武汉二环钢梁制造方案

1、武汉市二环线汉口段工程第二标段L6 L10 L13 L18联连续钢箱梁制造方案 复核： 中铁九桥工程2021年9月19目录工程概况钢梁结构特点钢梁制造及架设的重点、难点控制措施及施工准备工作各联钢箱梁总体制造方案及工程量工厂制造工地架设一、工程概况武汉市二环线汉口段江汉二桥建设大道是二环线的组成局部，东起二炮指挥学院北门，接二七大桥江北岸引桥，西至江汉二桥，道路全长约，地面道路红线宽5070m。第2标段K2+735K6+645，全长，其中主线桥梁工程长，位于现状汉西路及开展大道的梦泽湖西路银墩路段。第2标段钢梁总共有10联，其中主线桥8联，分别为L6、L10、L13、L18、L20、L23、L

2、26、L29联。我公司承制内容为L6、L10、L13、L18共 4联独立的连续钢箱梁制造、工地架设和焊接，各联具体布置如下表所示：部位跨径、长度m备注第6联45+57+40=142南泥湾大道道口、26m等宽，第10联26+38+26=90无名路口、26m等宽第13联38+43+36+38=155长丰大道道口、26m等宽第18联37+52+36=125振兴四路道口、26m变宽4联连续钢箱梁，总重约6900T，主材采用Q345qc，中支座处的厚度40mm的隔板为Q370qD材质，装饰性的封板采用Q235c的4mm钢板。根据架设安排工厂制造顺序应按如下联号进行：L18L13L10L6二、钢梁结构特点

3、 此4联连续钢箱梁除L18为异形钢梁外，其它3联均为等截面钢箱梁。钢箱梁标准断面宽26m，顶板宽26m，箱底宽17m，两侧悬臂长度为4m，其横截面采用单箱四室箱梁结构，L18断面由宽缓变成26m宽，其横截面采用单箱五室箱梁结构，支墩处右侧外连接一箱形梁。L18、L13、L10梁高均为，L6梁高为。桥面板采用正交异性板结构，顶板板厚14mm，支点附近加厚至24mm，纵肋采用U型肋，间距为600mm；横隔板一般间距3.0m，一般横隔板厚为14mm，支点处横隔板由于承受较大的横向荷载，且为加强端横梁的横向刚度，支点处横隔板板厚均为24mm，中支点的橫隔板L6、L13、L18加厚到40mm；箱梁底板板

4、厚为14mm，支点附近加厚至24mm，底板纵肋采用U型肋，纵肋间距为600mm；腹板一般板厚14mm，支点附近加厚至24mm、30mm、36mm，每条腹板设3道纵向加劲肋，中腹板在 对应横肋位增加竖向T型肋，纵肋穿过T肋，T肋上下与顶、底板不接触，留50mm间隙。L18箱梁顶板为1.5双向横坡，底面横桥向为平坡。L6、L13箱梁顶、底板横坡均为2单向坡，位于超高渐变段的L10联钢箱梁顶底、板横坡均按超高渐变，箱梁中心线右侧顶板始终保持1.5的横向单坡，底板保持水平，箱梁中心线左侧顶板坡度由0.93-1.18，底板坡度由0.57-2.68。L6，L13平面线型为圆弧和缓和曲线的组和， L10的平

5、面线型为缓和曲线，L18梁平面线型为圆弧和缓和曲线的组和，各联立面制造线型为梁预拱度和桥梁成桥线形的叠加。钢箱梁支座处由于梁底的纵、横坡变化，须通过支座垫板予以调整，以便水平放置支座。箱梁横向设双支座，间距为6m，支座均采用L6轮廓外形L10超高渐变段截面L13轮廓外形 L18轮廓外形L18立面及平面图L18加宽段支座位置断面图QGQZ(A)(KZ)系列支座。为了便于钢箱梁的养护，钢箱梁两端设封端隔板。三、钢梁制造及架设的重点、难点控制措施及施工准备工作1.钢梁制造施工重点、难点分析1.1钢箱梁线形控制难度大各联钢箱梁均为曲线连续梁，在拼装过程中需要同时保证桥梁平面线形、立面线形及截面变形L1

