鋼結構橋梁鋼箱拱施工工法

1、鋼結構橋梁鋼箱拱施工工法中鐵七局集團武漢工程一、前言在橋梁建設中鋼結構橋梁已得到了較多的應用。西安 浐灞生態(tài)區(qū) 1 號 橋工 程為鋼箱拱簡支鋼箱梁拱橋 ，其鋼箱拱節(jié)段為八角型截面呈 橫橋向外 傾 20， 形成蝴蝶造型， 表達了鋼結構橋梁造型的美觀， 有施工快捷等突 出優(yōu)點。通過 技術攻關， 為鋼箱拱的制作和安裝積累了經驗。 該技術通過 中鐵七局組織的技 術鑒定， 并獲得了科技成果一等獎。 隨著鋼結構橋梁在 公路工程中的廣泛應用， 通過總結，形成工法，以指導類似工程的施工。二、工法特點1、鋼箱拱采用工廠化分節(jié)段制作，施工現(xiàn)場逐節(jié)拼裝。2、鋼箱拱節(jié)段單元按照運輸允許的最大長度進行工廠化制造，減少了

2、現(xiàn)場安裝的焊接工程量，有利于保證工程質量。3、鋼箱拱節(jié)段單元運輸時采用特制的鎖具進行保護，有效防止運輸過程中可能對鋼箱拱節(jié)段單元造成的變形。4、鋼箱拱節(jié)段 現(xiàn)場安裝時的臨時固定支撐，采用“貝雷架構成， 可節(jié)約 大量輔助鋼材。5、現(xiàn)場安裝操作簡單， 可防止考慮焊接變形對安裝施工的影響，簡 化了施 工步驟。6、安裝施工平安可靠， 安裝精度高， 鋼箱拱 的幾何線形可得到有效 保證。7、鋼箱拱節(jié)段制作及運輸與現(xiàn)場臨時支撐設置可同步進行，安裝時有 4 個工位可同時施工， 可縮短安裝施工工期， 經濟效益及社會效益明顯。三、適用范圍本工法適合于淺水各種鋼結構橋梁中鋼箱 拱結構的 施工。四、工藝原理鋼箱拱節(jié)段

3、在工廠以“無余量制作，相鄰節(jié)段經預拼裝匹配后焊裝特制的鎖具運輸?shù)浆F(xiàn)場，現(xiàn)場安裝時只需控制定位鎖具的空間位置即可保證安裝精度。現(xiàn)場采用支架定位，安裝順序為由下而上，安裝一個鋼拱節(jié)段后隨即固定焊好一個節(jié)段。合攏前鋼拱始終有一個自由端，不存在鋼箱拱節(jié)段的焊接內應力。節(jié)段端口控制點進行三維測量調整。合攏安裝時，采用千斤頂來頂開最后一條焊縫間隙，可保證鋼箱拱節(jié)段的內應力到達最 小的程度。五、施工工藝及要點一、工藝流程就工準備鋼箱拱節(jié)段1:廠制作臨時支撐!k礎布置預拼裝、焊鎖件現(xiàn)場臨時支撐杠安裝鋼箱拱;節(jié)段運輸鋼箱拱*段端口托架* uj -j-施工女裝準備扌丿刖朋安裝焊縫探傷檢驗二、鋼箱拱節(jié)段的工廠制作鋼

4、箱拱節(jié)段端口測雖調整鋼箱拱節(jié)段節(jié)段打邛J 1、鋼箱拱節(jié)段的工廠制作原那么盡量在當前運輸設備允許的范圍內進行鋼箱拱節(jié)段節(jié)段的劃分，以增加鋼箱拱節(jié)段的剛度，減少現(xiàn)場安裝的焊接工程量和臨時支撐柱的數(shù)量。鋼箱拱節(jié)段的長度一般在 11米、重量在30噸左右鋼箱拱節(jié)段采用在工廠以“無余量精密控制進行制作，鋼箱拱節(jié)段的各零件以CA圖精確放樣，用全自動電腦數(shù)控切割機下料。零件放樣時，將鋼箱拱節(jié)段安裝時節(jié)段間環(huán)縫的焊縫收縮量及鋼箱拱節(jié)段的預拋高量作為修正值計算在內。2、 拱腳節(jié)段制作時，不必考慮修正值，完全按設計的節(jié)段幾何要求制作。3、 鋼箱拱節(jié)段其它節(jié)段制作時，安裝時的自由端按設計值制作，另一端，按焊縫預留間隙

5、和焊縫的收縮量進行修正制作。箱拱理論端口4、合龍節(jié)段制作時，其一端按箱拱制作端口的要求處理，另一端預 留100 mn切割余量。5、鋼箱拱節(jié)段節(jié)段制作完成后，進行相鄰節(jié)段間的預拼裝。以保證 鋼箱拱節(jié)段的線型，端口的外形尺寸及匹配性，吊桿的相對位置，標記線定位線，檢查線，軸線等。預拼裝必須在特制的胎架上進行。預拼裝應以箱拱的空間位置為基準，兼顧端口平齊。經預拼裝后的箱拱節(jié)段，在兩相鄰端口焊裝臨時連接件鎖件。鋼箱拱節(jié)段節(jié)段現(xiàn)場安裝時，只要 將臨時連接件對齊就可恢復預拼裝 后的正確線形。6、焊縫的檢測按照?建筑鋼結構焊接技術規(guī)程?(JGJ81-2002)相關條款的要求進行試驗和檢測(二)鋼箱拱節(jié)段安裝

