求施焊(具体见焊接工艺)。
2.5.4其它:
1分段制作过程中必须作出分段中心线、十字线等定位基准线,并打上标记。
2所有分段要做好标识,包括分段的编号、方向等;尤其注意结构相似而不能互换的分段。
3所有分段必须经过矫正,经检验合格后方能发运。
2.6分段吊运、翻身
先通过工艺计算准确定出吊码位置,并以分段重量来选定合适的钢丝绳和吊码等,翻身吊码要安装4个且为2个吊码能承受到整个分段的重量;翻身吊码纵向间距要求控制在8米~10米之间;分段重量较大时选用3台汽车吊来翻身,翻身步骤如下:
1先用150吨履带移动吊机把分段从胎架上吊运到翻身场地;
2其余2台50吨汽车吊就位,接着用150吨履带移动吊机单边2个吊码提起分段并起升到5m左右;
3另外2台吊机分别挂钢丝绳,1台吊机为一个吊码;
42台吊机缓慢起钩,同时150吨吊机缓慢松钩,待分段为水平状态时同时松钩。
如下所示:
2.7二次除锈、涂装
防腐涂装设计方案的保质期为25年期,具体见涂装方案。
2.8分段预组装
所有分段出厂前都要经过预组装,预组装按照两轴号间钢箱梁分为几大部分进行。
为了保证预组装时的状态为现场吊装时的状态,需要精确制作预组装胎架并在现场全面复查两轴号之间的实际距离,预装过程中切除分段余量并处理坡口,确保所有分段无余量出厂。
3.精度控制措施
钢箱梁质量一个重要方面是建造的精度,精度控制工作贯穿于建造工作的全过程,必须在每一工序中严格把关,层层落实,确保完工精度。
具体如下:
3.1放样、下料、加工
放样全部采用1:
1电脑放样,保证放样精度;
下料零件分离内部加劲肋全部采用数控切割,其余为半自动切割,保证零件精度;
零件加工时提供加工样板,保证加工精度。
3.2分段制作
3.2.1制作胎架
先用全站仪放出分段检验线,确保分段线型的准确性;制作胎架时,要充分考虑分段的纵坡、横坡和预拱度。
3.2.2分段装配
装配过程必须严格在胎架进行,不得随意更改胎架线型,横向加劲肋全部实行无余量装配,能有效的控制箱梁的高度和挠度,提高装配精度。
3.2.3分段焊接
采用CO2自动气保焊等焊接方法,减少焊接收缩;
采取对称施焊、阶段施焊等办法控制焊接变形;
在分段周围设置监测点(设标尺),监测分段的扭曲、翘曲变形,如有不妥,及时修改焊接顺序,控制焊接变形;
具体焊接方法见焊接工艺要求。
3.2.4分段矫正
焊接变形如有超差,须进行火工矫正,火工矫正时严禁下水,火工矫正时温度要控制在800℃以下,必要时采取一些外力辅助,如加压铁等;如分段要进行火工矫正时要在工艺人员的指导下进行。
3.2.5分段预组装
预组装前用同一台全站仪放出各部分的地样,确保各轴线的准确性,然后制作预组装胎架,胎架同样考虑纵坡和预拱度。
进行分段预组装,分段轴线要与地样重合,组装过程中切除分段余量,保证现场的安装精度,对预组装过程中发现的误差要及时处理,保证精度满足公差要求。
3.3分段运输
分段在运输过程中要用方木垫平稳,避免分段受力不均匀,防止分段在运输过程中变形。
3.4现场拼装
3.4.1放线
用同一台全站仪在现场放出钢箱梁的中心线和各轴线,作为分段吊装定位的参照基准,要确保每一轴线相对位置精确,而且划线位置必须牢固,保证各定位线在施工过程中不发生偏差;
3.4.2建立监测网
在现场建立一个完善的监测网,严密监测所有分段在定位、焊接过程中的位置变化,并根据现场实际情况进行控制。
3.4.3吊装定位
分段定位时要确保准线重合,然后与支墩架钢性固定,合拢口适当加排板加强,减少焊接的收缩变形。
3.4.4焊接控制
制订合理的焊接顺序,采取对称施焊、阶段施焊等办法控制焊接变形,
采用CO2自动气保焊等焊接方法,减少焊接收缩;
严密监测所有分段轴线在焊接过程中的位置变化,并根据现场实际情况进行控制,必要时采取调整焊接顺序甚至开刀返工的手段。
4.检查、验收