6、8由宽变窄。平面线形由圆弧曲线和缓和曲线构成，立面线形为纵向竖曲线预拱度和纵向附加预拱度的叠加，箱梁制造线形精度要求高，控制难度大；1.2钢箱梁板单元件预制难度大此4联钢梁来料均为工厂施工图出来之前的定尺料，钢板宽度1190mm2500mm不等，长度最长14m，大局部在13m左右长，而4联钢梁纵向分36段，14m及以上的节段有20段，超过总工程量的50，顶底板横向宽度最小3829mm，所有顶底板单元横向均须对接，纵向至少55需要对接，焊接量相对增加，火调量加大，加上钢板供料的不连续和不配套性，给工艺设计和生产组织带来很大难度；而顶底板单元均带有U形纵肋或T肋、腹板单元带有纵向板肋和竖向加劲，焊

7、接变形需三维方向控制，容易出现翘曲、火调、尺寸公差不符合标准等质量欠缺，预制难度大，拼装要求高；架设难度大此4联连续钢箱梁均地处市区、横跨城市主干道，场地有限不能存放大量货物、施工不允许长时间占道封路，这对钢梁进行现场高空架设、拼装焊接增加了难度。需在现场工地临时支墩上搭设二次拼装胎架，工厂吊装节段在此胎架上横向、纵向对接成最终线型的桥梁，对架设要求更高，对现场拼装尺寸和焊接质量带来更高要求，直接影响钢梁的架设工期、施工本钱及质量控制；2.针对以上难点所采取的措施2.1 对于钢箱梁线形控制采取的措施为电脑精确放样后腹板与顶、底板、隔板数控下料，保证零件曲线线形；在工厂单元件制造、总拼时均模拟桥

8、形进行工装胎架布置，保证成桥线形的准确； 此4联钢箱梁分为4个分厂制造，组织各厂技术骨干绘制施工图并负责各梁段的施工。细化工艺，精心组织下料和对接工序，保证有序生产。板单元上的弧形U肋预先按线形煨弯，煨弯时应严格控制扭曲等变形增设工艺隔板，拼装好后在反变形胎架上焊接，减少变形和火调量，从而保证板单元的结构尺寸。工地大拼、节段运输与架设方案根据现场实际施工情况进行细化编写，形成流水施工。充分考虑占道封路的时间安排、节段转运、起吊设备能力等制约因素，做到平安可靠、工期可控、本钱可控、质量有保证。各联钢箱梁总体制造方案及工程量1、 L6、L10、L13、L18分别为3、3、4、3跨的连续钢箱梁，最长

9、L13共155 m，最短L10共90m，根据桥梁结构特点，充分考虑制造场地、吊装能力、道路运输、施工场地布置等因素，对各联钢梁总体制造方案如下： 对钢梁纵向分段，横向分块，在工厂内形成两侧悬臂吊装段、箱梁主体分为两侧斜腹板C型吊段、中腹板C型和箱形两吊段，L18另增加一个中腹板C型吊段，支墩处右侧外接一段箱形梁。各联分段示意图见下列图。1.2 板单元分为：顶板单元、底板单元、横隔单元、橫肋单元，腹板不做板单元，在杆件组拼时按梁段线形拼装到位后再安装纵向加劲肋。 纵向分段时顶、底板错开400mm，腹板居中，顶板和底板工地环缝位设嵌补段U肋，顶板嵌补段长500mm，底板嵌补段长460mm；腹板纵向

10、加劲肋不设嵌补段，安装时与腹板边缘错开200mm，翼缘T肋和顶板扁肋均同此方案。1.4 L18联钢箱梁为变截面，从内往外，前三个箱体截面不变，从第四个箱体开始变化，导致顶、底板上U肋间距随之改变，U肋间距变窄遇隔板处断开，改T肋沿原线形或直线布置，在板边伸出200mm以错开对接缝。1.5 根据设计意图除支点处底板上3处U肋断开，其它顶底板上及腹板上的纵向加劲肋均穿过隔板。1.6两侧箱体顶板上的10mm板肋在斜腹板与顶板的焊缝完成以后再装，板肋开单面坡口焊接。须设计院确认1.7 支墩上隔板开400mm*600mm人孔，方便隔板与顶板间的焊缝，除支墩上的梁以外，每根梁取适中位置在一侧外腹板和每块中

