上海公路新建工程第标段 叠合梁施工总结
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集团有限公司项目部 2009年4月20日
叠合梁施工总结
一、工程概况
立交匝道桥钢箱梁工程，具体工程范围如下表所示： 序1 2 3 4 5 6 合叠合梁编号 WN17～WN18 WN18～WN19 ES22～ES23 ES23～ES24 NE33～NE34 NE34～NE35 规格(长x宽x高) 20米x4.2米x1.1米 20米x4.2米x1.1米 22.5米x4.2米x1.1米 22.5米x4.2米x1.1米 36.1米x7.54米x1.6米 30.6米x7.54米x1.4米 数量 1 1 1 1 1 1 重量（吨） 33.5132 33.5132 37.6465 37.6465 152.1752 118.6083 413.1029 备 注 其中ES23～ES24做为本标段首件工程。 二、主要施工工艺
施工工艺流程图
三、钢梁加工制作方法
（一）钢箱梁零部件下料及余量加放原则
1、作样、号料
（1）钢材进场后应进行预处理，钢板预处理抛丸除锈、喷漆，表面除锈达到GB8923标准规定的Sa2.5级，钢材表面粗糙度达到Rz=40～80μm，并进行车间底漆预处理，车间干膜厚度20～30μm，底漆品种与涂装采用适应。预处理经监理工程师现场认可后，方可作样、号料。
（2）作样和号料应严格按施工图和经批准的制造工艺要求进行。
（3）作样和号料应按工艺要求，预留制作和安装时的焊接收缩余量及切割、刨边和铣平等加工余量。
（4）号料前应检查钢料的牌号、规格，应是复验及预处理合格的钢料；号料外形尺寸允许偏差为±1.0mm。
（5）号料时应注意钢材轧制方向与其主应力方向一致，并尽量减少板件的对接。 2、切割
（1）下料前应检查钢料的牌号、规格、经确认无误后方可下料。 （2）下料必须严格按配料单所指定的材质、规格进行。 （3）下料时，主要零部件应注意钢材轧制方向与受力方向一致。 （4）切割工艺试验
单元件制作中如采用反变形工艺、板件下料采用无余量切割，必须先进行相关工艺试验，取得工艺参数，并经监理工程师批准后方可实施。
（5）切割方法选用和注意事项
a、主要零件应采用精密切割，手工切割只可用于次要零件或切割后还须再行加工的零件。剪切切割仅适用于次要零件或边缘进行加工的零件。
b、所有构件的外露边缘应倒角R1～R2的圆角，确保切割面的匀顺。 3、钢箱梁关键件下料余量加入原则
由于钢箱梁设计图纸仅提供设计尺寸，未考虑制作加工余量和焊接收缩余量。因此，零部件下料时必须在设计尺寸的基础上加放切割加工余量和焊接收缩余量。余量的加放原则是在构件长度方向上只加放焊接收缩补偿值和修整余量，不再加放装配余量，各部分余量在各道工序中逐步减小，使最终的累积误差近似于零。
为确保桥面线形光顺美观，从提高下料精度方面进行控制，所有顶底板，横隔板，纵腹板均采用数控精密切割，确保下料精度满足拼板和安装要求。
（1)钢箱梁的6条纵向主焊缝在施焊过程中会造成箱粱长度方向收缩，因此外板条在下料时，在长度方向上每米加0．5mm的焊缝补偿值,另总长再加放2公分修割余量；宽度方向收缩依靠内隔板定位控制。
（2)如果采用套裁下料，盖腹板需接长，会产生对接平焊缝，因此每道焊缝的外板条长度方向加放2mm拼接收缩余量，板条对接时注意拼接顺序，防止变形，外板条下料采用两次下料方法，即横向拼缝完成后进行外轮廓线下料，保证下料精度。在拼板阶段，要求对拼板的间隙进行控制，对不合格的板材重新修整，以确保埋弧焊等级达到一级全溶透焊缝要求。
（3)在4块外板条中，底板和腹板在宽度方向上各加放0.5mm/1m余量。
（4)由于把箱内隔板作为钢箱梁外围几何尺寸的定位控制基准，所以箱内隔板整体部件需保证其尺寸精度，下料原则为按设计图单边加放4mm刨边余量，下料完成后上刨床刨加工至尺寸要求，保证箱梁断面几何尺寸。
（二）隔板的制作与焊接