6、支撐柱的施工1、鋼箱拱節(jié)段安裝支撐柱的混凝土根底必須落實在穩(wěn)定的土層上2、支撐柱的主體采用“貝雷架，以節(jié)省輔助鋼材的用量。3、根據(jù)鋼箱拱節(jié)段外形，在支撐柱上安裝“托架。牙板操作平臺整和施焊，同時可保證施工人員的平安。4、搭設操作平臺，便于對鋼箱拱節(jié)段進行空間位置調5、將各支撐柱用鋼桁架 連接在一起，以保證拱節(jié)安裝 時支撐柱的穩(wěn)定性。(4) 、現(xiàn)場鋼箱拱節(jié)段安裝1、拱腳節(jié)段的安裝是整個鋼箱拱節(jié)段安裝工程的節(jié)段要環(huán)節(jié)。必須保證其底部軸線定位的準確，尤其是上部端口各控制點的三維坐標值安裝節(jié)段的自由端如其控制點超出了標準要求,可在環(huán)縫間隙上作局部調整，使之滿足安裝要環(huán)縫焊接時可不必考慮焊接工 溫度和日

7、照的影響，但求必須有防雨和防風作可全天候進行，焊縫質量按照相關規(guī)定圖7:鋼拱環(huán)縫焊接順序圖箭頭表示焊接方向F部吸熱小，而引起溫差變形。所以導線進行措施，檢測。3、合理、正確的焊接順序是防止 焊接變形的重要手段，采用多人對稱焊 接，用陶質襯墊，盡量防止仰焊。 均 可有效防止焊接變形。4、鋼箱拱節(jié)段吊裝可在地 面吊 裝或在鋼箱橋面上進行吊裝，吊裝時采 用2臺吊車進行抬吊。5、 對溫度、日照的影響，主要是 控制測量時間。對端 口各控制點的測量 不得在陽 光照射下進行。因為在陽光 照 射下，鋼箱拱節(jié)段的上部吸熱大，測量的 時間必須放在日出前、日落后或在陰天進 行。5、鋼箱拱節(jié)段安裝軸線的控制測量1、鋼

8、箱拱節(jié)段安裝時的測量控制，采用全站儀坐標放樣程序，按照精密測量。2、鋼箱拱節(jié)段的軸線是虛的，所以取鋼箱拱節(jié)段端口為控制點。事先導出各控制點的三維坐標值，列表待驗(6) 、鋼箱拱合攏節(jié)段施工措施1、在合攏前精確測量合攏段間的距離。 測量工作不得在日照下進行， 必須在當天日出前、日落后或陰天，且氣溫最穩(wěn)定的時段進行。對合攏段制作余量切割也必須在測量氣溫同條件狀態(tài)下進行。2、合攏節(jié)段制作余量切割時，只考慮預留一條焊縫間隙，切割后應檢查切割端口的平面度。3、合攏段吊裝到指定位置后，將其兩側與相鄰節(jié)段的間隙進行調整，讓其 中的一條焊縫間隙滿足焊接要求，另一邊的焊縫間隙應盡量為零。4、第一條環(huán)焊縫焊接完畢

9、后，用千斤頂將另一條焊縫頂開，使其達 到焊接要求后再將碼板固定，并進行環(huán)縫焊接。合龍節(jié)段碼板1吊索錨箱吊索錨箱碼板2六、主要機具設備1、鋼箱鋼箱拱節(jié)段工廠生產機具設備表 1設備名稱型號及規(guī)格需求數(shù)量備注數(shù)控切割機PDT201B 區(qū) 20m2臺半自動切割機CG1-30P6臺埋弧自動焊機MZ-10004臺二氧化碳焊機NB-50026臺角焊機CS-5A4臺直流焊機ZXS-40016臺氣刨機ZX5-6304臺空壓機0.9 m32臺行車10T ? 20T6臺行車50T2臺大連叉車5T1臺激光經緯儀J2-5DE1臺測量工具水準儀DSZ21臺測量工具焊接成型胎架自制1套預拼裝胎架自制1套2、安裝現(xiàn)場生產機具

10、設備表 2設備名稱型號及規(guī)格需求數(shù)量備注汽車起重機50噸、70噸2臺千斤頂20噸？ 50噸20臺手拉葫蘆2T ? 5T8臺全站儀無棱鏡、1秒2臺測量工具水準儀DSZ22臺測量工具七、勞動組織人力資源配置表表3序號工作工程數(shù)量人備注廠內需求工地需求總人數(shù)工程管理人員20人1生產調度員2132工藝技術員4153設備管理員2134材料管理員1125質量檢驗員2136平安管理員1127統(tǒng)計員112技術工人及其他人員178人1數(shù)控切割工4/42下料切割工6283裝配工3016464電焊工3620565打磨工126186起重工166227行車司機8/88維修工2139庫管21310電工31411腳手架工/

