钢箱梁加工与安装

第五节钢箱梁制作及安装施工方案

一、钢箱梁概述

本工程高架桥第2、6、7联上部结构采用钢箱梁，结构布置形式：第2联为（37.5+60+37.5）米钢箱梁；第6联为（30.04+31.934）米钢箱梁；第7联为（29.866+26.959）米钢箱梁。钢箱梁高为230cm，横桥向每3m设置一道横隔板。具体情况如下：

第2联箱梁桥宽46.5米，横向为一整幅桥，箱梁为单箱12室断面，箱室宽度为3.525m。跨中部分：顶板厚度16mm，底板厚度16mm，腹板厚度16mm，横隔板厚度12mm，纵、横向加劲肋12mm，墩顶部分：顶板厚度24mm，底板厚度24mm，腹板厚度16mm，支座横隔板厚度24mm；顶板U肋8mm厚，底板U肋6mm厚。

第6联位于曲线段，箱室宽度为3.525m。

第7联为斜、弯、变宽桥，箱室宽度为3.55~2.74m。跨中部分：顶板厚度14mm，底板厚度14mm，腹板厚度14mm，横隔板厚度12mm，纵、横向加劲肋12mm；墩顶部分：顶板厚度20mm，底板厚度20mm，腹板厚度14mm，支座横隔板厚度20mm；顶板U肋8mm厚，底板U肋6mm厚。

二、施工流程

针对该工程的现场情况、钢箱梁的结构特点、道路运输情况，拟采用专业厂家分段制作，厂整体拼装合格后，分段运输至现场采用吊车吊装，最后工地焊接成整体的总体施工方案。施工流程：设计交底、图纸会审→钢箱梁分块方案(报设计单位、监理单位批准)→编制原则工艺→统计材料、钢材订货→材料进场复检→焊接工艺评定→编制施工组织方案(报监理单位、业主单位审批)→胎架制作→厂分块加工→(胎架上)厂试拼装→厂涂装→(监理单位、业主单位)厂验收→工地安装现场准备→基础硬化→支架搭设、试压→产品运输、堆放、防护→分段吊装→工地焊接→工地涂装补修→(设计单位、监理单位、业主单位联合)竣工验收。

1、分块制造方案

1.1影响钢箱梁分块方案的因素

⑴梁体不可分割的部位以及设计单位对工地对缝距离桥梁支点的最小距离要求。

⑵厂起重设备及工地安装吊装设备允许梁块的最大重量。

⑶运输线路及安装现场空间允许梁块的最大长度、宽度、高度尺寸。

⑷工地焊接横向焊缝最少原则。

⑸按施工规要求，顶、底板的拼接焊缝错开距离不小于300 mm。

1.2钢箱梁分块方案

⑴梁段分块

根据设计图纸和现场客观实际情况，编制梁段具体分段方案，经业主、

设计和监理批复后组织实施。

⑵嵌补段处理

①纵向加劲肋：相邻梁段工地对接时，用嵌补段将相邻纵向加劲肋连接。嵌补段长度和对接焊缝距离顶、底板对接缝距离满足设计和规要求。

②横隔板：在工厂制作时，将横隔板分段制造，工地对接时，用嵌补段将横隔板焊接连接。

⑶钢箱梁制造基线

每个梁段的横基线确定为：腹板端面与顶、底板平面的相交线；纵基线确定为：钢箱梁横断面中线为主纵基线、两边腹板外侧向箱体侧各偏移300 mm处为两条纵辅助基线。

⑷预拱度确定

在工厂制造时实现预拱度。设置预拱度时要考虑的因素是：设计图纸、钢箱梁设计预拱度、工厂制造时因焊接量不同引起的焊接变形。工厂制造前的预拱度值=设计竖曲线+设计预拱度+工厂制造预设拱度。

⑸工厂制作顺序安排

按照总体施工计划安排，确定工厂制作顺序。

2、预拼装胎架制作

预拼装胎架的有效设计长度满足梁段长度总和。

预拼装胎架以钢箱梁底板面为基准面，并按设计的桥梁竖直曲线、横向坡度和拱度，设置相应的控制点和基准点，同时设置梁块单元的移动、定位装置。制作胎架时应精确设置、标识纵横基线，胎架线值采用放样后的型值。胎架上的线型与理论线型允许偏差为±1 mm，胎架平面允许误差≤2 mm，对角线允许误差≤5 mm。

