钢箱梁人行天桥施工焊接工艺.docx

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钢箱梁人行天桥施工焊接工艺

人行天桥施工

1钢结构制作

1.1运输方案选择

我公司钢结构制造厂制作的钢结构分阶段采用拖车和加长载重汽车转运至现场进行拼装。

1.2施工准备

１）如我公司中标,立即与业主和设计部门联系，尽快获得设计图纸和组织图纸会审,及时发现问题及时处理,使缺陷和矛盾在设计阶段解决。

2）编制施工方案、各工序的作业指导书和焊接工艺评定书，并进行工序能力的审定。

3）所有管理人员、各类焊工、无损检测人员均需持证上岗,对工程中技术复杂、难度大、精度高的特殊工序,应由技术熟练、经验丰富的人员来完成。

４）按设计详图提出详细的工程用料计划,所有材料（包括钢材、焊材、螺栓、油漆等）,应按设计规定要求的品种、规格、牌号进行采购，材料均应满足有关规范的要求。

５）对供货厂家将由业主、设计、监理和质量监督站参加进行考察、调查,选择质量好、讲信誉、服务态度好的供货厂家,并报业主，监理审查批准。

6）施工机具按资源配置计划选用，配备性能可靠、使用安全、操作和维修方便的焊接、吊装、检测设备。

7）检验、测量设备工具必须经计量法定单位检测合格，且在有效期内，应保证量值传递统一、准确可靠。

1.3主要施工方法

　　　　1）放样、号料

ａ、放样前必须熟悉施工图和工艺要求，应检查确认钢材的牌号、规格、质量是否符合图纸及有关规范标准的要求。

b、放样前应对钢材进行检查,如不符合规范要求则应进行矫正,合格后方可使用。

ｃ、钢材矫正采用机械矫正（平板机、型钢矫直机）及火焰矫正。

火焰矫正温度应按制在600～80０℃，不得超过900℃,低合金钢加热矫正后应缓慢冷却，温度尚未降至室温时，不得锤击。

d、矫正后钢材表面不应有明显的册痕和损伤。

损伤程序不应超过有关标准的要求。

e、放样和号料应根据工艺要求预留制作时的焊接收缩余量。

2）下料、切割及坡口加工

a、翼缘腹板及主要构件钢板采用门式多头自动切割机进行切割下料,对于异形件采用微机编程，用自动数控切割机进行切割下料,气割缝每道留2~3mｍ切割余量。

b、箱梁上小于12ｍm厚的筋板，可用剪板机剪切,剪切面应平整。

对于需要进行刨、铣的零件，下料时应放加余量。

角钢下料采用锯割。

c、坡口加工：

坡口形式应根据施工图纸及规范要求，焊缝的级别进行设计。

一级焊缝区采用刨边机加工坡口,一般位置坡口采用自动切割机加工坡口，坡坡口加工一定要按工艺规定进行，必须保证坡口角度,钝边及光洁度。

3）拼接

a、板材、型材的拼接应在组装前进行。

b、拼接焊接必须用埋弧自动焊机进行。

施焊前，应从焊缝的两端设置引弧和引出板，其材质和坡口形式应与焊件相同。

引弧和引出板的焊缝长度应大于5０mm。

焊接完成应采用气割切除引弧和引出板,并修磨平整，不得用锤击落。

拼接焊缝必须达到ＩI级以上焊缝标准。

c、拼接完毕的钢板经检查有关几何尺寸合格后,平板机进行矫正至符合规范要求。

４）组装

钢箱梁必须在工厂建立的满布胎架上进行整体组装焊接。

胎架顶面须做成与钢箱梁相同的竖曲线形,钢梁的顶、底、腹板均应用2０%冲钉加20%螺栓加拼接板将七段拼接为整板后再参与组装。

ｂ、焊接工艺评定：

焊接工艺评定按国家现行的《建筑钢结构焊接规程》的规定进行。

我公司施工的同类工程较多，Q235与Q２３5，Q34５与Q３４5焊接及Ｑ2３5与Q345异种钢焊接都有现成的焊接工艺评定，有成熟的焊接经验。

焊接工艺评定按如下程序进行:

拟定焊接工艺指导书　　　　施焊试件　检验试件　试样设备　施焊试件

工艺评定报告　　编制焊接工艺

c、焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常工作状态，钢材、焊材必须符合相应标准，应由持证人员焊接试件,评定合格的焊接工艺评定才能用于实践。

d、焊接材料：

焊条和焊剂在使用前应按产品说明书规定的烘焙时间和温度进行烘焙,保护气体的纯度应符合焊接工艺评定的要求。

低氢型焊条经烘焙后应放入保温筒内，随用随取。

不合格的焊条禁止使用。

ｅ、焊接工艺

施焊前，焊工应复查焊件部位的组装和表面清理的质量,表面和坡口内外两侧２00mm范围内的油、锈及其污垢,必须清理干净且呈现金属光泽。

组装件必须在自由状态下组合，以避免附加应力造成焊接裂纹和焊接变形。

焊接方法优先采用埋弧自动焊，其次采用手工焊,构件主焊缝必须采用埋弧自动焊。

钢构件坡口型式按焊缝级别要求和焊接方式进行设计。

对接接头、T形接头、角接接头、十字接头等对接焊缝及对接和角接组合焊缝，应在焊缝两端设置引弧和引出板，其村质和坡口形式应与焊件相同。

多层焊接宜连续施焊,每一层焊道焊完后应及时清理检查,清除缺陷后再焊。

焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应查清原因，订出修补工艺后方可处理。

焊接完毕焊工应清理焊缝表面熔渣及飞溅物经自检合格后,焊工应在工艺规定的焊缝相关部位打上焊工钢印。

5）焊接检验

a、焊缝外形尺寸应符合现行国家标准《钢结构焊缝外形尺寸》规定。

b、平板对接焊缝，T形焊接,为一级焊缝，其余为二级焊缝。

c、无损检测：

无损检测人员必须持相应探伤资格证。

一级焊缝应进行100%的超声波检查,二级焊缝应进行不少于2０%的超声波检查,且不少于200ｍm,低合金结构钢应在完成焊接２4小时后，方可进行无损探伤检验。

６）制孔

a、钢箱梁相连的高强螺栓孔应组装成形矫正后再钻孔。

高强螺栓群孔采用数控钻床钻孔，以保证几何尺寸及精度。

b、螺栓孔及螺栓孔孔距的允许偏差应符合规范要求。

７）高强螺栓摩擦面

a、构件磨擦面处理与构件表面处理同时进行，采用喷砂（丸）处理。

b、经喷砂处理的磨擦面,出厂前应按批作抗滑移系数试验，最小值应不小于0.4的设计要求,出厂时应按批附3套与构件相同材质、相同处理方法的试件,安装时予以复验抗滑移系数。

c、构件摩擦面处理好后，予以保护，以免在喷漆、包装、运输时损伤。

８）构件成品检验

a、工厂预拼装：

构件制作过程中在工厂应进行预拼装,预拼装时,每个单元分别进行,连接后看有关几何尺寸是否符合设计和规范要求。

b、预拼装合格后应标注中心线,控制基准线等标记，必要时应设置定位器，标注中心线时,采用打洋冲眼的方法。

c、预拼装合格后进行喷丸、油漆、包装等工作。

ｄ、钢构件经焊接矫正后，应按照施工图纸和施工规范的规定进行检查验收，施工单位质量部门验收合格后,经第三者检验（业主、设计院、监理、质监）共同验收,合格后方可出厂。

９）涂装

a、表面处理:

喷丸前构件表面粘附油脂、涂料等污物时,采用适当的有机涂剂清理。

b、喷丸施工在喷丸机上进行。

c、表面处理之后的钢构件在6小时内必须喷涂，涂装之前不允许锈蚀,如有反锈现象，必须再进行表面处理。

d、涂装应均匀，无起皱、流挂、脱浇、漏涂等缺陷，附着应良好。

１0）包装和运输

a、大件采用裸装,小件封闭箱进行包装,包装箱选用钢材,主要选用Q235A类型材。

b、包装箱的型式根据设备外形特点设计加工,必须保证包装牢固可靠,在经过陆运装卸后构件不变形、不损坏、不散箱。

安全运抵现场。

2人行天桥钢箱梁安装

２.1吊装准备

1）墩柱交接验收:

交接时须标出纵横中心线、柱顶标高,并提供书面测量成果,经监理方认可签认，达到要求后可交接进行吊装准备。

2）与交通部门取得联系,经相关部门批准后进行吊装。

3）根据天桥钢箱梁纵向分段情况，分别在各分段处采用贝雷架作临时支架，下部设砼基础。

４）架设临时支架

①保证支架垂直度在顶部小于1０mｍ，保证桥底部与柱顶有约500mm间距,以利微调时放置千斤顶。

②在临时支架上测出钢梁接头处左右各1ｍ的坐标点,在此处架立约500mm高调整支架，使支架两端标高达到相应桥底该处的标高，保证调整支架斜度及标高与桥底面斜度及标高一致。

钢箱梁落位后,高度方向只作细部微调。

5）现场实行封闭施工，并悬挂安全警示牌。

６）接通施工电源,完善照明设施。

7）吊装机具及设备就位。

2.2吊装方案的确定

1）根据工程特点及临时支架搭设位置,建议采用中间合龙方法进行拼装。

其优点为:

拼装应力、下挠度、平衡重和振动等较小。

2）人行天桥钢箱梁吊装：

考虑选用两台50t汽车吊抬吊。

2.3人行天桥钢箱梁的吊装

1）吊索具的选择

采用四个吊耳4根６X37＋1的钢绳吊装。

为调整方便,准备１０t的手拉葫芦3个加挂在其中３个吊点处。

2）吊耳的确定

吊耳要求在工厂焊上，焊在腹板或隔板处,双机抬吊,在距梁端部约３ｍ位置焊2组吊耳。

吊耳均选用δ=２2mｍ材质的1６Mｎq的钢板制作,保证每个吊耳焊缝长不小于２50mm。

3）构件起吊后角度调节

因桥面均为斜面,构件起吊后角度与桥面斜度一致，以便拼拼装,故用3个1０t手拉葫芦分别调整纵横高度。

4）吊装

吊装：

根据吊装顺序进行依次吊装，主梁之间横联同步安装。

组装:

采用中间合龙拼装。

在永久墩顶部支座处,保证垫铁中心线与支座中心线在两上方向重合,在调整支架上焊限位板，保证横向就位，片与片之间接缝塞入3~6mm厚钢板,以保证焊缝间隙，每一跨形成后，测量桥面标高及坐标位置达到要求后，进行高强螺栓连接和焊接。

