钢箱梁施工组织设计方案.docx

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钢箱梁施工组织设计方案

钢箱梁制造

施工组织设计方案

1.工程概况

本桥理论桥跨为2x40米，为两跨等截面连续钢箱梁桥，是连接呼和浩特至锡林浩特跨线改建桥，钢桥纵向位于1.6%的上坡及R3500米的凸竖向曲线上，安装时在桥跨中部设置1.625cm预拱度;钢桥横坡由梁段绕中轴线旋转而成.如下图。

全桥钢箱梁横断面为单箱单室构造，桥顶面单幅桥宽15.5米，底面宽11.5米，梁高1.8米，主要由顶板、底板、腹板、横隔板、U肋、悬臂板等组成，如下图。

2本工程拟采用的标准

（1）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）;

（2）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）;

（3）《铁路钢桥保护涂装》（TbT1527-2004）;

（4）《铁路钢桥制造规范》（TB10212-2009）;

（5）《金属拉伸试验方法》（GB228-2002）；

（6）《金属弯曲试验方法》（GB232-2002）；

（7）《金属夏比（V型缺口）冲击试验方法》（GB229-1994）；

（8）《低合金高强度结构钢》（GBT1591-2008）；

（9）《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）；

（10）《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量、及允许偏差》（GB709-88）；

（11）《手工电弧焊焊接接头的基本形式与尺寸》（GB985-88）；

（12）《埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》（GB986-88）；

（13）《低合金钢埋弧焊用焊剂》（GB12470-90）；

（14）《钢熔化焊脚接焊缝磁粉探伤》（JBT6061-92）；

（15）《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GBT11345-1989）。

（16）《金属熔化焊焊接接头射线照相》（GBT3323-2005）；

3.施工组织安排

根据本工程的特点，我公司将合理设置施工组织结构，配置技术能力强、施工经验丰富的管理人员进行车间和桥位现场管理；配置适合本工程特点的设备进行施工，保质保量的完成合同所涉及到的工程内容

3.1施工组织结构设置

3.2拟投入本工程的主要管理人员

序号

姓名

职务

备注

1

叶朝清

项目经理

兼任

2

肖贵辉

项目常务副经理

3

曾伟

项目总工

4

吴运宏

质量技术员

5

李国远

质量主管

兼任

6

熊文全

安全主管

兼任

7

唐菱

生产安全员

8

马梅

财务主管

兼任

3.3拟投入的劳动力配置计划表

拟投入的劳动力配置计划表

序号

项目

数量（人）

配置总数

板单元制造

桥位安装

备注

1

放样、切割

10

10

2

装配工

20

10

10

3

气刨工

3

1

2

4

焊工

38

18

20

5

涂装工

20

10

10

6

电工

2

1

1

7

起重工

3

1

2

8

辅助工

20

10

10

9

小计

116

61

55

注：

人员根据实际生产进度进行动态调整。

4.拟投入本工程的设备及仪器

拟投入本合同项目的主要机械设备及仪器清单

序号

机械设备名称

规格型号

数量（台套）

备注

1

数控火焰切割机

1

2

半自动火焰切割机

10

3

手把切割

10

4

CO2保护焊机

20

5

埋弧焊机

1-4

6

直流电焊机

5-10

7

汽车吊

25-75吨

2-4

租赁

8

龙门吊

4-40吨19M

1

自制

9

角向磨光机

若干

10

喷砂机

2

11

空压机

4

12

无气喷涂机

2

13

冲击试样缺口拉床

1

14

手拉葫芦

10

15

水准仪

1

施工单位配合

16

全站仪

1

施工单位配合

17

长度检测工具

若干

18

测厚仪

1

19

20

21

22

23

5.施工总体策划

5.1钢箱梁制作安装总体思路

根据现场施工环境及钢箱结构形式，本钢箱梁拟采取“车间板单元+现场节段组拼和安装”的方式进行钢箱梁制造。

（1）车间板单元制作

本阶段主要完成顶板单元、横隔板单元、底板单元、腹板单元和翼缘板单元等的焊接、单元件表面处理、电弧喷铝和油漆喷涂等工作。

（2）现场节段组拼和节段安装

（a）本阶段主要完成钢箱节段组装、焊接及油漆喷涂等工作。

（b）为配合钢箱节段组装、板单元卸货和吊装转运，在单幅桥的两侧布置型钢支架，支架上安装架桥机导梁作为龙门吊轨道梁，并在导梁上布置两台2-40T的龙门吊；龙门吊覆盖整个节段组拼区域和部分安装区域。