3、工厂加工制作

各梁块单元工厂加工的工艺流程为：放样→钢材预处理→划线→下料、调直→边缘加工→顶、底、腹板对接→板单元焊接→焊缝探伤检测→(如果有超标缺陷)焊缝返修→顶、底、腹板单元与加劲肋组装、焊接→组装胎架上梁块单元组装→梁块单元焊接→焊缝检测→(如果有超标缺陷)焊缝返修→预拼装胎架上就位→调整几何尺寸和焊缝间隙→焊接临时定位连接组件→除锈处理→、外防腐涂装→成品报验→存放。

⑴测量放样

按1：1的比例在计算机上放出各节点，放样时需要考虑竖曲线、预拱度及设计横坡。样板的宽度、长度允许偏差控制在+0.5～-1.0 mm之间。

⑵焊接收缩量及加工余量

腹板单元的长度方向均按0．5％o考虑，宽度方向按1mm考虑，再加上刨削加工余量后作为腹板单元的放样尺寸。对于梁段的顶板单元和底板单元，在宽度方向不留二次切割量，在长度方向上统一加放30 mm作为焊接收缩量和二次切割量。对于梁块的顶板单元和底板单元，在宽度方向和长度方向上统一加放20 mm 作为焊接收缩量和二次切割量。

⑶钢材预处理

将钢板在整平机上整平后转入预处理车间喷丸除锈处理，然后表面喷涂不影响焊接性能的环氧富锌车间底漆，防止生锈。

⑷下料

①顶板、底板、腹板单元钢料采用半自动切割机下料，并加工坡口。

②横隔板分为四段采用数控火焰切割机下料，中隔板各段在下料后拼对接，边隔板零件及成形后的中隔板用铣边机铣削四周边。

③纵向加劲肋采用数控开条机下料，冷却后校正平直。

⑸板单元制作

①各板料按“钢板压延方向与顺桥向一致”的原则进行拼接。

②顶板、底板的接宽焊缝与接长焊缝必须相互错开300 mm以上，避免出现十字缝。

⑹梁块单元组装

①梁块单元应在组装胎架上进行组装，采用倒装法，即顶板在下，底板在上。

②悬臂结构在翼缘下封板安装前对悬臂部(包括翼缘下封板侧)先进行除锈、喷漆施工。

③各全断面梁段整体组装，组装顺序为：顶板定位→中暗梁、中横隔板→中腹板(两件) →边腹板、边暗梁、边横隔板→(腹板与顶、底板焊缝检验合格后)翼缘加劲板→翼缘下封板→顶、底板切边修正、加工坡口→侧挡板→底板。

④各梁块组装前，先将顶板放置在垫好预拱度调整块的组装胎架上定位，再按照基线组装腹板、横隔板和底板。组焊后将梁块翻转并支撑稳固，调节胎架垫块至桥位状态，在顶、底板上整体划出需要的切边线，切除余量并加工坡口，最后组焊侧挡板。

⑤在各板单元纵肋焊接以及腹板与顶、底板之间的熔透焊缝焊接时，注意在工地对接缝处向两侧各预留100 mm的不焊段，待工地组装时再施焊。

⑥为防止各梁块在吊装、翻身、存放、运输过程中由于碰撞而引起顶板、底板、腹板端头变形，在梁段两端头箱室设置可拆卸临时固定框架，待工地梁块单元对接后再拆除固定框架。

⑺焊接工艺方案

①焊接材料

埋弧自动焊：对接焊缝采用H08A、H08MnA焊丝+HJ431焊剂；双面贴角焊缝采用H08A焊丝+HJ431焊剂；坡口角接焊缝采用H08AMn2E焊丝+SJl01焊剂。

气体保护半自动焊：采用ERS0—6焊丝。

C0

2

手工电弧焊：采用E5015焊条。

②焊接方法及主要接头设计

顶、底板和腹板板料厂对接。焊接方法及熔透种类：埋弧自动焊、完全熔透；接头形式及坡口：对接接头、双边70°V型带钝边坡口；焊接面及垫板；双面焊接、无衬垫；焊接位置：平焊。

气体保护焊+埋弧自动焊，腹板与顶、底板厂焊接。焊接方法及熔透种类：C0

2

完全熔透；接头形式及坡口：T形接头、双面U型带钝边坡口；焊接面及垫板：双面焊接、无衬垫；焊接位置：平焊。