立交工程钢箱梁施工质量保证措施.doc

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1、立交工程钢箱梁施工质量保证措施1.1工程质量管理保证措施：1.1.1建立三级质量管理体系，在项目部设安全质量部及专职质检工程师，专职质检工程师常驻厂内跟踪检查，制作厂设专职质检工程师，班组设兼职质量检查员，对施工的全方位进行质量管理、监督、检查，并制定切实有效的能够保证工程质量的措施，克服质量通病，创优质精品工程。1.1.2、为确保工程质量，施工中建立质量责任制度、三级质量目标管理制度、技术交底制度、工序“三检”制度、隐蔽工程检查验收制度、质量预控制度、质量管理的奖罚制度等，并在施工中狠抓贯彻落实。加强对工序质量控制，一道工序合格后方可进入下道工序。1.1.3、分项施工的现场要实行标示牌管理，

2、写明作业内容和质量要求，并执行“三检”制度；建立各工序工程的责任制，明确各工序施工的主要人员，以保证质量责任的可追溯性。1.1.4 广泛开展技术咨询、技术创新、技术攻关、QC小组活动，积极采用新工艺、新材料、新设备，逐步提高施工技术水平和施工质量。1.1.5 聘请有资质的检测单位负责焊接质量检测，严格按照规定要求进行要求的试验和检测，保证检测频率，不合格的坚决按要求处理。1.1.6 建立技术先导试验制度。对施工中所用到的焊接工艺、组装工艺、涂装工艺等要先进行试验，试验合格后再组织大面积施工。1.2焊接变形控制措施1.2.1 焊接变形试验焊接变形的影响因素很多，如板厚、焊缝长度、焊接类型、焊缝截

3、面积、焊接线能量，约束条 件等。为确保能准确控制焊接变形，施工前应对焊接变形进行试验，具体方法是：焊接时对环缝焊前（打点距离300mm）和焊后进行跟踪量测，确定在各部位、缝宽、板厚、气温条件下的相对收缩量，建立一定的数量关系，并据此采取措施控制焊接变形。1.2.2 焊接变形控制技术1）、下料下料前用平板机将板料进行平整，确保板料平整度符合规范和设计要求。下料时采用无余量法控制尺寸，既是将焊接变形数量考虑到板块尺寸中，下料尺寸适当加大，使板材焊接后的尺寸最终符合设计要求尺寸。2）、装配及固定加强对下料和组装人员的技能培训，确保下料和装配精度，避免因操作人员技能所导致的装配错边。采取工装对组装完毕

4、的梁体加以固定后施焊，防止施焊过程中产生的角变形，同时减少挠曲变形、扭曲变形。3）、正确选择工艺方法及工艺参数，严格控制线能量施工前对材料及构件进行焊接变形试验，就是对焊件在焊前（打点距离300mm）和焊后进行跟踪量测，确定在各部位、缝宽、板厚、气温条件下的相对收缩量及角变形量，并据此采取措施控制变形。钢板焊接变形还要考虑节段拼装过程中产生的变形以及在构件施工过程中产生的变形。焊接变形量可通过经验公式进行估算，但要经过试验来确定具体数值。计算弧焊的热输入量，可以采用以下的公式：式中Q为热输入量（kJ/mm），V 为电压（V），I 为电流（A），S 为焊接速度（mm/min）。Efficienc

5、y（效率）的取值取决于所采用的焊接工艺：手工电弧焊为0.75，气体金属电弧焊和埋弧焊为 0.9。根据焊接工艺，可知CO2气体保护焊能量最少，埋弧焊次之，手工电弧焊最大，应尽量采用CO2保护焊接，减少焊接变形。 板料的开坡口不宜过大，坡口坡度宜为4555，组件缝隙宜为57mm。为控制焊接能量输入量，不宜采用割炬切割方法开坡口，宜采机械冷加工方法打坡口。采用单面焊双面成型。对各种形式的焊缝，如顶板、底板、腹板板单元的纵向对接焊缝、环形焊缝、横隔板对接焊缝等采用陶瓷衬垫单面焊双面成型技术。采用自动埋弧焊时，应采用多层多道施焊，根据板厚来确定，一般底板（14mm）或顶板焊接分4层（45道）进行，使用直

