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刘家峡大桥加劲梁、桥面板施工方案.doc

临夏折桥至兰州达川二级公路ZD2合同段

钢桁加劲梁、正交异性桥面板施工方案

刘家峡大桥是临夏折桥至兰州达川二级公路的重点工程，为跨越刘家峡水库黄河支沟而设。桥梁为单跨536米的钢桁梁悬索桥LS／T 1817-2018 粮仓远程视频监控系统技术规范，桥主缆索在设计成桥状态下，跨中理论垂度为48.7m，垂跨比约为1：11，主缆中心距15.6m，吊索标准间距8m。钢桁梁的加劲梁和桥面板等钢结构重约5200吨。见图1.1刘家峡大桥效果图。

钢桁加劲梁由主桁、横联、上下平联及抗风水平翼板、下稳定板组成。

主桁架为带竖腹杆的华伦式结构，由上、下弦杆和腹杆组成。钢桁加劲梁上下弦杆及横联上下横梁均采用整体节点箱形结构，均在节点部位设置焊接节点板，分别与横梁、平联相连，杆件全部采用高强度螺栓连接。

弦杆中心高4m，弦杆外缘间全宽16.122m。节间长度4m。一个标准节段长度8m，由2个节间组成，在每节间处设置一道横联。

横联由上、下横梁及腹杆组成，吊点和非吊点处由于受力不同而采用不同截面尺寸，桥面板伸缩缝处上横梁在支座处局部加宽。

上、下平联均采用K形体系、H形截面，在桥面板固定支座处增设箱型制动撑杆。

钢桁加劲梁在两梁端各设置抗风支座4各，竖向支座2个。

为满足钢桁加劲梁的抗风需要，在上弦杆每侧设有2米长的水平翼板，在上横梁中间节点处设有下稳定板。

全桥共33个加劲梁节段，分边段2个、一般标准节段30个、跨中合拢段1个。

桥面板吊装节段间采用栓焊结合方式，顶板采用对接焊，U型、（板肋）加劲肋、纵梁采用高强螺栓连接。

桥面板共有4种吊装段，端部2个（A）、桥面伸缩缝处4个(C、D)、跨中段1个(F)、标准段26个(B、E)，共33个吊装段。

本桥所用钢材的牌号、执行标准和使用部位见表1.1。

1）焊接材料应根据焊接工艺评审试验结果确定。应采用与母材相匹配的焊条、焊丝和焊剂，且符合相应的国家标准。

2）焊接材料除进厂时必须有生产厂家的出厂质量合格证明外，并应按现有关标准进行复验，做好复验检查记录。

3）选定焊接材料应符合设计图纸的要求，按规定标准选择与所焊接材质相匹配的焊接材料。

表1－2焊接材料选用表

1.3.3 高强度螺栓

1）钢桁加劲梁及钢桥面系的连接用高强螺栓应符合下列规范的要求：

1）涂装材料应根据图纸要求选定，以确保预期的涂装效果。禁止使用过期产品、不合格产品和未经试验的替用产品。

2）对钢桁加劲梁、桥面板应进行专门的涂装工艺设计，钢桁加劲梁的不同涂层应选用同一厂家的产品。涂装材料进厂后，应按出厂的材料质量保证书验收，并做好复验检查记录备查。

3）涂装材料应兼用耐候、防腐蚀、美化结构等多种功能。使用期应满足图纸要求年限。如须改变涂装设计，则变更的涂装材料应符合本款的要求，并报监理人会同发包人、设计单位研究批准后，方可实施。

桥梁制作、拼装依据标准如下：

1.5钢桥施工方案概述

加劲梁采用在厂内完成杆件的制作及加劲梁的试拼装，以杆件型式发运到现场。在工地桥塔后的拼装场，拼装成桁片，然后运输到桥塔前的拼装场，拼装成整体节段吊装。吊装采用缆索吊从跨中向两端完成架设。