11、间腹板上开人孔，方便人员、设备、辅助工具进出，所有后开人孔均在工地施工完成后才封人孔盖，最后封端梁上的4mm封板此方案暂定，须报设计院确认。1.8根据制造场地安排，各联梁段均在露天总拼胎架上拼装焊接、匹配，按照分块原那么拆分后形成发运节段。各吊段发运至工地后，利用吊机直接吊装至架设平台，调整线型，横向对接，纵向环缝施焊。挑臂与斜腹板的三角加劲及圆弧封板在工厂喷涂好后，工地安装2工艺流程 图纸审核放样排板材料试验下料制作胎架加工U肋预制板单元顶板单元、底板单元、隔板单元检验上总装胎架进行节段总拼检验焊接探伤大拼总体检测安装匹配件及吊耳脱胎架喷涂运输吊装检测调整焊接检验安装盆式支座落梁就位补漆喷涂

12、面漆验收武汉市二环线汉口段L6 ,L10,L13,L18钢梁总体施工清单列表五、工厂制造1焊接工艺评定焊接工艺评定是编制焊接工艺的依据，应在钢箱梁结构制造开工前完成。评定试验用的母材应与产品一致，尽可能选用碳当量偏高的母材制备完试板。选用的焊接材料应使焊缝的强度、韧性与母材相匹配。试板焊接时，要考虑坡口根部间隙、环境和约束等极限状态，以使评定结果具有广泛的适用性。根据本钢箱梁设计图纸和?钢结构设计总说明?的规定，编写焊接工艺评定任务书，模拟实际施工条件，逐项进行焊接工艺评定试验。针对本钢梁的典型接头形式、板厚组合，考虑其他工程的焊评结果可覆盖该桥同材质、板厚、坡口形式及施工条件的接头。初步拟订

13、焊接工艺评定方案。用于钢箱梁的板对接、板单元对接，钢箱梁整体制造以及工地焊接。焊接工艺评定试验提供阶段性报告及最终报告，并在生产中跟踪、检查，补充和完善施工工艺。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指导书。由焊接技术人员根据焊接工艺指导书的内容组织焊接施工。号料、矫平2.1.1 号料根据箱段生产顺序，按排幅员领取钢板，作出标记，包括箱节段码、单元件码、序号。 下料工班在对顶、底、腹板号料前，对准备进入流水生产线的钢板应逐块测量，检查并记录钢板的几何尺寸。2.1.3 当对角线有误差大于5mm时，应在钢板上找出误差最小的两相邻边，并号出直角及横向中心线切割修正。

14、组拼时，以此作纵横向基准来定位。下料2. 下料根据零件形状及后一道工序的要求，分别采用数控精密切割机，门式多头精密切割机，半自动切割机下料。 切割作业按焰割作业指导书进行。所有不再机加工且没有焊接要求的板边需倒棱R0.52mm。 U肋因来料钢板偏窄，下料时钢板中间及两端留50100mm不断开，待钢板冷却后再用割刀断开，以控制下料旁弯。顶板，底板需两块钢板横向对接后按线形下料，顶、底、腹板纵向局部对接，下料时各板件需按板单元工艺图纸所给字母标示，以区分方向，便于平面线形钢板对接2.2.5 顶、底板宽度方向直接按工艺图所给公差下料：中间板单元宽度公差-3-4，两侧板单元开坡口端公差为-2，自由端+

15、3+4 。斜腹板按理论宽度下料，直腹板按理论值+3mm熔透收缩量下料，纵向按+15+20的公差下料，顶、底、腹板、横隔板和横肋均按线形数控精密切割，不再铣边。 U槽内外表及顶、底板接触面涂装 U槽压制后，喷砂除锈质量等级到达Sa3.0级； 经除锈的U槽内部采用无气高压喷枪或手工涂刷无机硅酸锌车间底漆一道涂层厚度为20m，距板边1020mm范围内不涂装。 吊装时应注意对涂装面的保护。 板单元组拼前，U肋封闭区域经手工除锈Sa3.0级后涂刷无机硅酸锌车间底漆一道涂层厚度20m，距拼装线1020mm不涂装。2.4 U肋煨弯U肋应在参与板单元组拼前按照对应的板单元平面线形尺寸煨弯成形，各板单元因其平面

