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新港支线大冶湖特大桥桁梁制造安装工艺方案

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2020年4月19日
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目 录
第1章 前 言 - 1 -
1.1 编制说明 - 1 -
1.2 编制原则 - 1 -
1.3 编制依据 - 2 -
第2章 工程概况 - 4 -
2.1 结构简介 - 4 -
第3章 施工进度计划及施工准备 - 9 -
3.1 施工进度计划见附表一 - 9 -
3.2技术准备 - 9 -
3.3 工装准备见附表二 - 10 -
第4章 主要构件制造工艺 - 11 -
4.1 总体制作工艺流程 - 11 -
4.2生产区域划分图见附表三 - 12 -
4.3 零件的下料加工 - 12 -
4.4 整体节点制作 - 12 -
4.5箱型杆件制作 - 19 -
4.6工型杆件制作 - 21 -
4.7 桥门架制作 - 24 -
4.8 关键工艺项点及质量控制 - 26 -
第5章 钢桁梁涂装工艺方案 - 35 -
5.1 厂内涂装工艺方案 - 35 -
5.2 桥位涂装工艺方案 - 36 -
5.3 涂装材料 - 37 -
5.4 涂装施工工艺要求 - 37 -
5.5 涂装施工的安全与环保 - 39 -
第6章 构件运输 - 41 -
6.1钢构件形式介绍 - 41 -
6.2钢构件的包装和标识要求 - 41 -
6.3构件装载要求及方法 - 43 -
6.4 构件运输方式及安排 - 46 -
6.5运输过程中成品保护措施 - 46 -
6.6运输保护措施 - 47 -
第7章 钢桁梁安装施工 - 49 -
7.1 桁梁主结构安装施工工序流程 - 49 -
7.2 主要施工方法 - 49 -
7.3 主桁安装 - 51 -
7.4 桥面系安装 - 55 -
7.5 上弦杆、纵向联结系安装 - 55 -
7.6 桥门架及横联安装 - 55 -
7.7安装时注意事项 - 55 -
7.8钢结构工程验收 - 56 -
7.9 满堂支架计算及布置 - 57 -
7.10 满堂支架架设技术措施 - 59 -
第8章 质量、安全、工期、职业健康及文明施工保障措施 - 65 -
8.1 质量保证措施 - 65 -
8.2 安全保证措施 - 66 -
8.3 工期保证措施 - 68 -
8.4 职业健康保证措施 - 69 -
8.5 文明施工保证措施 - 71 -
附表一:施工进度计划 - 73 -
附表二:本工程拟投入制作的工艺装备 - 74 -
附表三:车间生产区域划分图 - 75 -

第1章 前 言
1.1 编制说明
该施工组织设计依据该工程招标文件、图纸及招标答疑等严格按照有关施工规范、验收规范的要求进行编制。
根据本工程设计特点、功能要求,本着对业主资金合理利用,对工程质量的终身负责,以”科学、经济、优质、高效” 为编制原则。
我公司对此次施工组织设计的编制高度重视,召集了参加过类似工程施工、有丰富管理及施工经验的人员,明确工程特点、充分了解施工环境、准确把握业主要求的前提下,成立编制专题小组,集思广议、博采众长,力求方案切合工程实际,思路先进,可操作性强。该施工组织设计是依据工程招标文件及工程施工图纸、现行施工规范等并经过充分研究和论证,针对该工程的特点编制而成。
本施工组织设计编制目的是:为本工程提供完整的纲领性文件,用以指导建筑、装修、安装工程的施工与管理,确保优质、高速、低耗、安全、文明的完成建设任务。
1.2 编制原则
以优质、安全、高效为目标,满足业主需求为宗旨。针对96米和64米钢桁梁制造特点,制定科学、合理的工艺方案,采取得力、有效的施工措施,在规定的工期内圆满完成钢桁梁制造任务,争创国家优质工程。
为此,我们编制工艺方案时,把握了以下原则:
a 质量至上的原则,制定的工艺方案要以质量为前提,各种工艺措施要以质量为中心制定。
b 安全第一的原则,安全是生产的根本保证,制定的工艺方案充分考虑安全因素,并制定各种切实有效的安全保证措施。
c 科学合理的原则,制定的工艺方案不但在保证质量和安全方面万无一失,同时要对工序的流畅性和工序间的协调性进行深入的研究,确保施工效率和工期,满足供货要求。
d 文明卫生的原则,工艺方案的制定要考虑定置管理、文明施工和环境保护方面的因素,确保安全生产、文明施工,保证质量,铸造精品。
1.3 编制依据
a 新港支线大冶湖特大桥钢桁梁招标文件;
b 新港支线大冶湖特大桥1-96m钢桁梁和2-64m钢桁梁设计图;
c 引用标准:
TB10002.2-
铁路桥梁钢结构设计规范
TB10212-
铁路钢桥制造规范
GB/T714—
桥梁用结构钢
GB/T700—
碳素结构钢
GB/T 1591-
低合金高强度结构钢
GB50205-
钢结构工程施工质量验收规范
GB/T 5117-1995
碳钢焊条
GB/T 5118-1995
低合金钢焊条
GB/T 8110-
气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝
GB/T 5293-1999
埋弧焊用焊丝和碳素钢焊剂
GB/T12470-
低合金钢埋弧焊用焊丝和焊剂
GB/T 985.1～GB/T 985.2-
气焊、手工电弧焊及气体保护焊坡口的基本形式和尺寸
GB/T2970-
厚钢板超声波检验方法
GB/T 11345-
钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级
GB/T 1228-
钢结构用高强度大六角头螺栓
GB/T 1229-
钢结构用高强度大六角螺母
GB/T 1230-
钢结构用高强度垫圈
GB/T 1231-
钢结构用高强度大六角头螺栓、螺母、垫圈技术条件
TBJ214-1992
铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定
TB/T 2137-1990
铁路钢桥栓接板面抗滑移系数试验方法
GB/T 8923-
涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定
TB/T1527-
铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件
GB/T9793-
热喷涂 金属和其它无机覆盖层 锌、铝及其合金
GB7692-
涂装作业安全规程 涂漆前处理工艺安全及其通风净化