5）高强螺栓连接

①施工准备

ａ、高强螺的清点和抽查。

螺栓运到工地后,应按螺栓、螺母、垫圈清点配套,并按螺栓长度分类造册,分箱存在专设的螺栓库中。

ｂ、栓全面摩擦系数复查，如复查的摩擦系数小于设计要求时，须在工地对栓全面重新进行处理。

②扳手的标定

高强螺栓的主要工具是扳手，用扭矩控制轴力的扳手，一般每天开始作业和作业结束后，进行两次标定。

③施拧工艺和注意事项

ａ、钢梁拼装所使用的高强度螺栓长度,必须符合拼装要求。

一般规定长度小于1０0ｍｍ的螺栓,螺纹外露长度为５ｍm~8ｍm;长度大于1０0ｍm时,螺纹外露长度为5mｍ~14mm。

b、组装螺栓时,必须注意将垫圈孔内经倒角处与螺栓杆及螺栓头颈过渡圆弧处相配合，不得装反。

c、螺栓穿装方向要正确，主桁节点螺栓向外穿，纵梁上翼缘和上下平联向下穿。

d、穿螺栓时，除个别死角处及纵梁上翼缘连接螺栓可旋拧六角头外,其余必须旋拧螺母。

e、雨天不得拖拧螺栓作业。

雨后拼装作业时,如栓合板、螺栓尚未干燥，应用高压风吹干再进行。

f、初拧可用工人扳手、风板或电扳;拧螺栓顺序为由节点中央开始逐渐向四周边缘进行;大节点板应从板的中央顺杆件向外进行。

g、初拧须使板层达到密贴并使螺栓受到不小于设计轴力20％的预拉力。

采取松扣复拧办法时,按所拟的施工工艺进行。

h、终拧采用示功扳手（音响扳手、定扭电动板手等）按规定扭矩施拧,拧完后宜普通再拧一遍,以防先拧的螺栓轴力降低,并须考虑增加8％的应力松驰损失量。

ｉ、用扭角法施拧时,用300kN.ｍ手动定扭扳手进行初扭后,再用同样方法复拧，使板层密贴。

然后用油漆作出记号，根据计算出转角数或经验转角数,经复核无误后（要考虑8%的应力松弛损失量），用1.6m长扳手、风动扳手或电动扳手将螺母拧至转角线为止,并用油漆在螺栓头上作出标记。

ｊ、扭矩法每把扳手应有专人在上班前进行标定，下班交回时复查误差范围。

凡反应不够灵敏、误差大于5％的应即停止使用。

桥位附近应设有检验设备，以便随时校验。

扭角法初拧用扳手应每四小时校正一次,限制误差在4N.M以内。

也可采用定扭电扳或风扳施拧。

k、钢桥拼装上下层作业时，应错开一个节间进行，以保证工作人员安全。

ｌ、终拧后的螺栓须用有色油漆在螺母上作标记。

经验收合格的螺栓，凡外露部分（包括垫圈）应立即涂上油漆。

板层间用腻子腻成流水坡，防止雨水侵人。

全桥栓合完毕，方可拆除脚手架。

m、终拧后如尚有超过2mm的板缝时，必须用钢板填充间隙。

钢板两面应进行打毛处理。

如间隙小于２mm，是否处理,视接合件的刚度而定。

ｎ、拧螺栓工人应对其进行短期培训，防止漏拧、欠拧和超拧，以免造成隐患。

④高强度螺栓施拧后的检查验收

高强度螺栓终拧完毕,须派专人进行检查验收。

当天拧完的螺栓应当天检查完毕,并做好施工记录。

检查记录上应附有节点图,注明螺栓位置及实测扭短,以后作为正式技术资料移交。

6）工地焊接

①工地焊接施工步骤和要求

块件的工地焊接可分为以下几步进行：

a、矫正接头部分的变形。

块件运抵工地后，因运输或其他原因,接头处可能有某种变形，须在组拼前用千斤顶或火焰加热法矫正到容许范围内。

b、吊装组拼。

块件用吊机组拼时，严防碰伤接头。

焊缝两边的板块要互相对齐,防止发生歪扭现象。

ｃ、安装夹具。

夹具是将焊缝两边板块刚性弹性的连接在一起的专用设施。

ｄ、安装补垫和调整坡口间隙。

在焊缝下按照规定安装衬垫，同时精确的将坡口间隙和两侧板块高低,用调节螺钉、楔块等调整到规范许可的误差范围内。

如确有困难达不到规范要求时，可采用堆焊、研磨等办法将其整修合格。

ｅ、设置防护设施。

设置防风壁和其他设施遮盖全部焊接接头,以防风雨侵袭。

ｆ、点固焊。

即组装定位焊，系将两块板件的相互位置完全固定,以免在焊接时发生错动。

在进行点固焊前必须首先进行预热。

点固焊如有裂纹或其他缺陷时必须铲除重焊。

g、焊前预热。

为延缓焊接处的冷却速度,籍以防止形成硬化组织，并且为了促使焊缝金属中氢的溢出,从而防止产生裂纹,在焊接以前一定要对焊缝两侧的金属预行加热。

h、焊接施工

▲焊接区的清除。

焊接前必须清除焊接区的有害物,对焊接的清除范围是焊缝两侧各50ｍm范围内的对接钢板的三个而;Ｔ形焊的清除范围是横板接触面从两个立边起算的30mm范围内，和立板端部30cｍ范围内的三个面。

清除内容包括：

埋弧焊及用低氢焊条焊接的杆件，焊接区及两侧必须清除铁锈、氧化皮等影响焊接质量的脏物;

清除定位焊的飞溅熔渣;