6、径小的焊条，一般选择4mm焊条，可大大降低焊接残能量，埋弧焊线能量始终控制在2833KJ/cm，可有效防止变形。板材焊缝横向一般收缩为1mm，沿纵向收缩量为0.6mm/m（板厚在12cm以上）。板单元（长10米）的焊缝纵向收缩情况一般在46mm。另外，在对板单元纵向面外弯曲进行火焰矫形时，面板纵向还要收缩约1.5mm，加上切割坡口及其他矫形过程中的收缩量约0.5mm，共2mm。板单元的横向收缩情况是，正交异性板单元的焊接横向总收缩量约为0.51.2mm，一般不超过 1.5mm。4）、选择合理的施焊顺序和方向焊接顺序对焊接变形有一定影响，焊接顺序应遵循先约束大后约束小部位，焊接方向一致、多层同顺

7、序、两侧交替焊接、对称施焊等原则进行选择。（1）在板单元组合焊接时，要从中心向两侧进行对称焊接，分层焊接时要从同一方向焊接；（2）顶、底板纵向对接采用同时同方向焊接或中间向两侧同时反向焊接，以减小焊接变形并保证焊接变形的一致性。（3）在箱形总拼时先横隔板与底板、斜底板的角焊缝或熔透角接焊缝，再焊焊横隔板立位对接，最后焊横隔板的仰横位对接。（4）环缝焊接时，要先从中心向两侧焊接，先焊接底板顶板，最后焊接悬挑梁，顶板和底板尽量同时进行焊接，以减少收缩变形。（5）纵向对接焊缝从一端向另一端焊接，要分层分道焊接，层间温度符合工艺要求。 5）、无马板组焊技术。尽量采用无码焊接技术，可有效控制焊接变形，无

8、码焊接工艺是：使用磁吸码，用磁力把钢板固定于胎架 上，不至损伤钢板，也避免了繁杂的修补工作。以压代拉，在平台或胎架上安装板材时采用压铁压紧来实现线型吻合和防止变形。先装构架后焊板缝，确实需要在胎架上焊接的板缝，也要改变传统的先焊板缝后装构架的做法，采用拼板后先进行构架安装，装好构架后一起烧焊，利用构架来限制板的焊接变形。 6）、U形肋与顶板坡口角接焊缝变形控制本桥箱梁U形肋板与顶板焊缝为8mm，要求焊缝有效厚度0.85倍的U形加劲肋的板厚，且不允许烧穿，并对焊缝进行超声波探伤检测。焊接以及焊接变形控制难度较大，经综合分析，对U形肋与顶板的坡口（图6-1）,角焊缝定位焊采用实芯焊丝（1.0）CO

9、2气体保护半自动焊焊接，正式焊接采用药芯焊丝（1.2）CO2气体保护自动焊焊接，分3道施焊，焊接电流控制在120130A，电压控制在28V，焊接速度控制在0.5m/min,焊丝对正位置按照图6-2图6-1 U形肋与顶、底 板的坡口 图 6-2 焊丝对正位置正交异性板单元U型肋焊接时会在焊缝处产生角变形，变形后的截面情况如图6-3所示，为了有效地采用反变形焊接工艺控制角变形，必须准确了解角变形量的大小。 图6-3顶板变形图因此应进行焊接变形试验，测量顶板和底板焊接后的变形弧度曲线，计算各焊缝在焊接期间发生的角变形量 。再根据测量结果，推导焊接变形公式。角变形量与焊接线能量E成正比，与板单元的面板

