钢箱梁桥施工方案培训资料.doc

钢箱梁桥施工方案培训资料

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2020年5月29日
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施工组织设计方案
1.总体施工组织布置及规划
1.1工程概况
1.1.1工程简介
该桥梁位于合浦工业大道里程K4+427.235处,为跨越现有铁道及规划铁道而设,桥梁起点位于道路里程K4+394.735处,桥梁终点位于道路里程K4+461.735处,是一跨L=45米钢-混凝土组合梁桥,桥梁总长度67米,总宽度57米,其断面组合为4(人行道)+7(轻型车道)+0.5(分隔带)+15.5(机动车道)+3(分隔带)+15.5(机动车道)+0.5(分隔带)+7(轻型车道)+4(人行道)=57(米),因此,设计将桥梁以中心线分为独立的两幅,桥梁上部结构及下部结构完全分开,按组合梁的布置为依据,上部结构结构组合梁中间断开0.4米,下部结构桥台中间预留2厘米的沉降缝。
1.1.2主要技术标准
(1)设计荷载:城—A级,人群3.5千牛/平方米。
(2)地震烈度:6度,基本地震加速度0.05g;抗震设防烈度:7度。
(3)设计基准期:1 。
(4)桥下净空:8.7米。
(5)安全等级:一级。
(6)桥面总宽度:57米。
1.1.3建设项目所在地区特征
1.1.3.1自然特征、地质情况
合浦工业大道跨铁路立交桥主线里程中心桩号为K4+427.235,垂直跨过合浦-北海铁路。桥位区地处冲、洪积平原的剥蚀残丘部位,现为林地,地形起伏不大,测得钻孔地面高程为28.49～30.15m。
本次勘察查明,钻探深度内主要分布有第四系中统北海组(Q2bal+bl)高液限粘土质中砂、低液限粘土质粗砂、含细粒土粗砾砂及湛江组(Q1Zal)粘土等,未见基岩。现从上往下描述:
(1)高液限粘土质中砂③:棕红色,成分主要是石英质中、粗砂及粘性土,湿,可塑状-松散状,无光泽反应,无摇振反应,干强度低,韧性低,下部含粗砂增多,呈厚层状,整个场地均有分布,层厚4.00～10.50m,平均7.22m,与下伏地层岩性界线不明显。
(2)低液限粘土质粗砂④:黄、土黄色,由粘性土及粗砂组成,混少量砾砂及中细砂,稍密状,稍湿,干土强度低,无摇振反应,为中压缩性土。各钻孔均见到;层厚0.80～2.50m,平均1.47m。与下伏地层岩性界线不明显。
(3)粗砾砂⑤:浅灰白、浅黄杂色,湿～饱和,稍～中密状,成分以石英质粗、砾颗粒为主,平均粒径d50=0.85,粒径以0.5～2.0mm者居多,其次为砾及圆砾约占30%,粘粒约占14%;不均匀系数Cu=32.9,曲率系数Cc=1.66,颗粒级配良好,粗颗粒呈次磨圆状,厚度变化大,为12.40～19.00m不等,整个场地均有分布,与下伏地层岩性界线明显。该层中局部夹约0.5m厚含细砂粘土透镜体⑤1(灰白黄色、呈条带可塑状),在底有10厘米厚含铁质圆砾层分布。
(4)高液限粘土⑨:上部浅黄红、下部黄白色,主要成分为高岭土,局部混细砂、中砂,干土强度中等-较高,厚层状,湿、硬塑状,局部可塑,揭露最小厚度7.30m,最大厚度12.30m,该层未钻穿。整个场地均有分布。1.1.3.2气象及水文概况
沿线属亚热带湿润季风气候,直接承受印度洋及太平洋水汽补充。其气候特点是温暖湿润,雨量充沛,夏季长而炎热,冬季短偶有奇寒,有明显的干湿两季之分。每年4月至8月为雨季,9月至次年3月为旱季。夏季易涝,春秋易旱。本线气候对施工影响不大,全年均可施工。
根据现场调查及区域水文地质资料,场地地下水类型主要为基岩裂隙水,赋存于基岩的风化裂隙中,接受大气降水及侧向地下水的补给,由地势高处向低洼处径流,富水弱～中等,具弱承压性。
1.1.3.3交通运输
项目所在地为合浦工业大道,当地市政道路交通发达,有道路可通达项目所在地,为本工程的材料运输提供了方便。
1.1.3.4当地建筑材料分布情况
(1)砂、砂卵石
合浦县近分布有较多砂场,其产量及质量均可满足本工程施工需要。
(2)工程用石料
项目附近有石场,其质量可满足本工程的需要。
(3)钢材、水泥等其它材料
钢材、水泥等材料均可在合浦市内购买。产量及质量均可满足本项目建设的需要,采用汽车运输。
1.1.3.5沿线水、电、燃料等可资利用的情况
工程用水:本工程就近引入附近村庄水源。
施工用电:施工场地附近有高压电源,采取安装变压器接电。
燃料:根据实地调查,汽油、柴油在附近有加油站,能够就近解决。
1.1.4主要工程数量
序号
工程名称
单位
数量
1
基坑挖土方
立方米
14400
2
基坑填土方
立方米
12800
3
桥面铺装C50防水混凝土
立方米
199.59
4
桥面铺装C50微膨胀混凝土
立方米
419.8
5
台帽及搭板等C30混凝土
立方米
616
6
基础及台身C25混凝土
立方米
11209.9
7
R235钢筋
千克
24034.5
8
HRB335钢筋
千克
261041.3
9
D6冷轧带钢筋
千克
8807.1
10
箱梁Q345qe钢材
千克
1085054
11
箱梁Q235qe钢材
千克
228787.9
12
栓钉ML-15
个
11371
13
支座GJZ(300×500)
套
28
14
支座GJZF4(300×500)
套
28
15
D60伸缩缝
米
92
16
人行道铺装花岗岩
平方米
302
17
防抛网
米
134.4