第2章 工程概况
项目名称: 中铁十一局集团有限公司黄石山南铁路新港支线工程大冶湖港特大桥 1-96m、2-64m 钢桁梁制造、运输、安装等工程
建设地点:黄石市河口镇
建设内容:大冶湖港特大桥1-96m、2-64m 钢桁梁制造、运输、安装等工程
工期要求:钢梁制造、运输、安装等工程工期 150 个日历天。(均暂定,以实施性阶段计划为准)。
工程质量要求:<中铁十一局集团有限公司黄石山南铁路新港支线大冶湖特大桥工程设计依据>、<工程施工质量验收规范>、<钢结构工程施工质量验收规范>GB50205- 合格标准、<铁路钢桥制造规范>(TB10212- )、<铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件>(TB/T1527- )、<铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定>(TBJ214-92)、<桥梁用结构钢>(GB/T 714- )等。
招标方将派驻人员(含监理)进驻制造现场,抽查现场中间质量,中标方应免费提供检测工具和设备。
本工程主要工作内容为:钢材采购、钢桁梁主体结构(含附属结构)制造、厂内试拼装、运输、现场焊接、附属结构的桥面焊接与补涂、涂装防护(包括厂内涂装及运输到现场后对破损部位的补涂),在规定时间内运输到指定地点,并安装。钢梁重量约1751吨。
2.1 结构简介
本次投标主体结构为1套96m钢桁梁和2套64米钢桁梁及其附属结构。
a 96m钢桁梁主桁结构属于无竖杆整体节点三角桁架下承式钢桁梁,主桁跨度全长96.00m,桥面主桁桁宽7.8m,桁高11.60m。钢板主要采用Q345Qd、Q370qD钢板及Q370qE钢板,最大板厚44mm,最薄板厚4mm。96m梁钢结构部分总重约813(暂按设计图纸计)t。主桁安装用M16、M24的10.9S级高强螺栓连接,96m主桁全貌见图2-1。
图2-1 96米钢桁梁概貌图

b 64m钢桁梁主桁结构属于有竖杆整体节点三角桁架下承式钢桁梁,主桁跨度全长64.00m,桥面主桁桁宽7.2m,桁高11.60m。钢板主要采用Q345Qd及Q370qD钢板,最大板厚36mm,最薄板厚4mm。64m梁钢结构部分总重约860.55(暂按设计图纸计)t(2套重量)。主桁安装均用M16、M24的10.9S级高强螺栓连接,、64m主桁全貌见图2-2。