10、厚度t成反比，根据公式，可推得正交异性板单元U型肋坡口角焊缝焊接角变形量初步确定了顶、底板预加的反向角变形量。为保证焊缝有效厚度达到设计要求、控制焊接变形，根据弯曲变形结果，制作如图6-4所示的焊接反变形胎架，使工件在近似船形位置的拘束状态下焊接。整个板块采用同方向施焊，并采用合适的焊枪角度及焊丝送进位置以保证坡口根部熔合良好，保证焊缝表面成型质量。 图 6-4 焊接反变形胎架U型肋嵌补段焊接，如两端同时焊接很容易造成一端因收缩而开裂，解决的办法是先焊接一端定位焊，在焊接另一端，采用CO2气体保护焊分4道焊接，尽量减少焊接能量输入，焊接前进行预热50100，焊接后保持温度150250。7）、

11、顶、底板的对接焊接与收缩变形控制顶、底板的对接采用实心焊丝CO2气体保护焊打底，埋弧自动焊填充盖面的单面焊双面成型技术。在打底焊道中，过马板处容易出现根部缩孔、弧坑裂纹、反面成型不好以及间隙不匀所引起的焊缝根部熔合不良等问题。在生产过程中通过严格限制打底焊道工艺参数、熄弧处加快接头速度或回焊20mm以上、针对过大或过小的焊接间隙采用向前推或拉的运条方式解决根部熔合不良的问题；并要求焊接完第一道埋弧自动焊后再去除衬垫，让受热下坠的焊缝金属有所依托，避免了由于打底焊道较薄，焊缝受热后易下坠而导致反面余高过高等外观问题；马板在第一道打底焊道焊接完成并等焊缝温度降低之后拆除，以减小焊接变形。对接焊缝间

12、隙控制在47mm之间，通过前期生产实测收缩值,使焊接收缩以及变形处于受控状态，从而保证焊接质量和整体制造精度。8）、横隔板对接焊缝的焊接与变形控制横隔板采用整体隔板形式，横隔板在长度方向采用立位对接，宽度方向不同于以前的搭接接头形式，采用仰横位对接，其接头形式见图6-5。 图6-5 横隔板接头形式立位和仰横位对接横隔板板厚为12mm的，采用单面焊双面成型，背面贴圆弧槽陶质衬垫。厚度为16mm的，立位对接采用双面V形坡口进行焊接。横位对接16mm厚板采用不对称K型坡口，先焊接大坡口侧，再反面清根焊接小坡口侧，保证熔透。9）、 其它焊缝的焊接其余坡口角接、熔透角接以及对接焊缝的焊接除通过采用小的焊

13、接线能量、两侧交替焊接、对称施焊、预留焊接变形量等措施来控制焊接变形外，还采用了下述措施：钢箱梁总拼现场焊接严格按照焊接顺序进行焊接，使焊接收缩量及焊接变形处于受控状态。焊接过程中严格执行焊接工艺参数，焊接材料的保管及使用严格执行要求。培训焊工在室外作业的防风、防雨、除污、除锈、除湿、定位焊质量等意识。10）、采用焊接预热和后热工艺，可减少收缩应力和焊接残余应力，能有效减少焊接变形。焊接前，应采用氧气-乙炔加热方式预热，预热温度为150250，预热范围为焊口两侧150200mm。箱梁采用单一高温回火的焊接工艺，使用履带式红外线加热器机械加热和保温，加热范围以焊口中心为基准，每侧不小于焊缝宽度的

14、3倍。11）、加强对焊接变形的观测，积累数据，建立焊接变形与焊接工艺、原材料、施工环境的数学模型，以用来预测以后焊接施工变形量，不断提高精度控制水平。1.3钢箱梁线型控制措施1.3.1、在施工前，除根据设计给出数据外，还要根据现场安装情况进行细致计算。每跨的预拱度值，要根据跨度及箱梁截面特性进行计算，经过计算，每跨的最大预拱度值见“钢箱梁预拱度值一览表”。具体部位的预拱度按照二次抛物线方程进行布置，见图1.6。图 6-6 预拱度分布图钢箱梁预拱度值一览表钢箱梁位置跨度L(m)最大预拱度f（mm）WN14Wn1530519WN15WN163721WN16WN1730.519WN17WN18425