1.2施工组织机构及管理职责
1.2.1施工组织机构
施工组织机构图见下图。
计划财务部

安质环保部
工程管理部
物资设备部

综合办公室
项目经理
项目副经理
项目总工
钢结构施工队

附属施工队

桥台施工队

施工组织机构图
为了加强建设项目管理、全面履行合同、控制建设投资,确保工程建设工期、质量、安全、保护生态环境,全面实现建设目标,针对本工程的意义和特点,按照项目法施工组建项目经理部,承担本项目的施工任务。项目经理部位置设在工点附近的村庄内,租用当地的闲置房屋。
项目经理部主要工程技术和管理人员选派抽调具有丰富的钢结构施工经验、专业技术能力强、综合素质高,曾参与过钢结构施工任务的工程技术和管理人员。
1.2.2管理职责
项目经理部及职能部门的管理职责见”管理职责表”。
管 理 职 责 表
序号
岗位部门
管 理 职 责
一
项目
经理部
代表企业对本工程实施组织、指挥、协调与监控,处理一切与本工程相关的事务,对建设单位全面负责。
二
项目
经理
在有关本工程的实施、完成与缺陷修复等方面执行与此有关的事务。
对本工程安全、质量、工期、环境保护、水土保持、劳动卫生等工作负责。
以人为本、协调发展,做好本工程的建设。
三
项目
副经理
项目副经理协助项目经理管理施工生产。在施工中严把安全质量生产关,抓好施工中安全质量工作,把安全质量责任落实到位;抓好施工生产计划的落实,处理施工中出现的具体问题;并负责处理现场的一些日常工作。
四
项目总工程师
对工程质量、施工技术、计量测试等负技术责任,带领并指导所有技术人员开展扎实有效的技术管理工作;提出并贯彻改进工程质量的技术措施。
负责组织图纸会审,组织重大技术方案的审查,组织对施工组织设计的审查及批准,负责质量计划的编制,检测标准方案的制定。
负责新技术、新工艺、新设备、新材料及先进科技成果的推广和应用。具体负责组织对本工程项目施工方案、施工组织设计及质量计划进行编制及批准后的实施。对施工中出现的质量通病及其纠正、预防措施进行审核。
负责本工程项目的验工计价。
对本工程的环境保护、劳动保护和安全生产的技术工作负责,结合本工程的作业环境和施工特点,科学周密地制定并下达安全生产的技术方案、劳动保护措施和环境保护的具体措施,并认真贯彻落实。
五
项目经理部各职能部门职责
1
工程管理部
负责施工技术工作;编制实施性施工组织设计和施工方案;对测量控制室进行指导并检查工作。负责对设计图纸进行核对、技术交底、过程监控,解决施工技术疑难问题;负责编制竣工资料和进行技术总结,组织实施工程竣工后保修和后期服务;组织推广应用”四新”技术,开发新成果。按照合同规定,与业主协作配合,协调各工区做好与其它各承包单位、前后专业工序之间的联系与配合。
测量控制室负责控制测量、放线定位测量和对工程进行复核、检查及其它抽查性测量工作。负责测量桩橛的交接;根据建设单位和设计部门给定的控制点,布置施工阶段的测量控制网;负责实施竣工测量,并按规定做好相关的测量记录。
实验室负责本项目检验、试验、交验,按检验评定标准对施工过程实施监督并对检验结果负责。指导工地试验室做好现场各种原材料试件和混凝土试件的样品采集。审批各种混和料的施工配合比等试验数据。负责现场各种原材料试件和混凝土试件的测试、检验及质量记录。根据现场试验资料,提出各种混和料的施工配合比等试验数据,作好资料整理及分析。
2
安质环保部
依据安全目标制定本项目的安全管理规划,负责安全综合管理,编制和呈报安全计划、安全技术方案等具体的安全措施,并认真贯彻落实。
组织定期安全检查和安全抽查,发现事故隐患,及时监督整改。负责安全检查督促,对危险源提出预防措施,制定救险预案。定期组织对所有参建员工进行安全教育。
依据质量方针和质量目标,制定质量管理规划,负责质量综合管理,行使质量监察职能。按照质量检验评定标准,对本项目全部工程质量进行检查指导;负责全面质量管理,指导工程项目的QC小组活动,对试验技术工作进行指导。
负责在本项目组织贯彻GB/T19001— 标准。
负责环境保护和水土保持。健全环境保护责任体系。依据国家、省及当地环保部门的有关规定,针对本工程环境特点,制定具体详细的环保、水保规划与措施,并督促各工区抓好贯彻落实,确保施工不对当地环境造成任何损害。负责本项目施工过程中的文物保护工作。
3
物资设备部
根据工程特点及工程量完成设备物资采购和管理,并制定本项目的设备物资管理办法。
联系厂家完成重大型机械设备的操作与维修保养培训工作,检查指导和考核各工区的物资采购和管理工作。
负责本工程全部施工设备的管理工作,制定施工机械、设备管理制度。
根据业主的物资供应方案,积极配合做好”统一采购、集中配送”的物资采购工作,按时上报主要物资申请计划,按招标结果和配送中心的分配数量与中标厂商签订供货合同,在现场进行物资的验收、现场物资信息的反馈。确保施工生产需要。
4
计划财务部
负责公司内部的各成员单位之间的合作事宜及合同的谈判管理,依照合同法负责与各施工队进行劳务合同、内部承包合同的制定、签订和管理。
负责本工程进度目标的分析和论证、编制进度计划、定期跟踪进度计划的执行情况、采取纠偏措施,并根据施工进度计划和工期要求,适时提出计划修正意见报项目经理批准执行。负责验工计价工作,指导各工区开展责任成本核算工作。负责按时向业主报送有关报表和资料。对本工程各工序进行定额测定及分析,适时算出各工序定额并分析各项目定额单价。
负责本工程项目的财务管理、承包合同、成本控制、成本核算工作。参与合同评审,组织开展成本预算、计划、核算、分析、控制、考核工作。
按照财务法负责本工程的资金管理,确保项目建设资金的专款专用。
5
综合办公室
负责处理项目经理部文秘、接待及对外关系协调等工作。设治安人员配合当地公安部门做好本工程的安全保卫工作;设卫生人员负责工地的消毒、员工医疗、事故救治及流行病的预防。