正交钢桥面板采用在厂内完成桥面板板块单元的制作，在桥址的拼装场地拼装成整体桥面板，与加劲梁节段同步顺序安装。

2.1 项目组织机构设置

2.2 劳动力组织计划

计划投入结构、焊接、机械等各类专业技术人员20名。以下为施工人员计划。

表2－1劳动力组织计划

2.3 设备、仪器配备

表2－2投入设备、仪器表

工厂加劲梁、桥面板钢构件的制作下设预处理、下料、加工、组焊、修整、制孔、预拼装及涂装八个工段。

加劲梁立体试拼装在试拼场地进行，试拼场地为混凝土硬化地面，能够满足承重要求。起重设备选用两台60吨的龙门，即可满足加劲梁立体试拼装的需要。

选择在桥址附近，塔台工区现场作为建设拼装场地及施工人员办公和生活区。拼装场分为杆件存放区、加劲梁桁片拼装区、节段拼装区、桥面板节段拼装区。

2.5.1 材料采购及管理

本项目所用钢材、焊接材料、涂装材料均招标采购。采购材料的供货方必须是按ISO9001质量体系要求，并通过我公司评定合格方能成为供货方。供货方必须承诺按本工程进度要求供货，以保证钢桥生产的顺利进行。

所有进厂材料须有生产厂家的出厂质量证明书，并组织对钢板按照现行有关规定进行检测、试验并签发检验报告。

钢桁梁制造用的焊接材料、涂装材料及其他材料必须符合设计图纸的要求和现行标准的规定。除必须有生产厂的出厂质量证明书外，还应按合同和有关现行标准进行复验，并做好复验检查记录，复验合格后方能使用。

1）进场材料经检验合格后，由质检部门入库编号；不合格材料及时反馈，及时退换。

2）本工程材料专料专用，物资部门须妥善保管，在钢板两端侧面做出标识，严格材料领退制度，加强退料管理，以免使用过程中混用。

3）所有材料应妥善存放，避免积水，防止腐蚀和变形。

4）所有材料须经入厂复验合格、监理工程师同意后方可使用。

技术部门认真研究理解业主提供的钢桁梁技术文件（设计图纸、规范、技术要求等资料），并邀请设计部门进行设计交底。在此基础上制定总体加工工艺方案、安装和拼装方案，完成施工图转化、工装设计、焊接工艺评定、工艺文件编制等技术准备工作。

施工图按钢桁梁构件分类绘制，全部采用计算机CAD绘图。内容包括：钢桁加劲梁和桥面板杆件（单元）工厂制作详图、厂内试拼装图、现场吊装段整体拼装图、安装部位图和发送杆件表等。

为保证钢桁加劲梁和桥面板的制造精度，提高生产效率，需要设计制作或改制一系列工装。如；各种杆件栓孔钻制模板、H形杆件焊接胎、箱型杆件组装胎、焊接平台、桥面板单元组装胎、板单元反变形焊接胎等。

钢桁加劲梁、桥面板吊装段的整体拼装用胎架，塔区施工平台、拼装用起重设备、安装焊接作业平台等。

焊接工艺评定的原则是以可靠的钢材焊接试验为依据，来测定焊接接头满足设计所要求的使用性能，验证施焊工艺的正确性，确保焊接质量。试验要在桥梁正式焊接之前完成。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，焊接工艺指导书经监理工程师批准后在钢桁梁施焊中严格执行。

公司决定，对参加本桥制造、安装的管理人员、技术人员和工人进行上岗前全员技术培训和质量意识教育、技术交底和应知应会教育，对于主要工种，如焊工、组装工、划线工、钻工、检查工等进行特殊培训和考核，实行持证上岗制度。其中，电焊工按焊接方法、焊接位置分别进行考试，合格者发给合格证书，不得超越证书范围作业。

2.6 总体计划安排与工期保证措施

2.6.1总体计划安排

加劲梁、桥面板加工工期为2011年09月1日～2012年9月31日，计13个月。本工程是折达公路的控制工程，也是我局2011年十大重点工程项目，做好本工程的施工意义十分重大。