15、5WN18WN195260WN19WN 204255WN 20WN213427WN21WN224025WN 22WN234025Wn23WN243427ES16ES1731.520ES17ES1831.520ES18ES1943.556ES19ES2043.556按照设计的纵坡度、横坡及预拱度、焊接变形等，计算出详细的高程、长宽尺寸等三维数据，并绘制详细的施工图。钢箱梁在加工及焊接过程中，板单元及节段的三维尺寸要按照实际纵坡、预拱度、横坡来控制，同时要考虑在加工、组装、总拼过程中的焊接变形。焊接变形的具体控制措施参照“1.2节 焊接变形控制措施”。为了保证桥梁总长和成桥线型，要编制具体的线型控

16、制要求和各阶段各分段的线型控制数据。在施工中，采用信息化施工技术，在箱梁施工全过程进行线型监控，监控内容包括整体中心偏位、纵坡高程、横坡高差、预拱弧线偏位、节段长度以及总长等，监控方法是通过精密全站仪、水平仪进行精密测量，在每个节段完成后及时按照规范进行验收，并检查是否符合线型要求，如发现问题，应及时调整高差、焊接顺序及间隙。1.3.2、钢箱梁的零部件，尤其是横隔板等形状复杂的部件（如图），放样采用计算机CAD1：1图形输入数控切割机号料，并在各个工序间均进行严格控制加工和组装尺寸，要详细检查箱梁尺寸、轴线、高度等，严格控制在规范允许范围内。号料采用无余量切割技术，在单元下料时要考虑钢板变形，

17、设计尺寸要加上伸缩量、切割口宽度、打磨宽、焊脚宽度等，以保证组拼后的尺寸符合设计要求。1.3.3、钢箱梁加工精度控制采用从总体控制到零件控制的控制体系，制定总体及各分段、各零件的控制尺寸及精度要求，制定分阶段验收标准。在加工中进行按照标准进行验收，确保零件尺寸保证分段尺寸、分段尺寸保证整体尺寸。1.3.4 板单元拼接采用反变形焊接胎架根据板单元的焊接变形规律、热量输入、应力分布及变形趋势，确定反变形量，设计制作焊接反变形胎架。为准确测定变形量，应进行焊接变形试验，测量顶板和底板焊接后的变形弧度曲线，计算各焊缝在焊接期间发生的角变形量 。再根据测量结果，推导焊接变形公式。角变形量与焊接线能量E成

18、正比，与板单元的面板厚度t成反比，根据公式，可推得正交异性板单元U型肋坡口角焊缝焊接角变形量确定顶、底板预加的反向角变形量。胎架要具有较好的刚度，胎架设可约束单元的卡具，接缝位置设一定的反变形量，已控制板单元焊接变形，实现无马约束焊接。胎架上设有纵横基准线控制组装精度。1.3.5 钢箱梁总装采用三纵一横基准控制拼装精度。在胎架两端设纵向3对测量塔和与其垂直的横基线基准墩，测量塔及基准墩与胎架分离且稳固，用这三条纵基准和一条横基准控制钢箱梁的整体组装和预拼装，其中中间测量塔用于中心底板、顶板基准单元的定位和钢箱梁的预拼装，边测测量塔用于腹板、边侧顶板单元的定位。测量所需仪器、测具、量具等要经过二

19、级以上资质计量检定单位统一检定合格后方可使用，要求工厂与工地内的量具要统一配发，测量方法要统一。1.3.6 钢箱梁制造中，采用简易胎架作为外胎、横隔板为内胎的多节段匹配组装技术，确保钢箱梁的几何形状、相应阶段端口的精匹配和全桥的拱度。拼装平台必须按照设计的坡度、纵坡度、预拱度、焊接变形、气温变形等来确定横向、纵向及主要节点的控制尺寸，拼装时严格按照尺寸来控制拼装精度。拼装胎架要以底板为基准确定胎架形状，并预留约1-1.5mm反变形工艺量;顶板一般会产生焊接变形，使顶板横坡减少，桥宽减少，因此应在横向设置约2mm预拱度。避免日照变化及温差的影响，在凌晨气温相对稳定情况下实施基准板定位，确保所有箱