图2-2 64米钢桁梁概貌图

2.1.1 主桁部分
a 96米钢梁主桁采用Q345qD、Q370qD钢板及Q370qE钢板。主桁形式为无竖杆的三角框架体系,节间长度9.6m,主桁高度11.6m,主桁中心距7.8m。上、下弦杆截面为焊接箱型断面,桁架腹杆截面采用焊接箱型断面和H型断面,主桁连接采用焊接整体节点,箱型截面杆件均在节点板外四面拼接,H 型截面杆件在节点外三面拼接。主桁杆件与节点之间采用 M24 高强螺栓连接。由于长度较长,为了保证桁架体系安装后的平直度,需对整个桁架预拱,预拱度经过保持下弦及桥面系长度不变,改变上弦拼接缝宽度来实现。
b 64米钢梁主桁采用Q345Qd和Q370qD钢板。主桁形式为有竖杆的三角框架体系,节间长度8m,主桁高度11.6m,主桁中心距7.2m。上、下弦杆截面为焊接箱型断面,桁架腹杆截面采用焊接箱型断面和H型断面,主桁连接采用焊接整体节点,箱型截面杆件均在节点板外四面拼接,H型截面杆件在节点外三面拼接。主桁杆件与节点之间采用M24高强螺栓连接。由于长度较长,为了保证桁架体系安装后的平直度,需对整个桁架预拱,预拱度经过保持下弦及桥面系长度不变,改变上弦拼接缝宽度来实现。
2.1.2 桥面系部分
96米和64米钢桥桥面均由桥面板、横梁及横肋、纵肋四个部分组成,其中钢桥面板全桥纵、横向连续,纵向与下弦顶板伸出肢焊接,横向分段焊接。横梁采用倒T型截面,腹板及底板与主桁伸出接头采用栓接连接。两道横梁之间设横肋,采用倒T型截面,腹道板及底板与主桁伸出接头采用栓接连接。纵肋全桥连续,遇横梁、横肋腹板则开孔穿过。
2.1.3 纵向连接系部分
96米和64米梁均设有上平面纵向联结系,交叉式结构。纵向平联采用工字型截面的杆件,采用M24高强度螺栓连接。
2.1.4 桥门架及横联部分
96米和64米梁在端斜杆处设置桥门架,每间隔一个节点处斜杆设置横联。桥门架及横联均采用板式结构,其构成是在上平联橫撑下叠焊桥门架及横联构件。
2.1.5 检查设备
为便于钢梁的检查和维修,上弦设有防电维修车,下弦设有检查吊。
2.1.6 主要材料
96米钢桁架主要材料见表2-1
表2-1 主要材料材质统计
部位
材质
标准
主桁结构
Q345qD、Q370qD、Q370qE
GB/T714-
桥面系
Q345qD
GB/T714-
上下纵联
Q345qD
GB/T714-
桥门及横联
Q345qD
GB/T714-
高强度螺栓
35VB,10.9级
GB/T1228～1231-

64米钢桁架主要材料见表2-2
表2-2 主要材料材质统计
部位
材质
标准
主桁结构
Q370qD
GB/T714-
桥面系
Q345qD
GB/T714-
上下纵联
Q345qD
GB/T714-
桥门及横联
Q345qD
GB/T714-
高强度螺栓
35VB,10.9级
GB/T1228～1231-

第3章 施工进度计划及施工准备
3.1 施工进度计划见附表一
3.2技术准备
⑴ 施工图准备
充分理解设计图纸,及时与设计部门联系沟通,进行设计图工艺性审查,加深领会设计意图,在贯彻制造方案的基础上采用计算机绘制施工图,对难以确定尺寸的零部件,经过计算机放样确定。
⑵ 工艺试验准备
a 焊接工艺评定试验
b 首件杆件制造工艺试验
c 首次试拼装工艺检验
d 涂装工艺性试验
⑶ 施工工艺文件准备
a 工艺方案
b 制造规则
c 焊接工艺规程(WPS)
d 焊缝返修工艺规程
e 结构作业指导书
f 工艺过程、工艺路线、杆件表、工装明细表
g 钢材预处理及涂装工艺
h 材料采购清单
i 焊接工艺评定试验报告
j 检验细则
k 焊缝内部质量检验工艺
l 首次试拼装鉴定报告
⑷ 技术培训
凡是从事本桥钢梁制造的熔接工、铆工、电焊工、涂装工、起重工等进行专项技术培训,除必须熟练掌握本工种的操作规程外,还应熟知本桥制造规则的相关要求,特别是从事焊接工作的电焊工必须经过相应的焊工资格考试,焊工考试由本公司焊工考试委员会按照本桥技术标准要求进行,并报监理工程师审核认可。焊工所需要参与取证的项目及数量应根据产品的制作要求确定。凡取得相应焊工资格且符合焊工管理要求的,方可参与相应项目的焊接操作。
3.3 工装准备见附表二

第4章 主要构件制造工艺
4.1 总体制作工艺流程
施工准备
杆件单元的制作
桥位作业
施工图
材料清单
施工工艺
工装准备
设计
制作安装
配置调试
设备准备
复验入库
材料准备
预处理
下 料
弦杆板单元制作
腹板板单元制作
平联板单元制作
桥面系板单元制作
标识
组装区
各部分杆件的拼装
探 伤
对接焊缝焊接
高强螺栓的施拧
焊部位除锈、补涂装
全桥涂装
设计图审查
技术准备
培训考试
人员准备
桥门板单元制作