钢箱梁内隔板是箱梁制作中的关键零部件，制作精度极其关键。为了保证质量，板部件应集中批量加工，NC数控每下一块隔板，都需在钢板明显位置标记件号，并按下料单检查其尺寸，其尺寸不能小于设计尺寸。尺寸检查合格后，装焊人孔加强圈，在装焊过程中，刚性固定控制焊接变形，隔板校平后放后进入下一道工序。
切割件的边缘加工及坡口加工要求:
钢箱梁的底板、顶板和腹板角焊缝按强度要求设计成全焊透坡口,切割件的自由边缘一般采用角向磨光机人工打磨，确保表面粗糙度要求， 焊缝坡口一般采用半自动气割机两边对称同时切割，加工坡口时应严格控制角度和各部的尺寸，必要时应先在边缘上划好切割线，按切割线切割，坡口加工角度误差不大于2．5。如果坡口加工精度要求高且设计要求机加工时，为满足设计精度的要求，坡口加工首先采用刨边机刨边并加工坡口。
（三）零件矫正和弯曲及板单元制作
1、零件矫正宜采用冷矫正，冷矫正时的环境温度不宜低于-12℃，矫正后的钢料表面不应有明显的凹痕和其他损伤。
2、采用热矫正时，热矫正温度应控制在600~800℃，严禁过烧。矫正后零件温度应慢慢冷却，降至室温以前，不得锤击零件钢材或用水急冷。
3、主要受力零件冷作弯曲时，环境温度不宜低于-5℃，内侧弯曲半径不得小于板厚
的15倍，小于者必须热煨，热煨温度应控制在900～1000℃。弯曲后的零件边缘不得产生裂纹。
（四）基本构件组装
1、零件和构件应经检查合格后，方可组装，连接接触面和焊缝边缘每边30mm范围内的铁锈、毛刺、污垢、冰雪等应清除干净，露出钢材金属光泽。
2、钢板接料必须在杆件组装前完成： （1）顶、腹板及桥面板接料长度应符合图纸要求。
（2）顶、腹板接料长度不宜小于1000mm，宽度不得小于200mm，横向接料焊缝轴线距孔中心线不宜小于100mm，纵向接料焊缝应避开孔群，若无法避开，则须报请设计单位认可。
（3）节点板接料宜采用T字型，T字型交叉点间距不得小于200mm；腹板纵向接料焊缝宜布置在受压区。
（4）杆件组装时应将相邻焊缝错开，错开的最小距离应符合设计图纸要求。 （5）节点板应尽量减少对接次数，因节点板高度尺寸较大，需要焊接接宽钢板者，接缝应距其他焊缝、节点板、拼接板边缘等部位100mm以上。
3、组装的一般规定
（1）组装前，首先应按图纸和工艺文件检查各零件的几何尺寸、坡口大小，确认无误后方可组装。
（2）构件的组装宜采用适应的胎型或平台，首件组装应检验合格并通过监理工程师的检查认可，方可进行后续构件的组装。
（3）采用埋弧焊、气体保护焊及低氢型焊条手工焊方法焊接的接头，组装前必须彻底清除待焊区域的铁锈、氧化铁皮、油污、水分、预处理底漆等有害物，使其表面显露出金属光泽。
（4）要求测量的单零件，应按工艺要求进行配装。
（5）采用埋弧焊焊接的焊缝，应在焊缝的端部连接引、熄弧板（引板）；引板 的材质、厚度、坡口应与所焊件相同，引板长度应不小于80mm。
（6）产品试板应在焊缝端部连接，试板材质、厚度、轧制方向及坡口必须与所焊对接板材相同，其长度应大于600 mm（含监理工程师复验所用），宽度每侧不得小于150 mm。
（7）组装完成后，须对组装间隙与偏差进行记录，检验合格后再进行组装定位焊。
（8）经检测合格的组装构件，吊装时应轻起轻落，以防变形和定位焊缝开裂。 （五）焊接 1、制定焊接工艺
（1）在钢梁构件制造开工前，对工厂焊接和工地焊接分别进行焊接工艺评定，焊接工艺评定试验条件与钢梁构件生产条件相对应，并应采用与实际结构相同的钢材及焊材。桥面板工地纵横向对接焊缝的拘束度很大，工地焊接工艺应与之相适应。拟定焊接工艺评定试验项目见下表。
焊接工艺评定试验项目表
编号 板厚组合 坡口形式 (材质) WND1 t=16+16 (Q345qD) WND2 t=25+25 (Q345qD) WND3 t=16+16 (Q345qD) WND4 t=25+25 (Q345Qd) WND5 t=16+16 (Q345qD) SMAW 立位 SMAW 立位 SMAW 平位 SAW 平位 焊接焊接位焊接材料 代表接头 方法 置 SAW 平位 H10Mn2 (Φ4.0) HJ331 H10Mn2 (Φ4.0) HJ331 J507 桥位主梁 顶、底、腹板对接 桥位主梁 桥位主梁 腹板对接 (Φ3.2、腹板对接 4.0) J507 （现场） 桥位主梁 (Φ3.2、腹板对接 4.0) J507 （现场） 桥位主梁 (Φ3.2、顶、底、4.0、5.0) 腹板对接