20、梁阶段轴线一致，并达到标准化。1.3.7 对每一次预拼装的来那个短组装采取立体阶梯推进方式，即按照钢箱梁组装顺序，从胎架一端向另一端进行施工，施同一工序在相邻段上形成阶梯，这样有利于各阶段的匹配，避免上下层同时作业，提高生产安全性，确保整体质量。1.3.8 在钢箱梁支架拼装时，总长度要以墩柱上的箱梁节段为控制点，先安其他装墩顶钢箱梁，在安装中跨部分，并预留一节调节块先不安。在其他节段焊接完成后，测量剩余部分的长度，并根据这个长度，结合对接缝的缝宽加工调节块，调节块一般要比设计长度长3050mm，切口采用打磨机进行打磨，不能气割。1.3.9 加强对焊接变形的控制对各种焊接方法材料进行焊接变形试验

21、，并对焊接数据进行总结，建立数学模型，已用于以后焊接变形的预测和控制。根据焊接能量比较，CO2气体保护焊焊接能量最低，手工焊最高，埋弧焊居中，因此应优先采用CO2保护焊，以减少变形，尽量减少手工焊接。板料的开坡口不宜过大，坡口坡度宜为3545， 组件缝隙宽度不宜过宽，宜控制在57mm之间。为控制焊接输入量，不允许采用割炬切割方法开坡口，宜采用机械冷加工方法打坡口。采用自动埋弧焊时，应采用多层多道施焊，尽量降低焊接电流，可大大降低焊接残能量，埋弧焊线能量始终控制在2833KJ/cm，可有效防止变形。1.3.10钢箱梁工地焊接除工厂焊接质量控制措施外，结合工地施工作业条件，尚应注意以下焊接要求：由

22、于某地区夏季湿度相对较大，阴天及早晚应注意防潮；桥面焊接一定要在风雨棚内进行，风雨棚应有足够的强度、刚度且能牢靠地固定在桥面上；钢箱梁内通风差，夏天温度高达70，加之焊接烟雾不能及时排除，劳动条件严酷必然影响焊接质量，必须采取有效排气、通风措施创造良好的劳动条件；贴置陶质衬垫时，衬垫中心线应与焊缝中心线“重合”，衬垫与钢板应贴合紧密、牢靠，焊缝间隙不得小于4mm，否则应修整；在零件加工过程中，尽量减少临时吊环、临时固定板、马板的使用，材料吊装尽量采用磁吸设备，尽量采用无码焊接工艺；组件矫正尽量采用冷矫正，减少热矫正。马板切除时采用手工气割，在距离主板上方58mm处切割，剩余部分采用机械打磨。1

23、.4 钢箱梁焊接质量控制措施1.4.1焊接质量控制措施1.4.1.1 焊工（包括定位焊工）必须通过考试并取得资格证书，只能从事资格证书中认定范围内的工作。1.4.1.2 焊接工艺必须根据焊接工艺评定报告编制，施焊时应严格执行焊接工艺，焊接工艺评定应符合铁路钢桥制造规范TB10212-2009附录C的规定。1.4.1.3 焊接材料应通过焊接工艺评定确定；焊剂、焊条必须按产品说明书烘干使用；焊剂中的赃物、焊丝上的油绣等必须清除干净；C02气体纯度应大于99.99%。1.4.1.4 焊接工作应在室内进行，施焊环境湿度应小于80%；焊接底合金钢的环境湿度应低于5，焊接普通碳素钢不应低于0；主要杆件应在