在生产的全过程都要进行过程质量控制,检查、验收等严格按照《铁路钢桥制造规范》和《钢结构的加工、检查验收暂行技术规定》执行,而且公司还编制相应的文件。
4.1焊接箱形梁的装配公差:
类别
简图
项目
允许偏差
焊
接
梁
对接
高低差
t≥25
△≤1
t<25
△<0.5
对接间隙b
+1、0
宽度B
+1、0
高度H
有水平拼接时
±1.0
盖板中线与
腹板中线的偏差
△≤1.0
悬挑梁
高度H
+1.5、0
墩顶连接纵横梁
+1.5、0
无孔两竖板中心线偏移
△≤2.0
拼装缝隙
△≤0.5
拼装缝隙
△≤0.5
盖板倾斜
△≤0.5
加劲肋间距S
±1.0
(有横向联结关系者)
±3.0
(无横向联接关系者)
腹板的局部平面度
△<1.0
磨光顶紧
缝隙
<0.2
4.2组装焊接区必须彻底清除铁锈、氧化铁皮、油污、水分、显露出钢材金属光泽。
清除范围如下图。
4.3焊缝检验:
焊缝检验具体见焊接工艺要求。
5.竣工资料
在制作过程中收集保存各种质量验收资料。
在制作过程中,按广佛项目规定的表格形式填写QC检查记录,并保存好施工中的各种文件资料,为竣工资料的提交作好充分的准备工作。
竣工资料包括:
1)钢结构工程竣工图的设计文件;
2)安装过程中形成的与工程技术有关的文件;
3)安装所采用的钢材、焊接材料以及涂料等材质的质量;
4)证明书或试验、复验报告;
5)本公司制作构件的出厂合格证;
6)焊接工艺评定报告;
7)焊接质量检查报告;
8)隐蔽工程验收记录;
9)结构安装检测记录及安装质量评定资料;
10)钢结构安装后涂装检测资料;
11)业主或监理所提供的资料。
第三节焊接施工工艺
1.说明
1.1本工艺适用于广佛出口放射线A6.4标跨广茂铁路段和跨芳村大道段钢箱梁的焊接施工。
1.2本工艺主要按照《桥梁焊接规范》(AWSD1.5-88)、TB10212—98《铁路钢桥制造规范》及有关图纸的技术要求,结合工厂的实际生产情况编制而成。
1.3钢箱梁的顶、底、腹板及轴横梁部份横隔板等主受力构件采用Q345C,内部次要加强板选用Q345C和Q235B。
Q345C为低合金高强钢,焊接时容易产生淬硬组织和冷裂纹,为保证接头的机械性能,要求采用低氢焊条,焊条和焊剂在焊接前严格烘干,焊接前应严格清除油污、铁锈、水分等会影响焊接质量的杂质。
1.4艺评定。
所有应用在本工程的焊接材料、方法和焊接规范必须通过焊接工艺评定试验合格后方可使用。
2.焊接方法及焊接材料
2.1埋弧自动焊
2.1.1使用范围:
主要用于内场顶、底板拼板缝的焊接以及外场合拢的顶板平直焊缝的对接。
2.1.2焊接材料:
埋弧焊丝:
H10Mn2(φ4.0、φ5.0);焊剂:
SJ101。
2.1.3焊剂在使用前须经烘焙,烘焙温度350℃,然后保温2小时,再缓冷到100℃待用。
从烘箱中取出的焊剂应在4小时内用完,剩余的焊剂须重新烘焙。
2.2手工电弧焊
2.2.1使用范围:
在本工程中主要用于点焊处理。
2.2.2焊接材料:
焊条:
J507(E5015)(φ3.2、φ4.0、φ5.0);
2.2.3焊条在使用前,须将焊条放置于温度不高于100℃的烘箱中,然后加热到350℃,保温2小时,断电后随炉冷却到100℃,再转炉到恒温箱中,随用随取。
从烘箱中取出的焊条应在4小时内用完,剩余的焊剂须重新烘焙。
严禁将焊条骤冷骤热,以防止焊条药皮脱落。
2.3CO2气体保护焊
2.3.1使用范围:
CO2气体保护焊可以使用于所有部位的焊接,包括对接缝的陶瓷衬垫单面焊双面成型的焊缝中,但主结构的角焊缝(如箱梁腹板与帽梁的角焊缝、翼梁腹板与箱体腹板的角焊缝等)不允许采用下行焊。
2.3.2焊接材料
焊丝:
三英
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