杆件的制作
桥面系杆件制作
主桁杆件制作
平联及桥门制作
各部分构件制孔
除锈输
涂装
运输
运输至桥位
拼 接 板 加 工

包装
焊缝部位的修整

图 4-1 钢桁梁制造总体工艺流程图
4.2生产区域划分图见附表三
4.3 零件的下料加工
钢板在下料前,进行钢板表面质量检查,对其表面缺陷按照<桥梁用结构钢>(GB/T714- )及<铁路钢桥制造规范>(TB 10212- )的要求进行修补及处理。合格后的钢板在滚板机上进行滚平,使其满足平面度的要求。
根据零件的具体形状和大小确定下料方法,对较长矩形板件采用多嘴头门式切割机精切下料,对形状复杂的板件采用数控切割机精切下料,对较规则的薄板次要零件采用剪切下料,对较薄的主要零件,采用数控等离子切割;型钢采用剪切机或焰切下料;钢板对接坡口采用火焰精密切割、刨边机或铣边机加工。
4.4 整体节点制作
主桁整体上、下弦杆节点是由若干异性的的箱型杆件组成。端节点如图(4-1)是该桥的关键杆件,且单件重量大,焊缝多而集中,控制焊接变形和钻孔、翻身均很复杂。根据该杆件的特点,其工艺可采用后孔法与先孔法相结合的工艺方法,弦杆主体拟采用如下工艺:盖、腹板采用数控和门切下料,对接后机加工焊接边及坡口,利用专用拼装胎型组装,焊后变形以热矫为主。再利用专用划线平台划钻孔对向线,在钻孔胎型架上、采用整体覆盖式钻孔样板或组合样板配合摇臂钻床施钻杆件两端四面孔群。杆件主体钻完孔后,以主体所钻孔为基准,组焊其余零件。
由于整体节点杆件庞大,且不对称、偏心较大,为确保工件吊运、翻身方便和安全,根据该杆件的特点,可制作适合的专用框式吊具,采用空中翻身等。

弦杆顶板
异形节点板

不等厚对接
隔板
隔板
平联接头
平联接头加劲板
弦杆底板
弦杆腹板
节点板加劲板

端节点结构示意图4-2
根据该杆件的的特点,弦杆主体整体节点采用以下工艺:(工艺流程见图4-3)
a 主桁架盖、腹板的切割采用精密切割,并在车间专用拼装胎架上组装构件,焊接后的局部变形主要以热矫为主。
b 盖、腹板的接料长度不小于1000mm,最小拼接宽度为200mm,横向接料焊缝轴线距孔中心线不小于100mm。
c 箱型梁的盖、腹板接料焊缝可为十字型或T字型,相邻焊缝错开200mm,相邻部件焊缝不能布置在统一截面上,腹板纵向接料焊缝布置设置在受压区。
d 整体节点杆件主焊缝均为坡口焊,焊接工作量及焊接变形极大,为保证整体杆件孔边距公差,盖腹板下料时预留8～10mm的焊接收缩量。
e 焊接组装前必须彻底清除待焊区30～40mm的铁锈、油污、水分等有害物质。
f 为保证组装整体时盖腹板端部平齐,腹板和下盖板接长后以节点中心线为基准,上盖板以节点端为基准划线精切小端。
g 构件组装加劲纵肋,保证组装位置和垂直度,以满足组装时与隔板槽口的匹配。
h 对于不等厚的腹板对接,接缝位置采用匀顺过渡时,制作专用成型刀加工1:10的过渡缓坡口,或用气刨退刀槽加一般刨床加工,并用砂轮机将过渡段坡口修磨匀顺。
i 为防止箱型杆件四条主焊缝焊接完后节点板内收缩,影响腹板插入困难,将隔板及竖板在宽度方向预留一定的正公差。控制焊接变形工艺措施见焊接工艺部分。
j 杆件的钻孔工艺可采用后孔法和先孔法相结合的方法进行,在划线平台架上划钻孔对向线,对向线偏差控制在0.5mm。
k 钻孔优先选用数控钻床钻孔。在试钻2个孔后,首先必须经专检确认合格后才能继续在杆件上钻孔。
l 采用整体覆盖式钻孔样板或组合样板配合摇臂钻床施钻杆件两端孔群。待主体钻孔完后,再以主体所钻孔为基准,组焊其余部件。节点板高强螺栓孔孔径加工允许偏差为:M24螺栓钻孔孔径Φ26,孔径允许偏差0.0～0.7mm;制成的孔眼应成正圆柱形,孔壁光滑,边缘无损伤,相应孔距允许偏差见表4-1:
表4-1
项 目
允 许 偏 差
主 要 杆 件
次要杆件
桁梁杆件
板梁主梁
两相邻孔距
±0.4
±0.4
±0.4
多组孔群两相邻孔群中心距
±0.8
±1.5
±0.4
两端孔群中心距
L≤11 m
±0.8
±0.4
±1.5
L＞11 m
±1.0
±8.0
±2.0
孔群中心线与杆件中心线的横向偏移
腹板不拼接
2.0
2.0
2.0
腹板拼接
1.0
1.0
-
m 杆件组装允许偏差见表4-2:
表4-2
序号
图 例
项 目
允许偏差
1