WND6 t=25+25 (Q345qD) SAW 平位 FCAW H10Mn2 (Φ4.0) HJ331、 SF-71 桥位主梁 顶、底、腹板对接 WND7 t=14+25 (Q345qD) SAW 船位 (Φ1.6) H10Mn2 (Φ4.0) HJ331、 桥位主梁 顶、底、腹板对接 WND8 t=16+30 (Q345qD) FCAW 平位 SF-71 (Φ1.6) 桥位主梁 顶、底、腹板对接 （2）试验报告按规定程序批准后，根据焊接工艺评定试验报告编写各种接头的焊接工艺文件。
2 、质量保证措施
（1）上岗的焊工应按焊接种类(埋弧自动焊、气体保护焊和手工焊)和不同的焊接位置(平焊、立焊和仰焊)分别进行考试。考试合格发给合格证书。焊工须持证上岗，不得超越合格证规定的范围和有效期进行焊接作业。
（2）施焊时应严格执行焊接工艺文件。
（3）质量检查人员应检查焊接工艺文件的贯彻执行情况。如现场条件和规定条件不符时应及时反映、解决。焊接工艺不得随意更改。
（4）焊接前应检查并确认所使用的设备工作状态正常，仪表器具良好、齐全可靠，方可施焊。还应抽验焊接时的实际电流、电压与设备上的指示是否一致，否则应督促检查、更换。
（5）进行超声波和射线探伤的无损检测的工作人员，需持国家相关部门颁发的有效的Ⅱ级以上（含Ⅱ级）的合格证书，经监理工程师确认后方可上岗操作。
（6）焊接工作宜在室内进行，湿度应不大于80％，焊接环境温度不得低于5 ℃。当环境温度低于5 ℃或湿度大于80 %时，应采取必要的工艺措施后进行焊接。露天焊接除局部加热和防风外，还应采取有效的防雨措施。
（7）主要杆件应在组装后24小时内焊接，若超时可依据不同情况对待焊接部位进行清理或去湿处理后方可施焊。
（8）质量文件应及时报送监理工程师。 3、焊接材料的使用
（1）焊接材料应按焊接工艺评定试验结果选用。 （2）焊丝上的油、锈必须清除干净后方可使用。
（3）焊剂中不允许混入熔渣和脏物。重复使用的焊剂小于60目的细粉粒的量不得超过总量的5 %。
（4）焊条、焊剂必须按焊接材料使用说明书的规定烘干后使用。
（5）焊接材料应由专用仓库储存，按规定烘干、登记领用。当焊剂未用完时，应交回重新烘干。烘干后的焊条应放在专用的保温筒内备用。烘干后的焊接材料应随用随取，从保温箱取出的焊接材料超过4小时，应重新烘干后再使用。
（6）采用气体保护焊应满足防风、防雨条件，CO2气体保护焊采用的CO2气体纯度应不低于99．5％，使用前需经倒置放水处理。
4 、定位焊
（1）定位焊前必须按图纸及工艺文件检查焊件的几何尺寸、坡口尺寸、根部间隙、焊接部位的清理情况等，如不符合要求不得实施定位焊。
（2）定位焊不得有裂纹、夹渣、焊瘤、焊偏、未填满的弧坑等缺陷，焊接前彻底清除定位焊缝的熔渣。
（3）严禁在非焊接部位引弧。
（4）定位焊缝长度视钢板厚度可为50mm～100mm；间距400mm～600mm，板厚大于50mm的长大杆件间距为300mm～500mm；焊脚尺寸应4mm≤K≤8mm。
（5）定位焊缝应距设计焊缝端部30mm以上。
（6）对于开裂的定位焊缝，必须先查明原因，然后再清除开裂的焊缝并在保证构件尺寸正确的条件下补充定位焊。
（7）一般宜采用φ4mm焊条，特殊部位定位焊所用焊条的直径应按工艺文件规定执行。
（8）定位焊的焊接工艺等同于正式焊接的焊接工艺，不得简化定位焊接工艺，特别是焊条的烘干和焊件的预热。
（9）定位焊的预热温度应按照焊接实验评定后的结果执行。 5、焊接
（1）构件焊接应按工艺规定的焊接位置、焊接顺序及焊接方向施焊，并严格执行工艺文件规定的焊接变形的控制措施，不得随意焊接。