（c）在引桥位置采用型钢焊接组拼胎架，并在抬架上组拼焊接钢箱节段。

单幅桥钢箱节段共分两轮，每轮分别组装两个吊装节段，现场基本布置如下图。

（d）钢箱第一轮节段组拼完毕后，借用原未拆除的旧桥墩作为钢箱节段安装支架，采用龙门吊依次安装吊装节段2和吊装节段1。

然后在原胎架上进行第二轮节段组拼，组拼完毕后，将节段依次吊装至现已安装的钢箱上进行短时间存放，并将靠进呼和浩特组拼区域的架桥机梁拆除并安装至吊装节段3（第三吊）的位置，然后进行吊装节段3安装；吊装节段3安装完毕后，拆除吊装节段1（第二吊）上方的架桥机梁，并安装至吊装节段4（第4吊）位置，然后进行吊装节段4安装。

（e）A幅桥安装完毕后，将起吊设备安装至B幅桥，拆除B幅桥，并按照A幅桥的方法制作和安装B幅桥。

（f）全桥全部制作安装完毕后，采用移动脚手架进行油漆补涂和面漆喷涂。

（4）施工区间交通疏导基本方案

为保证施工区间行车安全及不对交通造成大的影响，拟进行以下的交通疏导。

（a）将A幅桥车流引入B幅桥，然后拆除A幅桥,拆桥区间根据拆除位置分别对下方高速公路进行封闭和改道处理。

（b）封闭开往集宁的高速公路，进行钢箱梁起吊设备支架及起吊设备安装及组拼胎架制作。

（c）待A幅桥A1、A2节段安装完毕后,清除A1、A2下方的建筑垃圾,并将车流引入开往集宁的车道,然后进行A3、A4节段安装。

（d）A幅桥全线贯通后，将车流引入A幅桥，然后按照A幅桥的交通疏导方法进行B幅桥施工交通疏导。

5.2钢箱梁施工流程

5.3现场布置示意图

5.3.1A幅桥施工现场布置示意图

现场平面及立面布置示意图

安装位置横向示意图节段组装位置横向示意图

5.3.2B幅桥施工现场布置示意图

现场平面及立面布置示意图

安装位置横向示意图节段组装位置横向示意图

6.钢箱梁施工工艺方案

6.1钢箱梁施工前准备

6.1.1施工技术文件准备

根据本工程施工特点及施工需要进行施工图纸、焊接工艺评定方案等技术资料的准备。

钢箱梁制造技术资料主要包括：

（1）钢箱梁节段划分图：

按照规范及设计的要求进行节段划分，然后报监理及设计进行审核。

（2）施工图：

按照审核批准后的分段方案进行生产图纸转化，将其转化成满足生产需要的节段总图、部件图、零件图、排料图等。

（3）焊接工艺评定方案：

按照TB10212-2009及产品接头形式拟定工艺评定方案，并报监理审批。

（4）钢箱梁施工组织设计

（5）钢箱梁板单元制作工艺

（6）钢箱梁桥位组装工艺

（7）钢箱梁桥位满堂支架设计及计算

6.1.2工艺评定试验

（1）按照TBT10212-2009附录C的要求制定“焊接工艺评定方案”,并报监理工程师进行审批。

（2）按照审批后的“工艺评定方案”制作工艺试板.并进行相关项目的检验和试验。

（3）所有试验均在监理工程师的旁站监督下完成,工艺评定试验通过后，按照工艺评定结果制定焊接、施工工艺规程。

焊接工艺评定试验程序见下图。

焊接工艺评定流程图

6.1.3主要材料采购及验收

（1）钢板进场验收

（a）钢板复验程序流程图

（b）根据图纸要求，本次工程主体所采用的钢材为Q345D,其材料的化学成分和力学性能应符合《低合金高强度结构钢》（GBT1591-2008）的规定。

（c）根据设计图纸材料要求及工程量，编制材料统计清单，统计时充分考虑材料的套裁、搭配、消耗率，同时要做到规格尽量要少。

（d）材料到场后，积极组织人员进行材料进场验收工作。

（e）按照《低合金高强度结构钢》（GBT1591-2008）标准规定的试验方法：

化学成份按GB223《钢铁及合金化学成份分析方法》进行，机械性能按照GB228《金属拉伸试验方法》及GB6397《金属拉伸试验试样》、GB232《金属弯曲试验方法》、GB229《金属夏比（V型缺口）冲击试验方法》进行检测，严格按《桥梁用结构钢》（GBT714-2008）标准进行验收。

（f）检查钢材表面锈蚀等级是否符合《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923-88）的规定。