16、线形的差异而需一一对应煨弯配制U肋，每块板单元按其纵向中心线的线形弯制相应的U肋，以减少U肋弯制种类。此工序详见?U肋煨弯工艺?。2.5 板单元制造：2.5.1板单元制造工作量清单序号梁段编号顶板 板单元个底板 板单元个横隔板单元个横肋板单元个挑臂单元个小计1L6 3636236106284422L10323216062183043L134444118106303424L18323224086304202.5.2 钢箱梁板单元制造流程 U肋制造按U肋展开尺寸精切下料并机加工四周开坡口，顶板U肋钻孔。按U肋展开尺寸精切下料并机加工四周开坡口，顶板U肋钻孔。按U肋展开尺寸精切下料并机加工四周开坡口

17、，顶板U肋钻孔。顶底板单元a)顶底板数控精切含平面曲线，开坡口；U肋分段与箱梁分段相同，U肋接缝内衬钢衬垫，平面线型通过拼装时的煨弯调矫来完成b按线型组装顶板单元，保证横隔肋处U肋定位尺寸的标准性；焊接，但U肋对接焊暂不焊，待总拼后再焊支点横隔单元a)隔板数控精切；加劲肋下料b在专用组装胎架内组装隔板单元、焊接中间横隔单元以边隔板为例a)隔板数控精切；加劲圈下料弯制b在专用组装胎架内组装隔板单元、焊接2.5.3顶、底板单元件制造顶、底板板单元件制造工序流程以L13联的第一个箱体的底板单元2L13-1-D为例说明板单元制造程序2.5.3.1 对接前应复核各钢板的编号和方向，确保对接线形，不等厚对

18、接面均朝箱体内侧。2.5调校、探伤合格后在板面及两端头板厚处标示板单元编号，进入划线工序：以底板两端中点连线为X轴 ，按图示坐标找出各横隔，横肋与腹板或最外边一根U肋中线交点；两点连线延伸至上、下两边，并打上样冲眼，与腹板交点也打上样冲眼，连线即为腹板拼装线；沿隔板方向按U肋间距找出各U肋安装点，连线即U肋线形拼装线，并打上样冲。纵向以工艺图左端为基准拼装，横向以板中心线为基准拼装2.5 划好拼装线后，复核线形，没有问题才可进入U肋拼装工序。U肋拼装控制点：a、U肋与隔板相交处必须严格按照已检测合格的定位点安装，其它位置要求线型过渡顺畅；b、板单元两头预留嵌补段位置各联钢箱梁端头不留；c、不等

19、厚对接处必须断开一段，顺斜面拼装，断开的U肋用钢衬垫连接；d、支点处U肋因与隔板纵向加劲相抵触，支墩隔板中间及两侧200mm范围内两处不安装U肋，相邻的第三处待隔板焊完以后再安装分三段2.5.3.4板单元焊接。组拼合格的板单元转移至反变形焊接胎架上。a、用螺旋顶压紧板单元，实现反变形。反变形根据经验和实际焊接测量结果确定，经验反变形值为100mm/35005000mm。应跟踪首批板单元的反变形情况最终核实确定反变形值，并修正胎架反变形牙板高度，以保证反变形焊接效果。b、按焊接顺序及焊接工艺，用CO2气体保护自动焊机施焊。焊接过程中，当压紧装置防碍焊接时可将其临时解开，一旦焊过本区域后应立即重新

20、压紧。c、U槽两端200mm不焊。d、一块板单元焊接应一次连续完成。采用反变形,焊后控制松卡温度为室温。2.5.3.5 板单元调校，开坡口，检测合格转入大拼工序 a、板单元调校必须保证：平面度3mm/1m2，旁弯3mm/12m，扭曲3mm/12m b、基准端和对接侧开坡口，另一端在大拼到位以后再开坡口，顶、底板坡口均朝上。2.5.4 横隔、横肋单元制造单元件制造工序流程：2.5.4.1 横隔加劲圈分4段，横肋加劲圈分2段按工艺图要求预折弯。2.5.4.2 在拼装平台上安装加劲圈，并编号。a、组装时要保证加劲圈与隔板和横肋圆弧边缘的密贴，缝隙1mm，与横隔和横肋主板的垂直度1mm，宽度方向与主板