对接高低差e
1.0(t≥25)
0.5(t＜25)
对接间隙b
b=1.0
2

盖板中心与腹板中心线偏移e
1.0
3

梁腹板平面度e
1.0
4

盖板倾斜t
0.5
5

T型缝组装间隙a
0.5
6

桁梁工型、箱型杆件高度h
＋1.5
0
箱型杆件对角线
2.0
桁梁箱型杆件宽度b
±1.0
(有拼接时)
7

整体节点的内侧大节点板垂直度l
+1.5
+1.0
侧接板高度h
＋1.0
0
8

整体节点板间距尺寸公差
低端0～1.0
上端0.5～1.5
9

板梁、纵、横梁加劲肋间距s
±1.0(有横向联结)
±3.0(无横向联结)
10

梁高度h
＋2.0(h≤2M)
11

磨光顶紧局部缝隙
0.2
12

箱型梁盖板、腹板纵肋、横肋间距s
±1.0
13

箱型梁隔板间距s
±2.0
14

箱型梁高度h
±2.0 (h≤2M)
箱型梁宽度b
±2.0
箱型梁横断面对角线差
3.0
箱型梁旁弯f
5.0
n 主桁弦杆宽度尺寸允许偏差－0.5～＋１.5mm,高度允许偏差±1.5mm,长度控制偏差—5～+10mm
端节点制造工艺流程图4-3

弦杆底板的下料;
划隔板、弦杆腹板的组装定位线
弦杆底板

异形节点板
按弦杆底板的组装定位线组装隔板
隔板

组装弦杆腹板单元,包括腹板的不等厚对接
按下盖板的组装定位线组装腹板单元
腹板单元
不等厚对接

按下盖板组装定位线组装另一侧腹板单元
另一侧腹板单元

节点板加劲板

划线组装弦杆盖板和节点板加劲板
弦杆顶板

划各部位样板对向线
用样板钻制高强螺栓孔
钻孔

划平联接头和平联接头加劲板组装线
组装平联接头和平联接头加劲板
平联接头加劲板
平联接头

4.5箱型杆件制作
4.5.1 制作工艺
箱型杆件由盖板、腹板、隔板等零件组成(见箱形杆件示意图4-4),断面尺寸为宽(688mm)×高(688mm)、宽(672mm)×高(680mm)、宽(688mm)×高(712mm)等截面。
箱形底板
箱形腹板
隔板
箱形顶板

图4-4 箱形杆件示意图
采用如下工艺制作(工艺流程见图4-5):
a 钢板预处理、滚平;
b 数控(或门式)火焰切割机精切下料,并机加工焊接边坡口;
c 在划线平台上划出各单元件的横竖基准线和隔板位置线,作为杆件整体组装的基准;
d 在组装胎型上进行杆件整体组装。首先将下盖板置于胎型上,按线组装隔板;
e 按基准线组装两腹板单元,焊接隔板与盖、腹板的连接焊缝;
f 按基准线组装上盖板单元,焊接四条主焊缝,并修整焊接变形;
g 在整体划线平台上划出杆件纵横及钻孔对向线基准线,钻制定位孔,卡样板钻制连接孔群;除锈、涂装,并在规定位置喷涂杆件编号。
箱型构件制作工艺流程图4-5
箱形底板下料及划腹板、
隔板定位组装线

箱形底板

按定位线组装隔板
隔板

按定位线组装两侧箱形腹板
焊接箱内隔板
箱形腹板

钻孔
按定位线组装箱形盖板并焊接
箱形顶板

箱形矫正后制螺栓孔

钻孔

注:箱型杆件的组装偏差及螺栓孔距偏差同整体节点要求。
4.6工型杆件制作
4.6.1 制作工艺
工型杆件由盖板、腹板等零件组成(见箱型杆件示意图4-6),断面尺寸为宽(640mm)×高(696mm)、宽(640mm)×高(672mm)、宽(640mm)×高(680mm)等截面。
工形腹板
工形下盖板
工形上盖板

图4-6 工型杆件示意图
采用如下工艺制作(工艺流程见图4-7):
a 钢板预处理、滚平;
b 门式火焰切割机精切下料,腹板两长边预留加工量;
c 测量上下盖板厚度偏差,根据测量结果机加工腹板两焊接边及坡口,以消除板厚偏差对杆件高度的影响;
d 在划线平台上划出各上下盖板及腹板的横竖基准线,作为杆件整体组装的基准;
e 在组装胎型上组装盖板及腹板;
f 焊接、探伤,修整焊接变形,满足规范要求;
g 钻制定位孔,卡样板钻制连接孔群;
h 除锈、涂装,并在规定位置喷涂杆件编号