24、组装后24h内焊接。1.4.1.5 如果杆件在露天焊接时，必须采取防风和防雨措施；主要杆件应在组装后12h内焊接；当杆件的待焊部位结露或被雨淋后，要采取相应的措施去除水分和浮绣。1.4.1.6 焊接前必须彻底清除待焊（包括定位焊）区域内的有害物；焊接时严禁在母材的非焊接部位引弧，焊接后应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅。1.4.1.7 焊前预热温度应通过焊接性试验和焊接工艺评定确定；预热范围一般为焊缝每侧100mm以上，距焊缝3050mm范围内测温。焊工施焊时应做焊接记录，记录的内容包括杆件号、焊缝部位、焊缝编号、焊接参数、操作者、焊接日期等。1.4.1.8 定位焊应符合以下要求：1） 顶位焊缝

25、应距设计焊缝端部30mm以上，其长度为50100mm；间距为400600mm，厚板（50mm以上）和薄板（8mm以下）应缩短定位焊间距；顶位焊缝的焊脚尺寸不得大于设计焊脚尺寸的1/2.2） 焊缝不得有裂纹、夹渣、焊瘤等缺陷，对于开裂的定位焊，必须先查明原因，然后再清楚开裂的焊缝，并在保证杆件尺寸正确的条件下补充顶位焊。1.4.1.9 埋弧自动焊必须在距设计焊缝端部80mm以外的引板上起、熄弧。1.4.1.10 埋弧自动焊缝焊接过程中不应断弧，如有断弧则必须将停弧处刨成1：5斜坡，并搭接50mm再引弧施焊，焊后搭接处应修磨匀顺。1.4.1.12焊缝检验应符合下列要求：1) 所有焊缝必须在全长范围

26、内进行外观检查，不得有裂纹、未熔合、夹渣、未填满弧坑和焊瘤等缺陷，2) 产品试板焊缝的外观应符合产品焊缝的外观质量要求。1.4.1.13 焊缝修磨和返修焊应符合下列要求：1） 杆件焊接后，两端的引板或产品试板必须用气割切掉，并磨平切口，不得损伤杆件。2） 垂直应力方向的对接焊缝必须除去余高，并顺应力方向磨平。3）焊脚尺寸、焊波或余高等超出表4.9.13上限值的焊缝应修磨。4） 焊缝不超差的咬边应修磨匀顺，超差的咬边或焊脚尺寸不足时，可采用手工焊惊醒返修。5） 应采用碳弧气刨或其他机械方法清除 缺陷，在清除缺陷时应刨出利于返修焊的坡口，并用砂轮磨掉坡口表面的氧化皮，露出金属光泽。6） 焊接裂纹的

27、清除长度应由裂纹端各外延50mm。7） 用埋弧焊返修焊缝时，应将焊缝清除部位的两端刨成不小于1：5的斜坡。8） 返修焊缝应按原焊缝质量标准要求检验；同一部位的返修焊一般不应超过两次。1.4.2 将钢箱梁科学合理的划分成各种纵、横加劲助的板单元构件（如面板、底板、横隔板、纵隔板钱箱的外腹板、）在厂内胎型上组装焊接，各自形成专用生产流水线，避免散件在现场组装钢箱梁，使各种板单元件产品标准化。1.4.3 将钢箱梁各种焊接接头合理地分类，制作前进行焊接工艺评定试验。焊接施工顺序，横隔板下端和底板焊接后，才进行相邻横隔板单元对接焊接，施焊顺序从下向上。越接近底板强约束端，收缩量越小，越接近上侧自由端，收缩量越大。1.4.4 板单元件制造中，采用无余量切割技术，考虑焊接收缩变形量补偿的一次精密切割下料；尽量采用无马板组装纵向肋的技术，避免料马板焊接铲除带来的缺欠。1.4.5 对接环缝装配质量控制首先，按设定的间距装配调整两梁段，保证两梁段间焊缝间隙和相邻梁段的高差，再用大型定位马板点焊固定；二是矫平梁段对接壳板的错边量，用火焰校正，再装定位马板点固；三是清磨焊缝口、焊缝背面贴陶质衬垫，用CO2自动焊打底施焊，再用CO2自动焊进行填充施焊；四是用埋弧自动焊进行表面施焊。1.4.6 对焊缝加强检测，检测要及时全面细致，不合格的要重新处理，不能放过任何缺陷处。