11、66八、質量控制一、執(zhí)行標準和標準：1、 ?鋼結構工程施工質量驗收標準?GB 50205-20002、?建筑鋼結構焊接技術規(guī)程?JGJ 81-20023、?公路橋涵施工技術標準?JTJ041-20004、?鐵路鋼橋制造標準?TB10212-985、 ?公路工程質量檢驗評定標準?JTGF80-1-2004、安裝焊接檢驗1、鋼箱拱節(jié)段工廠制作誤差不得大于 2mn預拼裝必須保證相鄰端口 匹配。2、鋼箱拱節(jié)段運輸必須綁扎牢靠。 到達施工現(xiàn)場要嚴格檢查和驗收。3、鋼箱拱節(jié)段安裝對位時，節(jié)段自由端任一控制點的三維值不得偏差6mm且單側鋼箱拱節(jié)段兩對應控制點的偏差應根本一致。4、制定合理的 焊接順序和焊接工

12、藝，嚴格按照? 建筑鋼結構焊接技 術 規(guī)程?施焊，按規(guī)定對焊縫進行探傷并做好記錄。5、實施CO氣體保護焊進行鋼箱拱節(jié)段環(huán)縫焊接時，要搭設臨時防風棚,以保證焊縫質量。6、施工測量應注意日照和氣溫的影響，確保正確采集測量數(shù)據(jù)。九、平安措施1、所有施工人員必須經專業(yè)培訓合格前方能上崗， 特殊工種必須 100%持 證上崗，并通過經常性的平安生產教育提高施工人員的平安生產意識。2、現(xiàn)場施工嚴格執(zhí)行各項平安規(guī)章制度，配備專職平安員，定期和不定期進行平安生產檢查，及時發(fā)現(xiàn)和排除隱患。3、 施工機械的設置和使用必須嚴格遵守?建筑機械使用平安技術規(guī) 程? 的有關規(guī)定，并按各種機械的使用要求和有關規(guī)定進行保養(yǎng)及維

13、修。 所有機電設備 實行專人負責操作， 并持證上崗， 非專業(yè)人員不得動用電器 設備。4、現(xiàn)場用電采用“三相五線制，嚴格執(zhí)行一機一閘一漏電保護器， 所 有配電箱均采用標準配電箱，箱須加鎖，專人負責。5、汽車吊嚴格按要求站位，支腿牢靠。吊裝前對吊具、鎖具、索具、 風 繩認真檢查確認滿足規(guī)定要求前方可作業(yè)。吊裝過程中統(tǒng)一指揮信號， 參加施工的 全部人員必須熟悉信號，以便施工過程協(xié)調順利。6、施工人員進入現(xiàn)場，必須做好個人保護措施，佩帶平安帽。高空 作業(yè)人員作業(yè)時必須腳穿防滑鞋、系好平安帶7、立體交叉作業(yè)時，設置防護隔離層。架子和模板撤除時要設置警戒線，派專人看守。十、環(huán)保措施設置操作平臺時必須保證平

14、臺底板無間隙，四周設置 5cm 高的圍護 板，在現(xiàn) 場焊接施工后立即由專人清掃焊渣， 防止落入水體， 回收至焊渣 回收箱集中處理。 焊頭由施焊者本人負責回收， 在領取焊條時交材料保管 員集中處理。十一、技術經濟分析采用本工法進行鋼箱拱節(jié)段制作和安裝， 能有效保證施工質量， 縮短 施工工 期， 節(jié)約輔助設施的投資， 簡化安裝調整工序， 有效地防止了焊接 變形，可將 焊接應力控制在允許范圍內。1、鋼箱拱節(jié)段采用無余量精確制作，大大減少了現(xiàn)場安裝的切割與焊接施工量， 既縮短了安裝工期， 又提高了施工質量， 同時也減少了切割 與焊接施工產 生的廢氣、廢渣。2、采用精密測量、控制節(jié)段自由端各控制點的三維坐標值，吊裝一段即焊接一段，安裝調整簡便易行，焊接施工平安可靠。3、現(xiàn)場安裝可在四個工位同時施工， 進度快， 不窩工。大大縮短了 施工工期。4、對臨時支撐柱的要求低，可大量節(jié)約本錢，經濟效益顯著。十二、工程實例武漢公司承建的 西安浐灞生態(tài)區(qū) 1 號橋工程為變截面八角鋼箱拱簡支 鋼箱梁 拱橋 ，上、下游鋼箱拱節(jié)段拱腳拱軸線處的橫向間距25 米，頂部鋼 箱拱節(jié)段拱軸線處的橫向間距 41 米，單側鋼箱拱腳軸線的間距 80米。矢高 22米。鋼箱拱節(jié)段由跨中 1.5 x 1.8m 高 X