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1、驼峰街跨线桥55m钢箱梁的制作与安装工程概况：驼峰街跨线桥第二联为55m单跨简支钢箱梁，横跨昆玉高速公路，位于23#墩之间，左右分幅布置，两侧过渡桥墩处与预应力混凝土箱梁相接。采用全焊单箱三室截面钢箱梁，全宽8.50m，梁高2.5m，箱梁全长（沿道路中心线）为54.92m。钢箱梁的顶板兼做桥面承重结构，按正交异性板设计。钢梁梁体部位顶板、底板采用U形肋加劲，悬臂部分顶板采用板肋加劲。箱内纵向每隔3m设一道普通横隔板，中间开设人孔。端支点横隔板为整板式隔板，并在支点处设竖向加劲肋。每两道横隔板中间设腹板竖向加劲肋。一、钢箱梁的加工制作工厂内加工制作工艺流程：下料 组装成单元 焊接 梁段整体组装
2、梁段调整和验收 预拼装 除锈、涂装（一）加工前准备1）根据设计图纸的要求，进行制作工艺设计，完成加工图、提供配料清单；进行焊接工艺评定试验，以确定焊接方法、焊接材料、焊接步骤、工艺参数等，制订工艺规则和厂内检验标准。3）根据钢箱梁加工和安装的方案，选择使用性能满足工艺要求的切割、焊接设备，编写相应的焊接规程，对焊接工艺进行评定。4）量具、仪器、仪表的准备：钢箱梁制造和检验所选用的量具、仪器、仪表定期由二级以上计量机构检定合格后方可使用，以保证构件尺寸的准确。现场安装时所使用的测量工具，在使用前应与工厂制造用具应进行相互校对。5）钢板到货后下料前，检查钢板几何尺寸、平整度及表面锈蚀或非正常锈蚀情
3、况。6）为保证大型平面焊接钢构件的外廓尺寸及部件位置的准确，钢构件应在特别设置的场地及定位设备内组装和施焊。钢箱梁段也必须借助胎架组装及施焊，以保证外廓尺寸的准确。胎架表面沿纵向和横向按图纸预设拱度，施工期间定期进行检测、调整，以保证获得设计要求的梁段几何线形。7）钢构件组焊场地或钢箱梁的胎架处应设置临时连接件及U型肋定位装置，以保证钢箱梁段之间连接的准确度。8） 钢箱梁制作过程、板件及单元件的安装，必须采取有效措施以保证板件及单元件具有足够刚度，防止安装产生变形。（二） 制造精度、变形控制1.单元件反变形焊接单元件的角焊缝采用CO2气体保护自动焊机施焊，焊接线能量不大，且焊接运行均匀，所产生
4、的焊接应力分布有规律。通过单元件施焊试验，确定焊后变形趋势及量值。针对变形方向和量值设计反变形焊接胎架，在单元件在焊接前施加反方向、等变形量值的预变形，使焊后变形量正好与其反变形量相抵消。2.钢箱梁匹配制造的精度控制钢箱梁总长拼装时，依靠总长胎架成形。钢箱梁的匹配制造胎架，是将几段钢箱梁匹配形成连续制造一体的胎架。胎架模板线型即为钢箱梁的下半部外形，它决定着钢箱梁的底板、下斜腹板形状。因此胎架模板线型的公差就决定着钢箱梁的底板精度。为控制钢箱梁匹配制造精度，首先确定刚度较大胎架，增加单元在胎架上的锁紧装置，设置各单元件的定位标记块，再在胎架以外10m 处设置一个永久性的零点标记块，以检测出胎架
5、在多次重复利用中标高的变化。3.钢箱梁焊接变形控制3.1焊接残余变形机理 钢材的焊接通常采用熔化焊，在接头处局部加热，使被焊接材料与添加的焊接材料熔化成液态金属，形成熔池，随后冷却凝固成固态金属，使原来分开的钢材连接成整体。因焊接加热，熔合线以外的母材产生膨胀，接着冷却，熔池金属和熔合线附近母材产生收缩。因加热、冷却的热变化在局部范围急速地进行，膨胀和收缩变形均受到拘束而产生塑性变形。在焊接完成并冷却至常温后，这种塑性变形被残留下来。在实际结构中，焊接残余变形呈现出由下面这些基本形式组合而成的的复杂状态。板内的变形：横向收缩，垂直于焊缝方向 纵向收缩，沿焊缝方向的收缩 旋转变形，坡口焊接时，随