熔透焊缝的背面必须清除影响焊透的焊瘤熔渣、焊根等；

多层焊的每一层必须将熔渣缺陷等清除干净,才能再焊下一层。

坡口范围内须用钢丝刷或通过打磨露出表面金属，然后才能按规定的焊接顺序施焊。

▲焊接方法的选定。

盖板、腹板、横梁、纵梁、桥面板等何者先焊，何者后焊,以及焊接时采用前进焊法、后退焊法、对称焊法或者跳跃焊法等,应按既能减少焊接变形和残余应力，又能减少焊接和矫形工作量的原则适当作出决定。

选定时对先焊某些焊缝是否会影响其余焊缝的坡口组装精度和会不会引起翘曲变形等情况应充分考虑。

▲减少焊后变形的措施。

为减少焊后出现变形和残余应力,可考虑采取以下措施:

增加焊道的熔敷量，减少焊道道数;

均等对称进行焊接；

按可以消除变形的顺序和方向施焊,例如可选热量均匀分布的跳跃法、导向分段法和其他变形较小的施焊顺序施焊。

焊接工人对保证焊接质量关系重大，必须经一定时期的培训,经考试合格后方可上岗。

i、降低残余应力和矫正焊后变形。

对已经出现的变形，一般用局部加热法热矫或加压冷矫。

对焊接部位周围产生的残余应力,当它对结构物的强度和安全性不良影响时,应当用退火方法消除。

退火温度一般为600℃~6５０℃,对调质高强度钢不得超过600℃。

此外还可以采取振动法、敲击法等降低残余应力,同时也可在施焊时采取以下措施：

首先是从约束较大的部位向约束较小的方向施焊;其次从一端或者中央向另一端连续施焊;再次是将基材先预热到8０℃～15０℃再焊等。

j、保证焊接质量的其他要求

焊接材料的正确选用和科学管理是保证焊接质量的重要一环,焊条、焊剂等在使用前必须按照规定进行干燥,凡已经缺损、脱皮的焊条都不得使用。

焊条、焊剂必须按规定烘干使用。

焊剂的粒度，埋弧自动焊宜用1.０ｍｍ~3．0mm；埋弧地自动焊宜用０.5mm~1．5mm。

埋弧自动焊焊剂覆盖厚度不应小于20mｍ；半自动焊不应小于1０ｍｍ。

焊剂中的脏物、焊丝上的油污、锈迹必须有清除干净。

手工焊引火打弧,对钢材影响很大。

瞬间的引弧会使钢材经受严重的淬火导致局部性能变坏。

故只能焊口上允许引弧,杜绝在工件其他地方引弧，发生引弧缺陷时必须进行补修。

埋弧自动焊须距杆端部８0mm以外的引板上起弧、熄弧。

埋弧自动焊焊接吵应断弧，如有断弧必须将停弧处刨成１:

５斜坡后再继续搭接５0ｍm施焊。

在箱梁内部施焊时,必须有适当的排烟措施。

在焊接和冷却的过程中，对焊接部位不要有较大的冲击和振动。

加劲助手工施焊的第一层要特别仔细的焊接，并在焊后检查有无裂纹发生。

垂直应力方向的对接焊缝余高必须铲除,并顺应力方向磨平。

杆焊接后两端引板必须用气割切掉,并磨平切口。

②焊接质量的检验和修补

施焊完毕应将外部打磨平整并对焊缝质量进行严格检验,找出各种缺陷并进行补修。

检验内容包括以下几项:

a、外观尺寸。

用肉眼及量测工具检验：

焊缝宽度、焊缝表面焊波高低差、焊肢长度、焊喉厚度、焊缝加强调指出和修磨长度等。

b、表面缺陷。

包括弧坑及短路、咬边、气孔、焊瘤、夹渣、表面裂纹等，用肉眼、磁粉和浸渍探伤法检查。

c、内部缺陷。

隐蔽在焊缝内部的缺陷，应在焊接24小时后进行无损检验。

检查方法有超声波探伤检查和射线透视摄影检查两种。

纵加劲肋接头由于不能用射线检查，一般用目视检查,有疑问时可用浸透性探伤检查。

对检查出来的缺陷,应按下表分类办法加以分类进行补修。

焊接缺陷的补修办法主要是用碳弧气刨清除缺陷，用原焊接方法重焊。

通过各种检查发现的缺陷在清除前要确认缺陷位置所在和决定修补的程度。

须完全铲除的首先是裂纹，其次是熔深不良和焊瘤等，至于凹痕、气泡、夹渣等可按列表办法部分铲除。

有的缺陷（如裂纹）原因复杂，为查明原因起见，可从缺陷部位破面取样检查。

裂纹是最危险的一种焊接破坏原因必须特别注意。

为防止裂纹扩大，可采用同槽释放法，即在弄清范围后在裂纹端部钻孔将裂纹截断。

　７）现场涂装

钢梁在全部组拼、高强度螺栓合妥当,架设安装后经过检验、除锈、洗刷并干燥后,按照涂装的质量标准和工艺要求，先将未涂底漆或已涂而部分脱落者补涂底漆,待底漆干燥后，再进行全部涂漆工作。

①面漆涂装

ａ、面漆涂装工序如下所示

清除面层间的锈污刮嵌腻子　打磨　　第一道面漆　

打磨　　第二道面漆打磨第三道面漆

清除板层间的锈污时，应卸去临时栓合螺栓及垫板,撬开板缝打砂除锈,撬开宽度不超过4ｃm／m,以免产生永久变形。

打砂后用压缩空气将缝内砂土吹净。

打磨时用铲刀将涂层表面的水泥、灰尘、杂质铲除干净,然后用“０0”号砂布打磨一遍，以增加各层间油漆的粘牢度。

b、钢梁涂装次序。

为减少高空作业量，可在预拼场内喷涂部分面漆。

桁梁组拼时如受到污损,拼装完毕后仍需全面或部分再喷涂一次。

c、涂装设施：

机械涂装采用喷枪喷涂。

d.涂漆的气候条件

▲温度。

涂漆时气温不得低于5℃。

低温时只可在暖气管加热棚内涂漆。

夏天气温超过3０℃,钢材表面温度达50℃以上时,不得施工涂漆。

▲温度。

雨、雾、雪、霜冻时,不得露天涂漆;相对湿度大于8０%时，不得涂漆。

▲风。

五级风时应停止刷涂;四级风时应停止喷涂。

e.油漆层的间隔时间。

必须待先一层涂漆干透后,才可涂次层底漆。

但最多不得超过７天。

超过时，应先打磨处理后再行涂装，必须全部底漆干透并清理粉尘、杂质后方可涂第一层面漆，但最多不得超过6个月,超过时，应先将底漆表面打磨处理后,加涂一层底漆。

各种涂料最低干透时间为:

氯化橡胶、醇酸涂料、环氧涂料和聚氨脂涂料24h；油性涂料，酚醛涂料48h;富锌涂料７2h。

②涂装质量检查验收

ａ.钢料涂装后应表面光泽、颜色均匀;无露底、漏涂、涂层剥落、涂膜破裂、起泡、划伤及咬底等缺陷。

手工涂刷的不得有明显刷痕。

桔皮、起皱、针孔和流挂在任一平方米范围内,小于3cm×３cm面积的缺陷不得超过2处。

小的凹凸不平，在任一平方米范围内不得超过4处。

涂料屑粒和尘土微粒所占涂装面积各不得超过10％。

b．每天完成的工作,应由班组长、质量检查员验收合格后方可进行下一道工序。

ｃ.每层油漆质量的检验应在油漆一昼夜后进行,全部油漆完成昼夜后进行验收工作。

如发现严重缺陷应返工重涂。

d.在喷涂时应用湿膜厚仪、钢片尺等检查涂层厚度是否足够。

不足时应采取适当措施。

己经干了的漆膜可用钢料漆膜测厚仪或CＨＪ—１型电磁厚度仪测量厚度。

e．油漆质量检查包括外观检查和漆膜厚度检查，可采用眼看、刀刮、测厚度方法进行。

8）临时支架拆除

待钢箱梁验收合格后,拆除临时支架。