2.主要施工方案及具体施工方法
2.1主要施工方案
2.1.1铁路防护
为了确保铁路行车安全,在桥位处设置铁路防护棚,防护棚采用钢管柱作支墩,采用工字钢、槽钢作纵、横梁及分配梁,最后满铺钢板,以防护施工时物品及工具等坠落,危及行车安全。
因进行防护棚砼基础施工时,需在铁路路基边缘开挖基坑。为了确保铁路行车安全,在进行开挖基坑前,采用横挑纵抬梁法进行线路加固。
2.1.2桥台施工方案
桥台基坑开挖采用机械开挖为主、人工修整的办法进行,遇坚硬岩层则进行小药量松动爆破
台身模板采用整体式大块钢模,减少模板接缝,墩身采用一次立模成型无拉筋技术进行施工;一次性浇注,采用插入式捣固器振捣。模板周围搭设脚手架以作施工平台,墩、台施工脚手架采用钢管脚手架。
桥梁施工混凝土采用合浦县的商品混凝土,混凝土搅拌运输车运输,混凝土输送泵泵送入模,插入式振捣器振捣。
2.1.3钢梁总体施工方案
钢箱制做在具备相应资质条件的工厂加工成各制做段,工厂试拼合格后运倒施工现场进行拼装。即工厂内加工成节段钢梁→运输至工地→工地小节段拼装成大节段→先左幅后右幅依次对称吊装钢箱梁节段→焊接横向接缝。
(1)钢箱梁节段分段
充分考虑钢梁的结构特点和整体受力的合理性,满足设计要求及运输的方便。该桥梁每片钢箱分三段制做,中间段长度17米,两侧段长度14米。每制做段在检验合格并试拼合格后方可运至工地,在1号台后的路基面上进行拼装,采用公路架桥机架设后焊接横向接缝。
(2)钢梁拼装场地
钢梁节段在1号台后的路基面上进行,现场设置节段组拼焊接区、除锈涂装区及钢梁堆码及架桥机拼装区。
由于路基面填土尚未达到标高,在设置钢梁节段拼装场前需采用砾石土填筑至与桥台顶部平齐。共需填筑砾石土16200m3,填筑断面图如下:

(3)钢箱梁节段吊装
整个钢箱梁分成14片,采用DF50/150型架桥机进行架设。每片吊装重量约为95T。
2.1.4其它项目施工方案
其余的栏杆、人行道、防抛网等附属工程严格按照有关施工规范进行施工,施工安排以”见隙插针”的原则进行,即能施工一点,立即进行施工,以确保按照总工期的要求顺利完工交验。
2.2主要工程项目的具体施工方法
2.2.1前期工作及准备
(1)场地征用及平整
协助好业主办理好征地、拆迁手续,把施工场地内的障碍清理完毕。
(2)施工场地防护
用围栏把施工场地与外界隔离,并做出醒目的标志,以确保过往行人和施工的安全,同时也减少施工干扰。
(3)光电缆防护
进行铁路防护棚施工前,用电缆径路探测仪探出既有光、电缆的径路,做好标识,配合铁路有关部门,把既有光、电缆移到安全位置。在工程施工期间,对防护棚施工的光、电缆挖起更换接长,立水泥电杆作架空过渡,临时架空部分以外的光电缆线路埋地敷设,出露部分用分割成两半的钢管包裹起来,防止受到意外损伤。
光电缆防护如下图所示。

待工程施工完毕后,拆除临时架空部分的光电缆线路,将其移设原有位置或铁路部门指定的位置。
2.2.2铁路防护棚施工
按照铁道部<铁路营业线安全管理办法>铁办[ ]190号文的要求,加强了铁路营业线施工管理和施工安全管理。对于跨铁路线进行架梁及施工作业的安全要求极高。在以往的项目施工中,南宁铁路局对于跨营业线施工的方案必须设有防护棚方能经过评审。
下图为跨铁路营业线施工安全防护棚实景图。

为了确保铁路行车安全,在本项目施工中也需在施工位置处设置铁路防护棚,防护棚采用钢管柱作支墩,采用工字钢、槽钢作纵、横梁及分配梁,最后满铺厚度为6mm钢板,以防护施工时物品及工具等坠落而危及行车安全。棚架内侧及顶部下边缘要满足铁路限界要求,按铁路局有关规定,防护棚长度为作业范围每侧外伸5m,则本项目防护棚设置长需为69m。
根据本项目现场实际情况,且防护棚基础施工要避开信号灯,拟采用的防护棚结构及横断面图如下。

棚架立面结构图
钢管柱支墩采用壁厚大于1.0cm的钢板焊接管,直径Φ630mm。设置2排间距2.5m的支墩,每排27根立柱。同排钢管柱间采用[14a槽钢作菱形联系梁,支墩基础采用C20砼条形基础,条形基础长69m,支墩基础断面为1.5m×1.5m。基础顶部预埋地脚螺栓,螺栓顶焊接10mm厚90cm×90cm钢板,立柱与预埋钢板焊接固定。
立柱顶上焊接10mm钢板端头板,端头板上放置2I50b工字钢作为纵梁,纵梁之间及纵梁与端头板间焊接固定,工字钢纵梁上使用I36b工字钢作横梁,横梁间距为1m,横梁上铺设14a槽钢作分配梁,间距为0.5m,分配梁上满铺厚度为6mm钢板。

棚架支墩底部、顶部结点图

钢管柱基础配筋图
棚架基础采用挖掘机开挖,人工修整,基坑靠近铁路侧采取垂直开挖,外侧坑壁采用1:1的坡度。挖基土方经计算为7266m3,基坑开挖断面图如下。

基坑开挖断面图
由于防护棚立柱基础靠近铁路线路,且开深度较大,危及铁路行车安全,按铁路行车安全的有关规定,需进行线路加固,加固长度为施工范围向外延伸10m,需加固的线路长度为89m。本项目采用如下图所示的方法对钦北线进行线路加固。

线路加固立面图
2.2.3明挖基础施工
本桥部分基础设计为明挖扩大基础。施工工艺见”明挖基础施工工艺流程图”。
基坑防护、排水
测量放样
基坑开挖
监理工程师检查签认
混凝土配合比设计
拌制混凝土混合料
制作混凝土试块
基底检查
基底处理
绑扎钢筋
钢筋绑扎、模板安装
钢筋加工
清理场地
底层基础满灌混凝土
浇筑混凝土
拆模、养生
基坑回填
多层基础