6、着焊接的进行，前方坡口间隙或是张开或是闭合的变形，热源的前方向完全不受约束时，坡口间隙常常张开，焊接时输入热越大，张开量越大。板面外弯曲变形： 横向弯曲变形（角变形）：在板厚方向由于焊接引起的温度分布不均匀使钢板沿焊缝产生的弯折变形。纵向变曲变形：沿焊缝产生的弯曲变形。3.2影响焊接残余变形的因素焊接方法：箱梁的焊接通常采用手工电弧焊、CO2气体保护焊、埋弧自动焊等焊接方法。因这些焊接方法输入的热量不同，引起的焊接残余变形量也不同。 接头形式：钢箱梁接头有对接接头、T型接头、十字型接头、角接头、搭接接头和拼装板接头。一般采用对接焊缝的角焊缝，包括板厚、焊缝尺寸、坡口形式及其根部间隙、熔透或不熔
7、透等，即构成焊缝断面积以及影响散热的各项因素。 焊接条件：预热和回火处理，以及环境温度等对钢材冷却时温度梯度的影响因素。焊接顺序及拘束条件：对于一个立体的结构，先焊的部件对后焊的部件将产生不同程度的拘束，其焊接变形也不相同。为防止扭曲变形，应采用对称施焊顺序。3.3焊接残余变形控制措施钢箱梁底板、顶板、腹板的对接焊缝采用全熔透的对接焊缝，质量等级为级；钢箱梁腹板与底板及顶板之间的T型接头，墩顶支撑处钢梁的三道横隔板与腹板、底板、顶板之间的T形接头均采用焊透的T形对接与角接组合焊缝，质量等级为级；其余横隔板与顶底板及腹板之间，U型肋同顶板之间的T型接头采用80%熔透的T型对接与角接组合焊缝，质量
8、等级为级；底板纵向加劲肋、腹板水平加劲肋均采用双面贴角焊缝，质量等级为级；其余按构造的角焊缝质量等级为级；根据不同焊接工艺，合理选用坡口形状及尺寸。所有焊缝均为连续焊缝，不得有断焊和漏焊。钢板对接焊缝和要求熔透及部分熔透的焊缝，其低温抗冲击性能不低于母材要求；钢梁顶板、底板、腹板等非整块钢板构件焊接时不得有纵横向的贯通焊缝。以上构件拼接时不得有环形焊缝；样板必须按工艺规定留出加工余量及焊接收缩量。（三）主梁制造方案1.整体方案1.1遵循原则按构件相似原理，将构件分类，配置多条流水线分道作业，进行专业化生产，以取得规模效益。运用数控等离子切割、多头自动切割等设备，及专用翻转胎架的制作工艺，减少人
9、为误差及其影响，实现精密制造加工。在运输条件许可的前提下，尽可能在工厂内精确下料，现场组装拼焊，充分利用工厂内制作机械化程度高、精度、工效易保证的优点，同时减少现场施工量和运输成本，保证产品质量，缩短总工期。加强过程控制，严格控制各道工序的制作精度，以保证钢桥的整体精度。1.2主要制造工序钢箱梁制造工艺分四大步骤：工厂下料、加工坡口、板单元组焊加工，表面预处理。在厂内将板单元拼焊成半副桥面的上下盖板，在现场将节段组装焊接成箱梁。工厂内进行节段的试拼装、焊接。现场吊装、就位及焊接，进行桥面调整及表面涂装。钢箱梁制造方案：1)将钢箱梁制作划分成顶板单元、腹板单元、底板单元、横隔板单元和附属结构单元
10、，按单元在胎架上分别制造，最后组装、焊接成整体。2)组装焊接在专用胎架上进行，以确保加工尺寸精确；在专用胎架上进行整体组装，胎架事先设置拱度及线形。3)进行焊缝的无损检测、主梁外观质量及整体几何尺寸检测。4)检验合格的钢箱梁在工厂进行预组装，调整桥梁几何尺寸。5)拼装解体，进行表面处理。6)包装、吊装发运。钢箱梁制造要控制的关键环节：1)钢箱梁顶板、底板、横隔板下料精确的控制2)钢箱梁拱度的控制3)焊缝质量的控制4)焊缝收缩的控制5)焊接变形控制6)梁段几何尺寸的控制7)箱体内部表面处理针对以上关键环节，采取的工艺施工措施：1)利用切割精度较高的数控多头直条切割机进行顶板、底板、腹板及横隔板的