21、对中。b、如折弯的圆弧和角度与隔板和横肋的有出入时，需采用火阎和施加外力调校，不得采用水冷急弯的方式。C、加劲圈断开的地方需保证对接平顺，不得有错台和错边的现象发生。2.5.4.3 焊接、调校，检测合格后，贴转序卡进入大拼工序。2.5.5 挑臂单元制造挑臂单元的制造工序如下：2.5.5.1 T型纵肋和T型隔板预制须保证：中间腹板与翼缘的垂直度1mm；按顶板的线形煨弯；旁弯及扭曲3mm。2.5.5.2 顶板单元划线，拼装纵肋程序同2.5.3.2.5.5.3 按顶板上的定位点和拼装线安装T型隔板，按工艺图纸要求安装纵肋与隔板间的连接板、端板。2.5.5.4 先焊端板与横隔的连接焊缝，再焊端板与顶板

22、的焊缝，最后焊隔板与顶板和T肋的连接焊缝，调校，控制平面度、旁弯和扭曲。2.5.5.5 挑臂内部打砂处理，涂一道无机硅酸锌，保证总干膜厚度20m。2.5.5.6 安装封板，验收合格后大拼匹配。2.6 工厂总拼。工艺流程如下： 工厂总拼工艺要求：根据前述分块原那么、工艺流程及钢箱梁的外形特点，采用正装法进行总拼。大拼胎架将根据桥梁的弧线形状、纵横坡变化、截面变化进行模似设置，标下各杆件横向隔板及纵向两端外腹板和中间腹板地样并留永久标志，保证大拼各钢梁的准确定位。 各联桥梁均为34跨的连续钢箱梁,要求按照不少于一跨的长度进行工厂节段分轮次总拼一跨最少3个区段。在胎架设计上总长度不小于单跨长度，宽度

23、为整幅宽度。2.6.2.3 横向以中间腹板系统线为基准往两侧方向拼装，宽度留有箱体横向对接收缩量以一道缝收缩3mm往上累加，并保证箱体对接缝处有68mm间隙；纵向以端梁为基准纵向延伸，长度方向理论尺寸L+4mm环缝收缩量x环缝数量，每个梁段均以工艺图示左端为拼装基准；底板和顶板铺上胎架定位后按理论长度配切右侧并开坡口，后续的每个梁段间拉开4mm间隙拼装，大拼每个轮次的最后一根梁的顶、底板在胎架上暂不配切，等此轮次焊接调校好后，视长度长短来决定修正配切量。图示，以L10为例2.6.2.4大拼各线形尺寸检测合格后，在各箱体及挑臂上安装临时定位连接配件和吊耳临时结构，保证工地二次拼装时的分块节段的准

24、确定位。要求钢印与油漆编号清楚，以保证工地正确连接，编号文件含图示发工地一份指导工地二次总拼和架设。钢箱梁工厂总拼工作量清单 序号编号重量t工厂总拼节段数量长x宽x高/总拼后拆分节段，个备注1L6142m x26mx/642L1090m x26mx/503L13155m x26mx/744L18125m/77.4工厂总拼重难点分析 平面、立面线形的保证是重点也是难点，其质量控制分三步：a板单元制造线形及其标准性控制，它是总拼成型的根底。b胎架设置与板单元总拼定位及其检测是总拼成型的关键，钢箱梁定位与检测基准应独立于胎架之外，始终保证完好。c总拼后焊接及焊接变形的控制是总拼成型的第三道关。焊接变

25、形的控制质量将直接影响到节段总拼成型质量，应采取如下预控措施：a纵、横向预置焊接反变形量。b焊前可采用与胎架均匀刚性固定或均匀配重的方式减小焊接变形。c焊接时应严格遵循由下到上、由中到边、对称施焊的顺序进行。总拼结束拆分成的运输节段重量在10.5T68T之间、节段长度在mm之间，节段宽度在m4.8m之间,均可直接采用门吊和运输平板车吊运，从而降低了节段工厂脱胎及运输的难度。 总拼流程 在总拼胎架上按照不小于1轮次原那么拼装底板单元，配切节段间预留34mm间隙。横向拼装以中间腹板为基准，每个箱体间预留3mm收缩量，并保证68mm的间隙。2.3.2 拼装横隔板2.3.3 拼装边，中腹板 2.3.4