工型杆件组装工艺流程图4-7

工形下盖板
工型下盖板下料及划腹板组装定位线

工形腹板
按下盖板定位线组装腹板

工形上盖板
工型上盖板划线并按线组装上盖板

钻孔
焊接矫正后,钻孔

4.7 桥门架制作
4.7.1 制作工艺
桥门架是连接平联与主桁的关键构件,它的精度直接影响主桁的安装精度。由于桥门架的下盖板为U型和腹板焊接,因此对桥门架的下盖板U型腹板匹配要求较高。因此,腹板U型缺口间距精度的控制,是保证横梁组装质量的前提。桥门架示意图如下:
桥门架腹板加劲板
同厚度腹板拼接
桥门架上盖板
桥门架腹板
桥门架下盖板

图4-8 桥门架结构示意图
采用如下工艺(工艺流程见图4-9):
a 钢板滚平;
b 上下盖板、腹板分块下料,对接端预留加工量;加工下盖板对接坡口;
c 单元件制作:
① 上盖板:在平台上组装上盖板与U型肋,形成合件。在刚性约束下焊接,修整焊接变形。划线基准线,精切对接端坡口。
② 下盖板:在平台上将两块下盖板对拼成整体,焊接对接焊缝,修整焊接变形,划出基准线。
③ 腹板:腹板数控下料,加工对接边坡口。在平台上将腹板对拼成整体,焊接对接焊缝,修整焊接变形,划出基准线。
d 将腹板单元置于组装胎型上,按基准线组装下盖板及上盖板;
e 在平台上焊接,修整焊接变形;
f 在平台上组装劲板,焊接并修整焊接变形;
g 整体修正横竖基准线,以此为基准划出钻孔对向线,采用摇臂钻床卡样板钻孔;
h 除锈、涂装,并在规定位置喷涂杆件编号;
桥门架组装工艺流程图4-9
同厚度腹板焊接
桥门架腹板
异形腹板下料,组对,焊接矫正完毕后划出横向中心线