11、下料，并考虑后道工序的焊接及修整的回弹值。2)对于预拱度，通过控制焊接顺序、预拼装调整来保证全桥的拱度曲线。3)所有组装均在胎架上进行，以控制梁段的组装精度。4)为减小焊接变形，选用焊接变形较小的CO2气体保护方法进行焊接，同时按照合理的焊接顺序和焊接方向进行施焊作业，如采用对称焊接法、交替施焊作业等。5).根据焊脚尺寸、焊接长度、焊缝位置的疏密度、焊接线能量的大小来计算梁段的焊接收缩量，并考虑火焰修整造成的收缩量。6)正式施焊前，先将焊丝、焊剂与钢板进行焊接工艺评定试验，并根据评定报告编制焊接工艺。焊工持证上岗，严格执行焊接工艺。焊缝焊接24小时后，对焊缝进行无损检测。7)给埋弧焊机配接SB
12、W225稳压器，自动调整输入电压，以保证焊接参数不受网络电压波动的影响，确保焊缝成形美观和内部焊接质量达标。 8.板材在下料后进行表面喷砂或抛丸预处理，成品涂装严格遵守涂装工艺要求并控制涂漆膜厚度。9)在组装好的构件上施焊时，严格按焊接工艺规定的参数以及焊接顺序进行操作，以控制焊后构件变形。2.材料准备2.1 钢材钢箱梁主体结构采用Q345D钢材，其化学成份及力学性能、技术标准应符合低合金高强度合金钢（GB/T 1591-2008）的有关规定。序号检验项目取样数量/个取样方法试验方法1化学分析（熔炼分析）1/炉GB/T20066GB/T223、GB/T4336、GB/T201252拉伸试验1/
13、批GB/T2975GBT/2283弯曲试验1/批GB/T2975GBT/2324冲击试验3/批GB/T2975GBT/2295Z向钢厚度方向断面收缩率3/批GB/T5313GBT/53136无损检验整张或逐件按无损检验标准规定协商7表面质量整张或逐件目视及测量8尺寸、外形整张或逐件合适的量具钢材应成批验收，每批应由同一牌号、同一质量等级、同一炉罐号、同一规格、同一轧制制度或同一热处理制度的钢材组成，每批重量不大于60t。2.2 焊接材料(1) 焊接材料的选用须经焊接工艺评定试验确定。根据焊缝与母材等强原则，拟采用下列焊接材料：1）电焊条：J507，2.5，3.2和4.0mm。2）焊丝H10Mn
14、2 1.2、1.6，用于CO2气体保护电弧焊，为保证焊接质量， CO2气体保护电弧焊时采用药心焊丝；焊丝H10Mn24.0，用于埋弧自动焊。3）CO2气体，用于CO2气体保护电弧焊；焊剂HJ431，用于埋弧自动焊。4）焊条使用前要按产品说明书或焊接工艺评定试验要求进行烘干，重新烘干次数不超过2次。(2) 焊接材料除进厂时必须有生产厂家的出厂质量证明外，还应按现行有关标准进行复验。2.3 涂装材料(1) 涂装材料根据图纸要求选定，以确保预期的涂装效果。 (2) 对钢箱梁进行专门的涂装工艺设计。涂装材料进厂后，按出厂的材料质量保证书进行验收，并做好复验。(3) 涂装材料应兼有耐气候、防腐蚀、美化结
15、构等多种功能。使用期限应满足图纸要求年限。3.下料3.1放样、下料、切割方案本工程钢箱梁采取实尺寸放样和数控放样相结合的方法，放出实际线型，然后制造切割、下料和加工的草图和样板，样板必须写明零件号、材质、规格、数量等，并按工艺规则留出加工余量及焊接收缩量。3.2放样、号料1）严格按图纸和工艺要求进行放样和号料，并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。2）对于形状复杂的零、部件，在图中不易确定的尺寸，通过放样校对后确定。3）样板、样杆、样条制作允许偏差：项 目允许偏差（mm）两相邻孔中线距离0.5对角线、两极边孔中心距离1.0孔中心与孔群中线的横向距离0.5宽度、长度+0.5，-1.0曲线样板上任意点偏离1.04）号料前应检查钢料的牌号、规格、质量，如发现钢料不平直，有蚀锈、油漆等污物时，应矫正、清理后再号料，号料外形尺寸允许偏差为1m