2、加劲梁、桥面板制作：2011.12.1——2012.9.30

3、加劲梁桁架安装：2012.7.1——2012.11.15

2.6.2工期保证措施

公司非常重视该项目，将本桥列为2011~2012年公司的重点工程，从设备、人员、资金等各方面给予全力投入，确保本桥按质、按量、如期完工。

② 组织机构与人员投入

针对本工程的重要性，公司从人员方面全方位的投入。在管理、技术人员保证准时到位，全身心投入本工程工作。根据工期特点，在保证工期要求的前提下，分阶段投入施工人员。

为保证材料满足工期要求，工程启动后我们将在最短时间内开始材料采购，同时进行技术准备、工装准备等相关工作，保证工程能够按时开工。我们将合理规划物资存料场，设置专用场地单独存放本工程钢板，并按照工程的供料情况和进度安排合理堆放，方便原材报验和生产需要。

④应用先进技术及科学合理的工艺

为确保本桥的质量和工期要求，实现制造 “优质、高效”的目标，在生产制造中采用先进工艺、先进技术，并将针对本桥的特点加以优化和完善。

提前对拟用于本工程的关键设备进行全面维护、校核，确保能够正常投入本工程制造中。

第三章钢桁梁厂内制造及拼装

3.1.1钢桁梁主要部件组成

加劲梁主要杆件为箱形和H形。其中主桁弦杆及横联横梁采用整体节点箱形，弦杆单杆设置4~5个整体节点，弦杆间连接采用四面等强拼接，上弦杆箱形在吊点处两块腹板伸出上翼缘作为吊索锚箱。主桁架腹杆采用箱形和H形断面。横联腹杆除边竖杆为箱形外其余全部采用工形断面，平联杆件采用箱形和H断面。大部分H型杆为型钢。桥梁抗风需要增设水平翼板和下抗风稳定板，其结构由型钢和PPS盖板组成。

桥面系为正交异性桥面板结构，由顶板、U形肋、板肋、横梁和纵梁组成，顶板横向分成5个板单元制作段。其横梁和纵梁均为⊥形断面。

主要零件、异形零件通过数控切割机下料，直条采用多头切割机下料，不仅变形量小，而且效率高。对于重要零件的边缘或焊接边缘应进行机加工（如工形和箱形杆件的腹板、箱型杆件的内隔板、接头板、锚箱承力板等），以保证零件的尺寸和焊接坡口精度，下料时预留加工余量。

零件边缘及坡口的机加工采用铣边机等机加工设备，确保加工精度。

所有杆件均采用胎形或平台组装，并针对不同的杆件确定不同的组装方法和定位基准。采用先孔法的零件组装时，采用样板以孔定位进行组对。

主要杆件的主焊缝优先采用埋弧自动焊焊接，以便控制焊接质量；其余采用CO2气体保护焊焊接，可减小焊接变形，提高生产效率。焊接时要严格按照焊接工艺中的规范参数、焊接顺序及方向进行焊接。

桥面板单元在反变形胎上采用CO2气体自动保护焊焊接。

根据各类杆件的构造及孔群分布情况，设计制作相应的钻孔样板。

3.1.3 试拼装方案

根据设计文件和规范要求，为验证工厂制造工艺的合理性，构件的制作精度，确保桥上的顺利拼接，厂内试拼装十分重要。为此，选择具有代表性的加劲梁的第一、二、三吊装节段进行连续立体试拼装，其他节段采用平面试拼装的方案。

加劲梁试拼杆件主要包括主桁杆件、横联杆件、平联杆件以及各部分的连接件。

桥面板试拼装主要包括桥面系以及各部分的连接件。试拼装在厂内进行，试拼场设置拼装胎架，配置两台起重设备。

3.2 关键制作工艺措施

本桥采用整体节点弦杆结构，其制作精度、整体节段拼装质量是本钢桁梁制造控制的重点，也是本钢桁梁制造成败的关键。

采用数控切割机等先进设备，在充分利用现有设备、工装的基础上，设计制作包括上弦杆专用组装胎型、下弦杆专用组装胎型、整体节点覆盖式钻孔模样板及各类中小型组焊、钻孔模样板等一系列工装；通过广泛采用焊接自动化技术，保证整体节点弦杆制作精度和整体节段拼装质量。

桥面板单元制作采用反变形自动焊接工艺，有效控制焊接变形，保证焊接质量。

加劲梁主要包括主桁弦杆、主桁腹杆、横联横梁杆件、横联腹杆、平联杆件及连接件等。这些杆件按结构类型分为H形杆件、箱型杆件（普通箱型杆件和带整体节点的箱形杆件）、连接板等。