（g）检查钢材的外观尺寸偏差是否是允许范围之内。

（（n为对接接头数量），且底板的坡口方向均朝上，如下图。

（2）按涂装体系要求对底板顶面U肋覆盖区域喷涂刷无机富锌底漆。

（3）将U肋进行喷砂处理，然后对其内外表面进行防腐处理。

（4）底板单元组装

●以纵横基线为基准，划线组装U肋。

●注意：

U肋组装时需从一端往另外一端进行点焊固定。

●组装完毕，将其转至反变形胎架上进行焊接，宽度为1.8~3米的反变形胎架弦高控制在20~60mm之间，如下图。

组装完毕结构示意图

反变形胎架示意图

为保证U肋80%熔透，底板单元焊接时，需将反变形胎架倾斜20度，使其变成船形焊位置。

（5）底板单元焊接

●焊接方法：

采用实芯焊丝二氧化碳气体保护焊焊接。

●焊接顺序：

先焊中间U形肋的焊缝，然后对称焊接两侧U肋的焊缝，焊接时，需从焊缝中间往两侧对称施焊，如下图。

焊接顺序示意图

（6）二次号割：

焊接完毕，经矫正处理后，以横基线为基准，划线切割底板另一端至要求尺寸（L-4*n），并按图纸要求切割焊接坡口。

（7）防腐处理：

板单元尺寸和焊缝质量均检查合格后，转至喷砂涂装工序，按涂装体系要求进行表面处理、电弧喷铝及完成除末道面漆外的其他所有油漆喷涂。

注意：

焊接部位两侧需各预留至少50mm不喷涂油漆，并将坡口进行保护。

6.3.3顶板单元制作

（1）顶板单元结构与底板单元类似，均由顶板和U肋（或加劲肋）组成，如下图。

顶板单元结构图1顶板单元结构图2

（2）制作基本流程：

下料及成型→顶板内表面及U肋内表面处理→U肋覆盖区域喷涂刷无机富锌底漆→顶板单元组装→焊接→校正→二次号割→防腐处理

（3）注意事项：

●带加劲肋顶板单元可直接进行组装焊接，待组焊完毕后整体进行喷砂防腐处理。

●顶板段内及段间连接坡口均开成单边V形25度，且均朝箱体上方。

●下料及二次号割时注意减去因采用陶瓷衬垫工艺而预留的间隙尺寸（L-4*n）。

（4）各工序制作要求请参见“6.3.2底板单元制作”相关内容，此处不在重述。

6.3.4腹板单元制作

（1）腹板单元由腹板和加劲肋组成，如下图，结构与靠近悬臂位置的顶板单元相类似，如下图。

（2）制作流程：

下料→组装→焊接→校正→二次号割及开坡口→喷砂→腹板外露面电弧喷铝→涂装

（3）注意事项：

●腹板坡口均在板单元制作完毕后开。

●腹板与顶面连接坡口为单边V形30度坡口，方向朝箱体外；腹板与底板连接坡口为单边V形30度坡口，方向朝箱体内；

●腹板段间对接坡口开成单边V形25度，采用单面焊，反面清根工艺。

坡口朝向箱体内。