（2）构件的焊接预热温度及道间温度应按焊接实验评定后而编制的《焊接工艺卡》执行，并要求有可靠的加热和测定方法。
（3）要求熔透的开坡口对接焊缝正面焊完后背面用碳弧气刨清根并打磨，将熔渣打磨干净。
（4）对接焊和棱角焊多道焊接时应将前道熔渣清除干净，经确认无裂纹等缺陷后再继续施焊。
（5）为了防止棱角焊缝的烧穿，组装间隙局部超出规定时，可采用手弧焊或气体保护焊打底后再施焊。
（6）为了防止坡口焊缝的焊偏并保证熔深，埋弧自动焊前应认真检查轨道与焊缝的位置和焊丝对准状况，施焊过程中及时校对调整。
（7）对于存在坡口深浅过渡的埋弧自动焊，不宜在坡口内引、熄弧，可将深坡口端的盖板焊道在已填满的浅坡口端焊道上搭接30 mm施焊，焊后将搭接的30 mm焊缝清除，并修磨匀顺。
（8）各种焊缝在施焊前应将定位焊的熔渣清除干净后再施焊。
（9）为了防止气体保护焊的焊缝缺陷，应随时清除喷嘴上的飞溅物，气体流量计始终保持加热状态。
（10）对接焊缝、熔透角焊缝（即超声波探伤Ⅰ、Ⅱ级焊缝）、棱角焊缝焊后应记录构件的名称、号码、焊接日期、焊工姓名（代号）及焊接规范预热温度等参数、质量状况等。
（11）埋弧自动焊必须在距设计焊缝端部80 mm以外的引板上引、熄弧。 （12）埋弧自动焊回收焊剂距离应不小于1m，焊后待焊缝稍冷却后再敲击熔渣。 （13）在焊接进行中或焊缝冷却过程中不得冲击或振动。
（14）埋弧自动焊焊接过程中不应断弧，如有断弧则必须将停弧处刨成1:5的斜坡，并搭接50 mm再引弧施焊，焊后搭接处应修磨匀顺。
（15）施焊前必须彻底清理待焊区的铁锈、氧化铁皮、油污、水份等杂质，焊接时
严禁在母材的非焊接部位引弧。焊后必须清理熔渣及飞溅物，所有的对接焊缝应顺应力方向打磨匀顺，所有的角焊缝均应顺焊接方向打磨匀顺。
6 、焊缝修磨
（1）构件焊接后，两端的引板或产品试板必须用气割切掉，不得损伤构件，并磨平切口。
（2）垂直应力方向的对接焊缝必须除去余高，并顺应力方向磨平。 （3）焊缝修磨时，应采用砂轮顺应力方向进行。 7、圆柱头焊钉的焊接
从事焊钉焊接的焊工必须经过焊接培训并考试合格，焊接工作必须严格按照焊钉焊接工艺规程执行。焊钉焊接前待焊部位不应有氧化皮、锈蚀、油污、焊渣等影响焊接质量的污物。焊接时，保证焊钉与钢板面保持垂直。
四、工程进展情况
1、于2009年2月25日前完成本工程所有材料原材料的复验工作，用于制作钢箱梁的钢材按同一炉批、材质、板厚每10个炉批号抽验一组试件，试验项目包括母材屈服强度、抗拉强度、伸长率、弯曲试验、低温冲击试验等。原材料检测情况符合规范及设计要求。
主要原材料检测情况汇总表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 厚度 14 14 16 20 20 20 22 22 数量 6块 9块 1块 3块 1块 2块 1块 1块 牌号 Q345qD Q345qD Q345qD Q345qD Q345qD Q345qD Q345qD Q345qD 炉批号 000673 0094369000H1 0004334200 8B02694 8B02452 0094371000H1 0002160100 0002335210 代表吨位 12.5吨 35.5吨 3.6吨 9.5吨 3.5吨 10.5吨 6.5吨 3.5吨 试验结果 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 22 22 22 25 25 25 25 25 25 30 32 16 22 22 25 25 28 28 25 16 1块 1块 1块 4块 1块 1块 1块 2块 2块 4块 7块 6块 11块 3块 2块 10块 4块 2块 2块 6块 Q345qD Q345qD Q345qD Q345qD Q345qD Q345qD Q345qD Q345qD Q345qD Q345qD Q345qD Q345qD