组装弯曲的下盖板并预留切头量
桥门架下盖板

组装上盖板,要严格控制桥门上盖板和腹板的角度
桥门架上盖板

在腹板上划加劲板的组装定位线,按线组装加劲板并焊接调直

桥门架腹板加劲板

4.8 关键工艺项点及质量控制
4.8.1 焊接变形控制
带有整体节点弦杆具有板厚较大,杆件较长,焊接质量要求高等特点,其焊接变形的控制将直接影响杆件几何尺寸精度。采取如下措施控制焊接变形:
a 认真分析各类型杆件的焊接变形规律,并经过焊接变形试验进一步确定焊接变形量的大小,以确定采取何种反变形措施。
b 采用理论计算与模拟试验相结合的方法确定各焊缝预留的焊接收缩量,并在生产过程中跟踪测量,及时修正。
c 对零件下料、坡口加工、杆件整体组装等生产过程严格把关,并采用合理的焊接方法、优化焊接顺序、在专用胎型上焊接等措施,控制焊接变形。
4.8.2 对接焊缝、熔透焊缝的焊接质量控制
对接焊缝和熔透焊缝是构件传力的关键焊缝,对其焊接质量的控制是焊接工艺的重中之重。采取如下措施:
a 根据接头形式,分类进行焊接工艺试验,确定焊接方法、焊接设备、焊接材料、焊接工艺参数、焊接顺序、坡口形式等。
b 根据焊接试验结果编制合理可行的焊接工艺。
c 设计保证焊接质量和便于控制焊接变形的工艺装备,确保焊接工艺的有效实现和焊接变形的有效控制。
d 编制关键焊缝的质量控制计划,从原材料的复验、下料、拼装、焊接和探伤等生产过程严格把关。
4.8.3 制孔精度控制
弦杆、整体节点、节点板、拼接板等杆件的孔群较多,连接关系复杂。其精度将直接影响桥位安装进度及质量,影响成桥后的几何线形。因此对连接孔群的制孔精度要求很高。采取如下措施:
a 以后孔法工艺为主,先孔法为辅的制孔工艺,避免焊接变形的影响,提高制孔精度。
b 设计高精度的精密划线工艺和精密制孔工艺。
c 设计高精度的制孔工艺装备,包括钻孔样板、钻孔胎架等。
4.8.4 钢材的焊接质量控制
根据图纸要求对各种典型焊接接头进行焊接工艺评定试验,以确定焊接方法、焊接设备、焊接材料、焊接参数、坡口形状及尺寸等。试验使用的母材要和产品相符合,且其化学成份C、S、P含量尽量选用偏上限者。试验焊缝在强度、塑性等方面不低于母材标准,低温冲击韧性满足设计要求。焊接工艺评定分类项目如下:
a 采用埋弧自动焊,按照钢板的不同厚度范围进行钢板的对接工艺评定试验,确定厂内钢板对接的焊接工艺参数、焊接坡口形式和焊接材料。
b 采用埋弧自动焊,按照钢板的不同厚度范围和焊角大小,对工字梁的T型焊缝及盖、腹板与加劲肋的T型焊缝进行角的焊接工艺评定试验,确定工字梁的T型焊缝及盖、腹板与加劲肋的T型角焊缝的焊接工艺参数和焊接材料。
c 采用埋弧自动焊,按照钢板的不同厚度范围和要求的熔深大小,对箱型盖、腹板的棱角焊缝进行焊接工艺评定试验,确定箱型盖、腹板棱角焊缝的焊接工艺参数、焊接坡口形式和焊接材料
d 分别手工电弧焊和CO2气体保护焊,按照钢板的不同厚度范围和焊接位置进行节点T型熔透焊缝的焊接工艺评定试验,确定节点T型熔透焊缝的焊接方法、焊接工艺参数、焊接坡口形式和焊接材料。
e 分别手工电弧焊和CO2气体保护焊,按照钢板的不同厚度范围、不同的焊接位置和焊角大小进行节点T型角焊缝的焊接工艺评定试验,确定节点T型角焊缝的焊接方法、焊接工艺参数和焊接材料。
f 编制合理可靠的焊接工艺规程:
针对各种形式的杆件,编制详细的焊接工艺规程,明确规定焊接设备,焊接方法,焊接位置,焊前清理的方式方法,预热方式,预热温度,层间温度,焊接材料的型号、规格和焊前烘干方法及温度,焊接电流,电弧电压,焊接速度,焊接道(层)数,焊接过程中出现的问题的处理方法,焊后探伤的时间、方法及合格标准。
4.8.5 中厚板焊接质量控制
中厚板的焊接质量控制是焊接控制的主要项点。为保证中厚板的焊接质量,避免焊接裂纹的产生,保证焊接接头的各项性能满足桥梁的设计要求,采取以下措施以保证焊接质量。
a 进行严格的中厚板焊接工艺评定试验,确定中厚板采用不同焊接方法和焊接工艺参数时的焊接的预热温度和层间温度,根据设计要求和焊接试验结果选择焊接材料,在确保焊缝强度、塑性各项指标与母材匹配,且不低于母材标准,低温韧性满足设计要求的前提下,制定相应的焊接工艺。
b 采用合理的焊接工艺参数和合理的预热温度、层间温度和焊后加热保温措施,控制焊接接头的冷却速度,控制焊缝和热影响取得金相组织,保证焊接接头的各项机械性能满足设计要求。根据焊接工艺评定试验实际情况制定预热温度和层间温度。定位焊及施焊时焊接环境温度5℃以上,湿度不高于80%。
c 尽可能的采用自动焊的焊接方法,避免人为因素对焊接质量的影响,控制焊道的排列和焊缝的成型系数。
d 焊工持证上岗,上岗的焊工事先按焊接种类(埋弧自动焊、CO2气体保护焊和手工焊)、焊接材料和焊接位置分别进行考试。考试合格后发给合格证书。焊工持证上岗,在不超越合格证规定的范围内进行焊接作业。
e 采用合理的焊接顺序,尽可能的控制和减小变形,减小焊接内应力。