（4）各工序制作要求请参见“6.3.2底板单元制作”相关内容，此处不在重述。

6.3.5横隔板单元制作

（1）横隔板单元主要由横隔板、人孔圈、水平加劲肋和竖向加劲肋组成，如下图。

横隔板结构示意图

（2）制作基本流程：

（a）下料及成型：

●采用数控火焰切割机编程下料，U肋开口尺寸需单侧大于设计尺寸2mm。

●采用半自动火焰切割机划线切割加劲肋和人孔加强圈

●采用折弯机进行人孔加强圈成型，人空加强圈从中间一分为二分别进行成型。

（b）横隔板组装

●将横隔板放在平台上，然后以横隔板中心为基准，划线组装水平和竖向加劲肋。

组装时，从中间位置依次向两端点焊固定。

●组装人孔加强圈。

（c）焊接

●焊接方法：

采用实芯焊丝二氧化碳气体保护焊焊接。

●焊接顺序：

先焊人孔加强圈与横隔板的贴角焊缝，再焊人孔加强圈对接焊缝，然后焊竖向加劲肋贴角焊缝，再焊竖向肋与水平肋的贴角焊缝，最后焊接水平加劲肋与横隔板贴脚焊缝。

焊接时注意对称施焊，长焊缝需从中间往两侧对称施焊。

焊接顺序如下图。

横隔板焊接顺序示意图

（d）焊接完毕，检查外形尺寸及焊缝外观质量，经检查合格后，转入涂装工序，按涂装体系要求进行油漆喷涂。

6.3.6焊接质量检查

1钢箱梁焊接外观质量检查

（1）焊缝焊接完毕后，应及时进行焊缝外观检测，并填写检测记录。

所有焊缝均不得有裂纹、未熔合、焊瘤、夹渣、未填满及焊漏等缺陷。

检测项目及标准见下表。

2钢箱梁焊接内在质量检查

（1）焊缝探伤应在焊接24小时后进行，探伤人员须持证上岗，且探伤设备在检定周期内。

（2）焊缝无损检验的质量分级、检验方法、检验部位及执行标准应符合下表相关规定.

6.3.7钢箱梁板单元涂装及检验要求

1内外面涂装体系

2涂装要求及注意事项

（1）按图纸规定涂层配套进行喷涂，涂装材料、工艺及性能要求等亦应符合图纸要求。

（2）涂装前仔细确认涂料的种类、名称、质量及施工位置，并对批量油漆的主要性能指标和粘度、附着力、干燥时间等进行检验。

（3）对双组份涂料要明确混合比例，并搅拌均匀、熟化后使用。

混合后如超过使用期，则不得使用。

（4）涂料按涂装方法（喷涂或刷涂）、工作温度、湿度，用规定的稀释剂。

如变动稀释剂的品种和用量，必须经甲方代表的批准，否则不得使用。

（5）注意留出焊缝处不涂油漆，节段分段边缘（即接头50mm宽）不喷漆，以免影响焊接质量。

（6）根据涂料性能选择正确的喷涂设备，在使用前应仔细检查储料罐、输料管道及喷枪是否干净、适用；检查高压空气压力、管道喷嘴是否符合工艺要求，高压空气中是否有其他油物和水。