26、 继续拼装横隔板、腹板。2.3.5 继续拼装横隔、横肋单元。2.3.6 安装斜腹板。 拼装悬臂及顶板单元，完成工厂总拼与焊接，前后梁段间保证68mm间隙，如果间隙不够在临时匹配件间加焊相应厚度的垫块，以保证工地各梁段间焊接间隙。完成运输节段间的临时匹配件连接，安装吊耳，做好钢梁标识与记录。 拆分总拼节段形成运输节段，以运输节段为单元安排记录、涂装、吊装、发运工作。 施工吊耳设置吊耳分箱体和悬臂两种结构使用，箱体均按单件20T载重量设计，悬臂按单件5T载重量设计，4件成套使用。吊耳均设置在横隔板对应的顶板上。吊耳均为临时结构，钢梁架设完成后割除，割除时不得损伤钢梁并打磨光顺。3.钢梁涂装3.1钢

27、梁涂装的施工要求以及桥梁日常维护均按照?公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件?JT/T722-2021执行。钢箱梁所有外露外表采用长效重防腐涂装体系，有效保护期按25年考虑;安装焊缝处应留出3050mm暂不涂装。方案如下表所示.涂装配套方案表序号部位配套编号涂层涂料品种道数/最低干膜厚度m1顶板上外表S16底漆层环氧富锌底漆1/80总干膜厚度802钢箱梁外外表除顶板上外表S07底涂层环氧富锌底漆1/80中间涂层环氧云铁漆(12)/150面涂层第一道聚氨脂面漆1/40面涂层第二道氟碳面漆1/30总干膜厚度3003钢箱梁内外表S13底涂层环氧富锌底漆1/50面涂层环氧厚浆漆浅色300总干膜厚度3504U

28、肋内外表及挑臂内外表底漆层无机硅酸锌20总干膜厚度204钢梁运输4.1 钢梁运输工作量钢梁运输主体为工厂制造节段，工厂制造分段时已考虑车运的各项限制条件，具体工作量及相关信息见下表：武汉二环钢梁运输工作量清单序号编号发运节段 数量个节段最大 长度m节段最大 宽度m节段最大 高度m节段最大 重量t备注1L6362LIO323L134418502L134750合计1594.2 钢梁运输采用先船运至武汉而后汽车运输至工地的方案。4.3 运输线路沿线运输各项限制规定及装卸条件应事先进行周密考察，有必要时需与沿线的交通管理部门取得联系，按要求办理相关手续。运输方案经考察确定后形成文件以指导运输作业。六、

29、工地架设1、场地准备1.1 工地架设场地准备包括以下方面的内容： 工地架设所需起重机资源由甲方统一招标提供，现场施工需要的围栏、限高架的平安设施由甲方准备。 进出总拼场地的道路及工地运输线路应满足架设节段转运尺寸及载重要求。 桥位架设前钢梁节段的暂存场地应满足存梁起吊架设的要求。 桥位架设时吊机站位点及其地基承载能力应满足起吊方位和起重吨位的要求。1.2工地架设用临时支墩需按架设方案搭设，包括地基根底处理和上部支架的搭设，钢梁支点布置如下列图所示以L6联为例：当跨公路钢梁节段架设或桥上施工时应与交通管理部门联系半幅路面封道事宜，根据相应公路的车流量较大的情况，封道有如下要求。需报请甲方和业主协调相关事宜。 同时只能封道半幅。 封道必须服从交通管理部门的统一领导，接要求设置路障和醒目标识，并派专人看管。 一般要求在夜间车流量较小时进行，尽量减少封路次数和封路时间。架设总拼因工厂已按运输和现场架设条件对各联桥梁横向和纵向分段预制成了各个箱体，工地总拼方案为：在桥址按每联钢梁的成桥线形依架设顺序搭设总拼胎架，分跨搭设和制造总拼现场总拼采用正装法。胎架在设置时应严格按钢梁底板的立面拱度和平面弧线形状设置，保证在二次拼装时不改变即有形状，线形经检测合格后可适当刚性固定各箱体，以防止焊接变形。拼装时严格按编号及临时的单元件间的连接器进行