明挖基础施工工艺流程图
(1)基坑开挖及防护
基坑采用机械开挖,人工配合。开挖根据设计基础大小、放坡宽度和基底预留工作面的宽度来进行。基坑底四周设置排水沟和集水井及时排除积水,保证基坑干燥。如果地下水位较高,先降水后开挖。
为防止基坑开挖过程中坍塌,根据地质和实际情况进行加固防护。基坑开挖须连续施工,机械开挖至基底面时,预留30cm人工清底,以免扰动原地基。
(2)基底检验
基坑开挖完成后,对天然基底进行检验,合格后方可进行基础施工。基底检验的内容为:基底平面位置、尺寸和基底标高;基底地质均匀性、稳定性,承载力是否符合设计要求。
(3)基底处理
基底地质情况与设计不符时,则检验判定地基承载力能否满足设计和保证墩台的稳定,当不能满足要求时,与业主、设计、监理人员协商确定处理方法。
(4)基础钢筋绑扎
钢筋外侧绑扎与混凝土同级别的砂浆垫块,以确保保护层厚度满足要求。钢筋绑扎按顺序进行,自下向上,从内而外,逐根安装到位,避免混乱。若采用点焊固定时,不得烧伤主筋。安装成型的钢筋笼应做到整体性好,尺寸、位置、高程符合验收标准。同时应避免施工过程中踩踏钢筋。
(5)基础混凝土浇筑
底层混凝土满灌施工,其余各层基础采用组合钢模板现场拼装。混凝土浇筑前,请监理工程师进行基础钢筋检验,并进行隐蔽工程的签证认可。混凝土由输送车运送至浇筑地点,泵送入模,人工分层摊铺,机械振捣密实,按每次浇筑混凝土的数量由试验员做好混凝土试件。
(6)基坑回填
报请监理工程师检查验收合格后,按照设计要求材料回填基坑,确保基坑回填密实。
2.2.4台身施工方法
施工准备
钢筋绑扎
模板安装
混凝土浇筑
安装垫石钢筋网
垫石模板安装
预埋件安装
垫石混凝土浇筑
垫石拆模、养护

桥台施工工艺框图
(1)钢筋安装
钢筋在钢筋加工场集中下料,制作,绑扎焊接成型。为了加快钢筋安装速度,减少基坑暴露时间,能够事先在基坑外初步绑扎成形后,由汽车吊或其它吊装设备吊装入模。钢筋接头按规范要求错开,墩台身预埋筋及其它预埋件按规定位置安装并牢固定位。钢筋绑扎完成后,在内外主钢筋上按规范要求设置垫块,以保证钢筋的保护层符合要求。
(2)模板安装
桥台模板采用大块定型钢模板,模板根据桥台设计图纸设计好后在工厂加工,平模每节模板1.5m高,并配短节模板以适应设计台身几何尺寸的需要。
由测量人员按承台设计几何尺寸测放平面位置,并将点位引出,作为以后校核检查模板时使用。由经纬仪控制承台纵横轴线,确保将其控制在规范允许的范围之内。钢模板利用汽车吊或小型吊具在基坑内逐块组拼,台身模板一次支立到顶。模板拼接表面必须平整、支撑牢靠。
立模前对凿毛处理后的基础混凝土结合面进行清洗,对模板进行整修并按规定满涂脱模剂。
(3)砼浇筑
砼采用合浦县的商品混凝土,由砼搅拌运输车运到施工现场,然后由滑槽或吊车浇筑入模。砼浇筑分层进行,插入式振捣器振捣,浇筑完时及时养护,确保混凝土质量。砼浇筑完毕初凝前,外露部分采用二次赶压抹光,控制表面收缩裂纹,减少水分蒸发;墩台身范围内采用凿毛处理,以便施工墩台身时新旧砼很好的结合。
桥台先浇筑台身,再浇筑垫石;垫石在安装支座前统一施工,如台身与垫石浇注时间间隔过长,则需将垫石钢筋刷上水泥浆以防钢筋受到腐蚀。
施工过程中注意相关预埋件等的设置,不得漏放和错放。
2.2.5钢箱梁制作施工
钢箱制做在具备相应资质条件的工厂加工成各制做段,工厂试拼合格后方可运倒施工现场进行拼装。即工厂内加工成节段钢梁→运输至工地→工地小节段拼装成大节段→先左幅后右幅依次对称吊装钢箱梁节段→焊接横向接缝。
2.2.5.1钢箱梁节段分段原则及预拱度的设置
桥梁每片钢箱分三段在厂家进行制作,中间段长度17米,两侧段长度14米。每制做段在检验合格并试拼合格后方可运至工地拼装,然后吊装就位。
所有分段截面均远离支座及跨中处,避免了在应力集中处分段。
充分考虑铁路钢桥和钢箱梁的设计规范和制造规范,满足相应规范要求。本方案中主要受力上、下盖板及腹板拼接焊缝均按规范要求不在同一截面上,错开200mm以上。
为保证成桥后钢梁线型,钢梁设预拱度,结合制造中的焊接变形,因此工厂制造时应按两部分的叠加变形量综合考虑执行,根据经验,我们在设计钢箱梁施工图纸时预设拱度30mm。
节段分界线