f 严格控制焊材质量,严格控制S、P等杂质含量,提高和稳定焊接接头的各项机械性能指标,避免焊接热裂纹的产生。严格仓储管理,按规定认真对焊材进行烘干、保温。焊接材料由专用仓库储存,按规定烘干、登记领用。当焊剂和焊条当班未用完或超过规定的使用时间时要重新烘干。烘干后的焊条和焊剂在烘干箱内保温,焊条的领用用保温筒,焊条的烘干次数不超过两次。减小和控制焊缝的扩散氢含量,避免焊接冷裂纹的产生。
g 按规定制作焊接试板进行相应检验,检查相应类型焊缝内在机械性能稳定性。
h 严格执行检验制度,外观检查和超声波探伤等均按规定认真执行,并做好记录,一丝不苟控制焊接质量。进行磁粉和超声波的无损检验的工作人员,保证持有经监理确认有效的二级以上的合格证件,上岗操作。
i 严格控制修补质量,修补次数不超过两次,如确有不合格焊缝的修补次数超过两次时,在报经监理工程师同意后再行返修。
j 保证焊接设备处于完好状态,并抽验焊接时的实际电流、电压与设备上的指示是否一致,焊机上的仪表是否完好并在鉴定周期内使用。
4.8.6 试拼装质量控制
试拼装工艺是制造精度和桥位架设精度的联系纽带,是必不可少的一道重点工艺。将采取如下措施:
a 试拼装在专用的胎架上进行,胎架有足够的强度,确保试拼装过程中不产生变形;试拼装前对胎架测平,确保试拼装平面度的精度要求;
b 各试拼装杆件处于无应力状态进行,确保试拼装检测结果的准确性和可靠性,达到试拼装的目的;
c 每次定位下一节间杆件时,均检测平面度、对角线差、节间长度、桁高等项点,确保整体试拼装精度;
4.8.7 涂装质量控制
涂装是保证桥梁钢结构耐久性的重要措施之一,防腐涂装质量能否得到保障直接关系到钢桥梁的使用寿命长短。经过对以往桥梁防腐涂装质量控制薄弱环节的总结分析,重点从以下几个方面对防腐涂装质量加以控制:
a 严格控制涂装原材料质量,所有油漆及铝材等涂装材料进厂均必须在具有资格的涂料检测中心复验合格后方可投入使用;
b 对除锈磨料的材质、大小、形状、配比、硬度等进行优选,经过工艺试验确定合理的喷砂工艺参数,确保除锈质量满足要求;
c 除锈前将构件外露边缘倒圆弧R＝2mm,保证边角部位涂层厚度要求;
d 在施工全过程中,对环境温度、相对湿度、露点温度、钢板温度等环境因素进行检测,以满足涂装各工序的施工要求;
e 在油漆施工过程中,对高压空气质量、油漆混合、油漆搅拌、油漆熟化、油漆粘度、稀释剂比例、喷嘴压力、枪嘴到工件距离、喷漆角度、预涂以及湿膜厚度等进行巡检,保证每一项都符合要求;
f 涂装前对两种涂层过渡区域进行预涂,保证两种涂层体系过渡区域接缝整齐,涂层厚度达到要求;
g 涂装时采取遮盖等有效方法对现场预留焊缝部位进行保护,避免油漆污染,影响桥位现场焊接质量;
h 高强螺栓孔部位涂装前,先对高强螺栓孔内壁进行预涂,保证孔壁无漏涂,避免孔壁锈蚀物流出污染摩擦面。
4.8.8 质量保证措施
a 材料控制:钢桥制造所用的材料必须符合设计要求,来料除必有的材料质量证明书以外,钢材还必须经过复验;焊接与涂装材料为抽样复验,但复验合格才能使用。
b 钢材进厂后为了能清晰的区分材质,必须在钢材端部涂上识别色,Q370qD板涂兰、白各一道,Q345qD板涂红、黄各一道,识别色的线条宽度各为50mm。
c 各零部件的下料,严格按排料图及施工详图进行,并按部件位置依次编写构件油漆号和打上构件钢印号,防止部件过程中的混乱。
d 零部件下料后的余料,要求按上述要求在钢料端部涂上相应的识别色。
e 所用的样板、样杆上写明零部件的材质、规格、数量、孔的规格等,在样板、样杆上按工艺留出加工余量及焊接收缩量。
f 纵、横梁的盖、腹板下料,其应力方向与钢板的轧制方向一致,主桁弦杆号料后在弦杆规定的位置上打上材质、炉罐号代号的钢印。
g 钢零件的矫正按结构形式确定采用冷矫和热矫,冷矫环境温度不低于-12℃,当采用热矫正时温度控制在600～８00℃,温度降至室温前不得敲击钢件。
h 板件弯曲采用冷弯工艺时,内侧弯曲半径不得小于板厚的15倍,小于者用热煨,热煨温度控制在900～1000℃,弯曲后的边缘不得产生裂纹。
i 所有板件外露边缘采用精密切割,当其精切质量有困难保证时应采用机加工工艺进行。且磨去边缘的飞刺、挂渣,使断面光滑匀顺。精密切割表面质量允许偏差见4-3:
项 目
主 要 零 件
次 要 零 件
表面粗糙度

崩 坑
不允许(注)
1000m长度内允许有一处1.0mm
塌 角
圆角半径不大于0.5mm
切角面垂直度
≦0.05t,且不大于2.0mm
气割面垂直度
不大于板厚的5%,且不大于2mm
表4-3
注:气割后要加工的边缘,小于2mm的崩坑允许不修补,但对气割后的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,表面粗糙度达到100,切割面修磨匀顺。(切割面仍需加工的除外)
j 对切割后需机加工的焊接边缘按工艺要求预留加工量。边缘机加工刨(铣)深度不大于3mm,加工面粗糙度见上表,对顶紧面的加工粗糙度不低于12.5,顶紧加工面与板面垂直度偏差应小于1%,且不大于0.3mm。
k 板件焊接边均宜机加工,同时对工型、箱型杆