Q345qD Q345qD Q345qD Q345qD Q345qD Q345qD Q345qD Q345qD 0002335220 0002309100 0002344200 8B04073 0000360100 0006621100 0006621200 0095103000H1 0095492000H1 0094679000H1 0095060000H1 0097930000H1 0098252000H1 0098256000H1 0097264000H1 0097259000H1 0097933000H1 0097935000H1 0098916000H1 0098916000H1 3.5吨 6吨 7吨 12吨 5.5吨 6.5吨 6.5吨 9吨 9.5吨 21.5吨 49吨 19吨 46吨 12吨 9吨 45吨 23吨 11.5吨 9.5吨 19吨 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格
29 30 25 32 3块 4块 Q345qD Q345qD 0098914000H1 0104241000H1 14吨 28.5吨 合格 合格 2、于2009年3月10日依据《公路桥涵施工技术规范》、《铁路钢桥制造规范》完成7个焊接工艺评定。
焊接工艺评定试验项目表
编号 板厚组合 WND1 t=16+16 (Q345qD) 坡口形式 焊接方法 SAW 焊接位置 平位 焊接材料 H10Mn2(Φ4.0) SJ101 WND2 t=25+25 (Q345qD) SAW 平位 H10Mn2(Φ4.0) 预热80℃至SJ101 120℃ SMAW 立位 J507(Φ3.2、4.0) WND3 t=16+16 (Q345qD) WND4 t=25+25 (Q345Qd) SMAW 立位 预热80℃至120℃ J507(Φ3.2、4.0) WND5 t=25+25 (Q345qD) SMAW 立位陶瓷垫 J507(Φ3.2、预热80℃至120℃ 4.0、5.0)
WND6 t=16+25 (Q345qD) SAW FCAW 平位 H10Mn2(Φ4.0) SJ101、SF-71(Φ1.6) WND7 t=25+32 (Q345qD) GTAW 船位 ER50-6 实芯焊丝 WND8 焊钉 螺柱焊 3、全部材料已完成进场后预处理。
4、于2008年3月25日完成ES梁段的地样制作。 五、已完成焊缝无损检测情况 序号 1 2 3 4 检测项目 总长度 应检长度 已检长度 30.7 80.6 3 7.1 30.7 40.3 3 7.1 一次合格长度 30.7 40.3 3 6.7 一次合格率 100% 100% 100% 94.3% 返修情况 一次返修合格 ES23-24底板拼缝 30.7 ES23-24T型主焊缝 80.6 ES23-24顶板拼缝 ES23-24顶板与隔板上盖板对接焊缝 3 7.1 六、工程质量评介
钢梁内外表面无凹陷、焊疤等缺陷，边缘无毛刺；焊缝平滑，无裂纹、夹渣、焊瘤等外观缺陷；各项指标符合设计及规范要求。
七、施工注意事项
1、胎架的制作：本工程钢箱梁纵向有高度差，横向又有5%左右的坡度，且按照设计要求需在梁段纵向加放预拱度，所以对胎架的制作要求较高，胎架制作质量的高低，将极大的影响梁段的成形尺寸，所以按照设计图要求，利用CAD重新放样，严格控制胎架标高，且经监理单位复核，确保工程质量万无一失；
2、腹板下料：本工程钢箱梁腹板尺寸上已经附加了箱梁预拱度，为不规则形状，所
以下料应用计算机CAD进行放样，采用数控编程录入数控等离子切割，提高放样下料精度。；
3、焊接变形控制：本工程钢箱梁端部焊缝密集，且熔透缝极多，焊后变形的控制直接影响以后底板处楔形板的安装精度，通过加装临时撑，对称施焊及焊后火工等一系列工艺措施保证焊接变形。
成型后钢梁
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