3.3.1 H形杆件制造

加劲梁主桁腹杆、横联腹杆、平联等主要为H形杆件，除主桁端部斜腹杆为焊接H形杆件，其它H形杆件采用标准H型热轧型钢，焊接H形杆件的其制作工艺流程如下：

3.3.1 H形杆件制造

3.3.2普通箱形杆件制造

普通箱形杆件主要包括主桁端部直腹杆、跨中及固定支座处上的平联杆件。钢板下料、槽型组焊修、箱体组焊修均在胎型上或平台上进行，防止或减少热加工中因杆件自重影响而产生的变形。

箱形杆件制作工艺流程为:

板件主要指拼接板、填板等。其工艺流程为：

3.3.4 整体节点弦杆制造

整体节点弦杆是本桥制造的一个重点和难点。由于杆件长（最长18380mm）截面小（502×522mm）、结构复杂（每根杆件上有4~5个整体节点），焊接量较大，制孔相对困难。因此，在制造中应重点控制。下面以边上弦杆为例重点介绍典型的整体节点上弦杆的制作过程。

边上弦杆是本桥典型的杆件之一，杆件长15290mm，设有4个整体节点，端节点外侧设有抗风支座，在吊点处两块腹板伸出上翼缘作为吊索锚箱板。该杆件制造难度较大，编制详细可靠的制作工艺，用于保证杆件的制造质量符合规范要求。

3.3.5 横联横梁制造

横联上、下横梁采用整体节点箱形结构，分别与横联腹杆、平联杆和抗风稳定板连接，横梁分为端横梁、吊点处横梁和非吊点处横梁，其横梁箱形断面（直线段）分别为：513×450 mm、507×303mm和505×208，横梁长14348mm。在桥面系固定支座处和伸缩缝处的上横梁平联节点有所不同，在两端第二节点处的下横梁平联节点也有所不同。下面以吊点处A3节点）上横梁为例说明。横梁长14348mm，箱体内高457mm，内宽223mm，单杆设3个节点板，节点中心距为3900mm，横梁与弦杆采用四面拼接。结构如下图所示：主要工艺流程与弦杆制作基本相同，不再复述。

3.3.6气动翼板制造

气动翼板由挑梁和盖板组成，挑梁采用变高度工字型焊接型钢，制造工艺同H型杆件制造工艺。盖板采用PPS板，设置方钢骨架，PPS板和方钢骨架均外购，厂内打孔，采用普通螺栓与挑梁连接成吊装节段，加劲梁桁架吊装完成后安装气动翼板节段。

钢桁加劲梁杆件制造完成后，按照设计、制造规范的要求需进行试拼装。通过试拼装来验证施工图纸的正确性、检验制造工艺的合理性、工艺装备的精确性；检查构件拼接处有无相互抵触情况，有无螺栓相碰、不便施拧之处。试拼装发现的问题，可在厂内及时处理，确保全桥钢桁梁的顺利架设。

钢桁加劲梁厂内制作完成后。按照设计要求厂内要进行整体节段试拼装。经充分解读设计图纸，决定采用前三个吊装段A1~A12节点12个节间（一个边段和两个标准段）进行立体试拼装，此三个吊装段基本代表了全桥的结构特点。其它节段采用平面辗转法试拼装，即选择能代表桥梁结构特点的主桁、横联等单片平放试拼装。