钢箱梁节段分界图
2.2.5.2工厂制造方案
2.2.5.2.1流程图
技术交底→图纸分解→制造工艺→生产准备→材料采购→材料复验→材料进厂→材料预处理→下料→焊接工艺评定→工装设备设计→专用工装制造→平板拼接→板单元制造→超声波检查→X光抽查→检验→节段拼装→焊接→超声波检查→X光抽查→节段检查→记录→预拼→接口定位→焊接→防腐处理→验收→节段编号标示→包装→运至安装工地→接头焊接→安装及横向联结焊接→表面油漆→质量评定→资料整理→资料交接。
2.2.5.2.2焊接方法及工艺评定
2.2.5.2.2.1焊接方式
(1)埋弧自动焊
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。
焊接材料: 埋弧焊丝:H10Mn2(φ4.0、φ5.0);焊剂:SJ101。
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)手工电弧焊
使用范围:在本工程中主要用于点焊处理。
焊接材料: 焊条:J507(E5015)(φ3.2、φ4.0、φ5.0);
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。
(3)CO2气体保护焊
使用范围:CO2气体保护焊能够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。
焊接材料
焊丝:三英(φ1.2、φ1.4);CO2气:纯度≥99.5%;陶瓷衬垫:TSHD-1
以上所有焊接材料(包括焊剂)均应有材料出厂证明,CO2气使用前经放水处理。
2.2.5.2.2.2一般工艺要求
从事钢箱梁焊接的焊工须经考试合格,并从事与其合格相适宜的焊接工作范围。
焊工在施工前,须阅读本工艺,明确焊接工艺要求(包括焊接规范、焊透要求、焊脚尺寸要求等)。
焊工在施焊前对焊接区域进行清理,清理范围如下:

定位焊一般采用手工焊来操作。焊脚尺寸为正式焊缝的一半且不小于5mm。焊缝长度50～100mm,间距300～500mm。定位焊应避开焊缝的端部,距焊缝端部30mm以上。
定位焊不得有裂纹、夹渣、焊瘤等缺陷,焊接前应检查定位焊缝,若发现定位焊有开裂时,必须清除并重新定位焊。若裂纹已经扩散到母材,必须立即通知工艺人员处理。
定位焊一般位于无坡口的一面,如两侧均有坡口,一般在焊接第二面的坡口内进行定位焊,但埋弧焊拼板除外。
埋弧自动焊两端加装与母材同质等厚的100*100mm引、熄弧板,在离开母材约80mm处引、熄弧。
焊接时严禁在母材的非焊接区域引、熄弧。
采用碳刨清根及清除焊缝缺陷时,施焊前应将扣槽的表面氧化皮打磨清除干净,露出金属光泽才进行焊接。
若对Q345C钢手工焊焊接时,盖面层焊缝要求采用退火焊。
采用CO2焊时,当风速大于2m/s时应采取防风措施,否则应停止施焊。不允许用风机直接吹向CO2焊的施焊区域。
当CO2焊出现密集气孔时,应检查CO2气压力,当压力小于10MPa时应更换气瓶。
当空气湿度大于80%或施焊区域湿润时,必须采用氧—炔火焰加热去除工件水汽后再施焊。
返修焊缝按原焊缝的质量要求检验,同一部位的返修不宜超过两次且预热温度比原焊缝预热温度提高50℃。若必须进行第三次返修,需制定专门的返修工艺。
埋弧自动焊在焊接过程中如有断弧,应将断弧处用碳刨刨成1:5的斜坡,并搭接50mm再引弧施焊,焊后搭接初修磨光顺。
焊缝咬边超标或焊脚尺寸不足时,可采用手工焊补焊,然后打磨光顺,不允许在补焊前直接打磨母材。
埋弧焊拼板时,按如下顺序进行:

分段焊接时,应在分段四周及中间放置压铁,焊接时应从分段中间向前后、左右展开,对称施焊。由于腹板与顶、底板的熔透角焊缝焊接工作量较大,为防止箱体产生扭曲变形,在装配阶段,必须用角钢在自由边(主要是腹板上口之间)作临时加强,加强材间距不超过 mm。在焊接阶段,采用合理的焊接顺序:由双数焊工从箱体向前后对称施焊且采用分段退步焊(如下图),并注意应先把所有焊缝的打底焊道焊接后在再进行中间焊道和盖面焊道。