（7）在运输和安装过程中，对损坏的油漆及需现场补涂的应进行补涂，对大面积损伤的，必须重新打砂按层修补。

局部小面积损伤者用手工打磨，进行修补。

3．涂层质量要求和检测

（1）漆膜的外观要求

漆膜要求平整、均匀，漆膜无气泡、裂纹，无严重流挂、脱落、漏涂等缺陷，面漆颜色与比色卡相一致。

（2）漆膜厚度的要求与检测

（a）用电子涂层厚度仪和磁性测厚仪、横杆式测厚仪等测量漆膜厚度。

（b）每涂完一层后，检查干膜厚度，出厂前检查总厚度。

（3）漆膜附着力的检验

漆膜附着力测试采用划格法按《色漆和清漆、漆膜的划格试验》（GBT9286-1988）进行划格评级，并应达到1级以上。

6.3.8钢箱梁板单元存放和运输

（1）检验合格的单元件转入专用存放场地存放，单元件转运时加专用托架，存放场地基础具有足够的强度，满足存放承载要求。

（2）不同的单元件单独存放，底板单元件最多叠放4层，横隔板单元件最多叠放5层，腹板单元件最多叠放3层。

层间垫放200×280×3000垫木，垫木沿单元件长度方向间距不大于5m，且应摆放整齐平稳，防止堆放变形。

（3）根据板单元的实际长度，制定运输方案，必要时对整个运输路线进行现场察看。

（4）运输过程中采取捆绑、加垫木等方式对构件进行固定，防止构件扭曲和边缘损伤。

6.4.钢箱梁桥位组拼及安装

6.4.1钢箱梁吊装设备立柱设计

（1）根据施工需要，在桥的中间隔离带和侧边需要布置2*6=12个立柱，用于安装起吊设备轨道梁。

（2）立柱全部采用钢管和工字钢焊接而成；根据不同的安装位置，高度由5.8米-13.5米不等，基本结构如下图。

（3）由于桥中间隔离带仅1米宽，因此，隔离带位置中间处于桥位的3个支墩采用变截面结构形式，如下图。

（4）立柱支架受力分析

详见“呼市东互通L匝道桥起吊设备立柱支架受力分析计算书”。

6.4.2钢箱梁节段组装及安装准备

（1）立柱预埋件安装和基础混凝土浇筑：

在图纸要求挖出基坑，并进行夯实处理，必须保证其地基容许承载力特征值180kpam^2;当地基容许承载力达不到要求时,必须进行换土回填夯实处理；立柱平面布置如下图。

注意:

当立柱安装在倾斜坡面时,在立柱安装完毕后,需采用粘土将其回填覆盖,确保独立基础底面的承载力.

（2）立柱制作和安装：

先在地面按照图纸进行立柱预制，然后采用汽车吊协助安装立柱。

（3）起重设备相关部件安装和调试：

采用汽车吊进行轨道大梁安装和龙门吊安装。

（4）制作钢箱梁组拼胎架：

采用型钢在引桥位置制作组拼胎架，胎架顶部设置调整马板，确保钢箱底面线型。

（5）临边防护：

在起重设备轨道下方采用防护网（阻燃型）和彩钢板进行防护，确保施工中不对下方的交通造成影响。

6.4.3钢箱梁节段组拼

（1）钢箱梁板单元运输至现场后，采用5T电动葫芦将其转吊至组装胎架上，然后采用“正装法”，以胎架为外胎，按照底板→横隔板→腹板单元→悬臂横隔板→顶板单元的顺序进行组装和焊接。