①绘制试装图，编制详细的钢桁加劲梁构件试拼装工艺，并报请监理工程师批准。

②参加试拼装的杆件必须是经单件验收合格的产品，并在涂装之前进行试拼装。

③试拼装场地应有足够的面积，能满足三个吊装段的试拼装要求。

试拼装支墩设计应满足下列要求：

在加劲梁节点部位或拼接口处均设支点，用水准仪检测各支点标高。各支点标高相对差不大于1.0 mm。

支墩基础应有足够的承载力，以保证试拼装过程中不发生沉降。

支墩要有足够的刚度，避免在使用过程中变形。

立体试拼装在拼装场地胎架上进行，试拼装过程如下：

下平面拼装：按照定位下弦杆→下横梁→下平联的顺序依次拼装；

第一节段拼装：单节段按照主桁腹杆→上弦杆→横联边斜腹杆→横联中部腹杆→上横梁上平联的顺序依次拼装；

③ 第二节段拼装：检测查并调整第一节段的几何尺寸。安装第二节段的主桁腹杆→上弦杆→横联边斜腹杆→横联中部腹杆→上横梁上平联，完成第二节段拼装。

④ 第三节段拼装：检测查并调整第二节段的几何尺寸。安装第三节段的主桁腹杆→上弦杆→横联边斜腹杆→横联中部腹杆→上横梁上平联，完成第三节段拼装。

① 几何尺寸及线形控制

试拼装要在经测平的支墩上进行，杆件处于自由状态，按试拼装图所给拱度线形设置支墩高度。

② 试拼装要循序进行，每拼装完一个单元进行检测和调整，合格后，再继续拼装下一单元，以免全部拼装完成后误差积累过大难以调整。

试拼装前，将孔边飞刺、板层间铁屑、电焊熔渣及飞溅等清除干净，使板层密贴。组装用冲钉不得少于螺栓孔总数的10%，组装螺栓不得少于螺栓孔总数的20%，冲钉打入顺序，应以节点中心开始向周围均匀分布。

① 桥梁线形检查 根据测量坐标系统，用激光经纬仪测量主桁试拼装拱度线形、平联中心线旁弯。

② 检查几何尺寸、栓孔通过率、板层间隙及有无相抵触情况和螺栓不易施拧处，当发现有问题应及时进行矫正。用钢卷尺、塞尺分别检查几何尺寸、板层间隙。

③ 用试孔器检查所有螺栓孔。钢桁架的螺栓孔应100％自由通过较设计孔径小0.75 mm的试孔器；联结系的螺栓孔应100％自由通过较设计孔径小1.0 mm的试孔器。

④ 磨光顶紧处应有75%以上的面积密贴，用0.2 mm塞尺检查，其塞入面积不得超过 25%。拼装从端节间依次安装，并调整好节间几何尺寸。

⑤ 测量用的钢尺在使用前应与被检测工件同条件存放，使二者温度一致，并定期送计量检测部门检定。

⑥ 测量用水准仪、经纬仪、全站仪等仪器需经二级计量机构检定。使用前应校准，并按要求使用。

⑦ 操作人员应经专门培训、持证上岗DBJ50／T-259-2017标准下载，并实行定人定仪的操作。

⑧ 钢尺测距所用的拉力计的拉力应符合钢尺说明书的规定。

3.4.7 加劲梁试装的主要检查项目（mm）

表3－1加劲梁试拼装检查项目

3.5正交异性桥面板制造

正交异性桥面板由顶板、横梁和纵梁组成，顶板厚16mm，U型加劲肋板厚8mm，高280mm，肋间距600~650mm。设有5道纵梁，梁高700、748、826mm不等，通过纵梁不等高布置形成横向2%坡度，纵梁横向间距2425mm（边）和3900mm（中）。在每个吊索处（8m）设置一道横梁，梁高584mm，在两横梁之间加设2道内横梁，梁高484mm。纵梁顺桥向通长设置，横梁横向分为6段。正交异性桥面板宽15000mm，长度与吊装节段等长。

桥面板块的制造方案：工厂按照桥面板单元、横梁单元、纵梁单元分别制造，然后采用连续匹配组拼、焊接、试拼装并行的方法在工厂制作成方便运输的桥面板块。 桥面板块在现场组拼成桥面板吊装节段进行吊装。

湖南省公路工程标准咨询服务招标文件(2019年版)（根据湘交基建[2019]246号文修订 湖南省交通运输厅发布2020年1月）3.5.1 桥面板划分

由于桥面板块宽度为15m，桥面板单元的划分应根据钢厂的轧制能力和工厂的加工能力使板块宽度最大化，以减少板块纵向对接焊缝的数量。 在满足《制造规范》、设计要求的前提下，经综合考虑钢厂供货、制作能力和运输条件下，桥面板块在厂内横向划分为五个制造单元，宽度方向分为3000+3150+2702+3150+3000mm，见图示。