腹板与顶、底板的熔透角焊缝,离开合拢口300mm范围内暂不焊接,先焊接熔透角焊缝箱体内部的角焊缝,然后外侧清根。并注意露出腹板的顶、底板与腹板之间用角钢作好斜撑,防止角变形。
现场合拢缝焊接原则:先焊接承受横向拉应力的顶板(或底板)的对接合拢焊缝。
对于支座附近(主要是1/4跨度与支座之间)合拢焊接顺序:先焊接顶板对接缝,再底板对接缝,后腹板对接缝,最后焊接腹板(包括其它纵向加强结构)与顶、底板的角焊缝。如下图所示:

对于跨中段合拢接头(主要是1/4跨度之间)合拢焊接顺序:先焊接底板对接缝,再顶板对接缝,后腹板对接缝,最后焊接腹板(包括其它纵向加强结构)与顶、底板的角焊缝。如下图所示:

钢箱梁顶、底板横向受拉或受压的判断,如下图所示:其中(+)表示受拉力,(—)表示受压力。

对于承受横向拉应力的顶、底板对接缝,每5个接头做1件产品现场焊接试板,现场试板与正式焊缝相连并一同焊接。
2.2.5.2.2.3 CO2气体保护焊单面焊双面成型工艺
(1)钢箱梁现场合拢焊缝必须采用CO2气体保护焊单面焊双面成型工艺,而单面焊双面成型工艺对装配比较严格,具体有如下要求:
坡口角度要求均匀、直线度较好,坡口间隙在工艺允许范围内。
坡口根部钝边不能大于1mm。
现场切割坡口时,顶板采用自动切割小车作业,底板由技术熟练的气割工作业,保证坡口的准确和间隙的均匀性。
若坡口间隙超差的处理:
坡口间隙小于3mm,须用风割修理坡口到符合要求为止,并打磨坡口;
坡口间隙大于10mm,须先采用手工焊在坡口一侧边缘堆焊,使间隙达到工艺要求后,重新用风割重新开出坡口并打磨坡口。
装配时必须采用卡式固定马把钢板联系起来,卡式固定马与母材的焊缝长度不能小于30mm,以防止施焊过程中爆裂。固定马间距不超过500mm。
(2)焊接要求
CO2气体保护焊单面焊双面成型焊缝焊接中,打底焊缝由技术熟练焊工来操作,要求反面成型美观,没有咬边、焊瘤等缺陷,焊缝有一定厚度。
钢箱梁顶板采用埋弧自动焊的工艺。
要求当天打磨的焊缝,当天贴陶瓷衬垫,当天焊接完毕。
焊接时尽量减少焊缝接头数量。
2.2.5.2.2.4焊接规范
(1)手工电弧焊焊接规范如下表:

焊接方法
焊条直径
(mm)
焊接位置
焊接电流
(A)
电源特性
手工电弧焊
φ3.2
平焊
110～130
DC(+)
立焊
90～110
仰焊
80～100
横焊
100～120
φ4.0
平焊
150～170
立焊
130～150
仰焊
120～140
横焊
140～160
φ5.0
平焊
190～230
(2)CO2焊焊接规范如下表:

焊接方法
接头形式
焊丝直径
(mm)
层数
焊接电流
(A)
焊接电压
(V)
焊接速度
(m/h)
CO2焊
平对接
φ1.2
打底焊道
170～190
25～27
27～30
其它焊道
210～230
26～28
24～28
平角焊
打底焊道
160～180
24～26
27～30
其它焊道
200～220
26～28
24～28
CO2焊
立角焊
打底焊道
180～200
24～26
27～30
仰角接
打底焊道
160～180
24～26
27～30
CO2焊
平对接
φ1.4
打底焊道
220～250
28～30
27～30
其它焊道
240～280
30～32
24～28
平角焊
打底焊道
180～200
26～28
27～30
其它焊道
220～240
28～230
24～28
立角焊

200～220
26～28
27～30
(3)埋弧自动焊焊接规范如下表:

焊接方法
焊丝直径
(mm)
层数
焊接电流
(A)
焊接电压
(V)
焊接速度
(m/h)
电源特性
埋弧
自动焊
φ4.0
正面焊道
600～640
29～31
25～27
DC(+)
反面焊道
650～700
30～32
26～28
φ5.0
正面焊道
640～680
30～32
25～27
反面焊道
720～760
32～34
26～28

2.2.5.2.2.6坡口形式
(1)过渡坡口:板厚差大于3mm的,均需开过渡坡口,坡口斜度1:4。其中顶板过渡坡口开在桥面一侧,底板过渡坡口开在桥底一侧。
(2)内场顶板埋弧焊拼板坡口(需清根)

(3)内场底板埋弧焊拼板坡口(需清根)

(4)腹板拼板坡口(手工焊或CO2焊,需清根)

(5)熔透角焊缝坡口(需清根)

(6)顶板横向肋板与顶板的熔透坡口(CO2双面焊,不清根)

(7)顶、底板外场合拢坡口
(CO2单面焊双面成型或CO2单面焊+埋弧自动焊)