基本组装流程如下图。

●组装定位底板单元：

以桥中心线为基准，组装中间定位底板单元，组装时，需保证底板单元纵基线与桥中心线重合，如下图。

●组装其余底板单元：

以桥中心线为基准，采用全站仪放出其余底板单元的中心线，然后按照组装定位底板单元的方法从中间依次进行组装，如下图。

●组装横隔板单元：

采用全站仪按照理论位置划出横隔板的安装位置。

并采用螺旋口将横隔板调整至垂直状态。

●组装腹板单元：

采用全站仪对腹板进行腹板定位。

●组装悬臂横隔板：

按照横隔板的位置组装悬臂板。

●组装顶板：

采用全站仪放出桥位顶板中心线，然后按照组装底板的方式从中间组装顶板单元，如下图。

●组装边缘悬臂板和装饰板：

（3）为保证组装精度，减少横隔板槽口修切量，底板单元、顶板单元、横隔板单元均采用全站仪进行单独定位，即顶、底板单元纵基线与桥位所设置的纵向位置线必须保持重合。

（4）为确保施工进度，现场散拼时采取从中间段往两端依次进行节段组拼的顺序进行组装和焊接。

（5）特别说明：

按照上述流程组装腹板时，加劲肋是从外侧直接插入横隔板，若施工过程中，操作不方便时，可将上述工序调整为：

底板→腹板→横隔板→悬臂横隔板→顶板→边缘悬臂板和装饰板。

但需注意的是，如按后一种方法进行组装，腹板加劲肋在横隔板位置需进行开缺处理，在板单元制作时就需预留300组装，待现场节段组拼完毕时，采用嵌补钢板进行对接。

6.4.4钢箱梁节段焊接及检查

（1）焊接方法：

采用实芯、药芯焊丝二氧化碳气体保护焊进行焊接

（2）焊接顺序：

先焊接横隔板与加劲肋的贴脚焊缝，再焊接横隔板与顶、底、腹板的贴脚焊缝，然后焊接底板对接焊缝，再焊接腹板与顶、底板的连接焊缝，最后焊接顶板对接焊缝，焊接长焊缝时注意对工位对称施焊。

（3）焊接检查：

按照规范及设计要求进行焊缝外观质量和内在质量检查，并按要求填写相关检查记录，对不合格的地方按照返修的相关规定进行焊缝返修。

6.4.5钢箱梁节段安装

（1）安装前准备工作

（a）解除钢箱节段底面与胎架的临时约束，并全面对钢箱节段进行质量检查，并对发现的问题进行处理，尽量减少桥位安装后的处理工作量。

（b）焊接安装吊耳:

在钢箱节段两端靠近横隔板和腹板交叉位置安装吊装吊耳，吊耳与顶板必须与顶板熔透焊，焊接完毕后需采用超声波探伤，焊缝内部质量等级达到B级探伤，Ⅰ级合格要求。

吊耳结构示意图

（c）按照起重规范要求选择起吊绳及吊环。

（d）采用全站仪进行放点，并对安装位置的支点标高进行复测，待满足要求后方可进行钢箱节段吊装。

（2）钢箱节段安装

全桥施工按照先A后B的顺序进行单幅桥各节段吊装，基本流程如下：

（a）A幅桥安装

●节段吊装基本顺序：

A-2→A-1→A-3→A-4

●A-2节段安装时不在桥下搭建临时支撑，借用需要拆除的桥墩和中间桥墩进行支撑。

●当A-2安装完毕后，在A-2与A-1的接口位置的下端口焊接45a工字钢，作为A-1定位和临时固结用。

待对接环口焊接完毕且检查合格后方可进行下一节段安装。

需要注意的是在环口未焊接完毕前，上部起吊设备不能松钩。

●按照安装A-1、A-2的方法进行A-3、A-4节段安装。

（b）B幅桥安装

●节段吊装基本顺序：

B-2→B-1→B-3→B-4

●安装方法与A幅桥类似。

（3）钢箱梁段间焊缝焊接及检查

（a）焊接方法：

采用二氧气体保护焊焊接。

（b）焊接顺序：

先焊接加劲肋对接焊缝，再焊接底板对接焊缝，然后焊接腹板对接焊缝，最后焊接顶板对接焊缝及其它未焊的焊缝。

（c）焊接检查：

按照规范要求进行焊缝外观质量检查和内部质量检查；对检查不合格的地方按照规范要求进行返修处理。

6.4.6钢箱梁桥位涂装

在焊缝外观、焊缝内在质量和外形尺寸检测合格后，用钢丝刷或磨光机对其局部生锈表面进行清理，清理干净后按涂装要求进行焊缝部位电弧喷铝、油漆补涂和面漆喷涂。

6.4.7支架拆除

（1）全桥钢箱梁制作完毕，经自检合格后，报监理验收。

（2）全桥验收合格后，采用汽车吊协助拆除起吊设备及相关支架。

7施工进度计划及工期保证措施

7.1计划工期

序号

工序名称

合同签订（周）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

1

生产准备（技术资源）

2

材料采购

3

下料

4

板单元组焊

5

板单元涂装

6

B幅桥拆除及盖梁制作、龙门吊基础（甲方施工）

7

胎架及龙门吊支墩制作

8

龙门吊支墩、轨道梁安装

9

龙门吊安装调试

10

B幅节段制作安装及验收

11

A幅桥拆除及盖梁制作、龙门吊基础施工

12

龙门吊支墩、轨道梁安装

13

龙门吊安装调试