(8)外场翼梁T型材腹班与箱梁腹板角焊缝坡口(CO2双面焊,需清根)

2.2.5.2.2.7焊接检验
焊接要求:
①钢箱制做必须由具备相应资质的焊工施焊,上岗人员应按<铁路钢桥制造规范>TB 10212- 之4.7.1条进行资格确认,并做好各道工序的技术交底。
②钢箱焊接应最大限度采用埋弧自动焊,避免手工焊接。
③钢箱加工在焊接性能试验和焊接工艺试验的基础上,根据<铁路钢桥制造规范>TB 10212- 及”焊接质量保证”GB/T 12467～12469的要求,编制指导焊接施工的技术文件,包括焊接方法的确定、焊接材料的选用、焊接接头形式、坡口角度、组装要求、允许偏差、焊接工艺参数和焊接顺序、焊接变形及焊接应力的消除措施等。
④所有要求全熔透或部分熔透的焊接接头,将根据设计要求及工厂工艺条件选择合适的接头形式。设计要求全焊透的一、二级焊缝要求全部采用超声波探伤进行内部缺陷的检验,并抽取不小于每条焊缝10％数量的焊缝采用X光探伤,探伤范围为焊缝两端各250～300mm,焊缝长度大于1200mm时,中部加探250～300mm,当发现裂纹或较多其它缺陷时,应扩大该条焊缝的探伤范围,必要时延至全长。
⑤底板,腹板对接不能同时在同一断面,即不允许形成环形对接焊缝。坡口加工优先采用机加工方法制备,也可采用人工切割的方法切割而成。加工后,坡口的角度宜取正差,对部分熔透焊缝,坡口深度也宜取正差。坡口面应光滑平整,过深的加工缺棱,应事先修磨平滑或先修磨,再用合格焊材补焊,然后磨平的方法进行处理。
⑥焊缝的外观应符合<城市桥梁工程施工与质量验收规范>(CJJ 2- )及<铁路钢桥制造规范>TB 10212-98之4.7.11条的规定。
⑥开坡口的全熔透对接焊缝在打底焊缝时要求采用焊接专用陶瓷垫片或反面加钢衬垫的工艺方法,确保全熔透焊缝焊接质量。角焊缝须经100％磁粉探伤。
2.2.5.2.2.8焊接检验
所有焊缝均在全长范围内进行外观检查,表面不得有裂纹、未熔合、夹渣、未填满弧坑、焊瘤等缺陷。
(1)普通双面角焊缝的焊脚尺寸可参照下表执行:
工件1板厚b1(mm)
工件2板厚b2(mm)
焊角尺寸hf(mm)
10
6
6
22、18、16
8、12
8
16
18、20、22
9
18
28、30、32
10
说明:如有在表中没有覆盖的板厚,其焊脚尺寸按最小板厚的70%计算
(2)检验标准按<铁路钢桥制造规范>4.7.11规定执行,具体如下:
项目
焊缝类型
质量标准
气孔
横向对接缝
不允许
纵向对接缝、主要角焊缝
直径小于1mm,每米不多于3
个,间距不小于20mm
其它焊缝
直径小于1.5mm,每米不多于3
个,间距不小于20mm
焊脚
尺寸
主要角焊缝
允许偏差0～+2mm
其它角焊缝
允许偏差-1～+2mm
焊波
角焊缝
＜2mm(任意25mm范围内高低差)
咬边
顶、底、腹板横向受拉对接缝
不允许
顶、底、腹板横向受压对接缝
＜0.3mm
纵向对接缝、主要角焊缝
＜0.5mm
其它焊缝
＜1.0mm
余高
对接焊缝
≤3.0mm(焊缝宽b≤12mm)
≤4.0mm(12≤b≤25mm)
≤4*b/25mm(b≥25mm)
余高修
磨后表面
纵向对接缝
不低于母材0.5mm
横向对接缝
不低于母材0. 3mm
(3)焊缝内部质量检验
焊缝应在施焊24小时后才能进行超声波或X光射线探伤。
超声波探伤按GB11345-87<钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级>的规定,缺陷等级评定应符合<铁路钢桥制造规范>的要求。
焊缝X光探伤按GB3323-87<钢熔化焊对接接头照相和质量分级>的规定。磁粉探伤按JB4730—94<压力容器无损检测标准>的规定。
各类焊缝的质量等级及探伤比例如下:
探伤
方法
焊缝类型
质量
等级
探伤比例(按接头数量)
探伤位置
检验
等级
超声
波探
伤
顶、底板横向受拉焊缝
Ⅰ
100%
全长
B
顶、底板横向受压焊缝
Ⅱ
100%
全长
B
腹板横向对接缝
Ⅱ
100%
全长
B
顶、底板纵向对接缝
Ⅱ
100%
焊缝