鋼箱梁制造加工技術(shù)總結(jié)

鋼箱梁

制造加工技術(shù)總結(jié)

編制_____________

復(fù)核_____________

審核_____________

成都中鐵二局鑫誠鋼結(jié)構(gòu)有限公司

2016年12月

目錄

第一章編制說明

一、編制說明

本技術(shù)總結(jié)詳細(xì)介紹鋼箱梁的加工制造方法，并結(jié)合海秀快速路、

沱江二橋、梅汕客專三個工程實(shí)例，描述了鋼箱梁的制造過程，并重點(diǎn)

論述了鋼箱梁制造關(guān)鍵技術(shù)。說明了鋼箱梁制造過程中各細(xì)節(jié)工序的具

體要求和實(shí)施方法。闡述了制造技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)效率高、易操作，且質(zhì)

量容易保證，為同類鋼箱梁提供了有利的借鑒。鋼-建組合梁鋼結(jié)構(gòu)部

分(上翼緣板設(shè)置栓釘)加工方法與鋼箱梁基本相同，現(xiàn)按照鋼箱梁制

造加工工藝總結(jié)，不再對鋼-硅組合梁單獨(dú)進(jìn)行敘述。

二、編制依據(jù)

1、?？谑锌焖俾肪W(wǎng)骨干工程海秀快速路(一期)3標(biāo)高架橋組合梁

施工圖。

2、國道G321線瀘州沱江二橋加寬改造工程北岸高架橋(+55+)m

鋼箱梁施工圖。

3,梅汕客專(34+160+34)m剛架系桿拱——鋼箱連續(xù)梁組合橋施

工圖。

三、參考文獻(xiàn)

(1)《高速鐵路設(shè)計規(guī)范》(TB10621-2014)；

(2)《鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范》()；

(3)《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》()；

(4)《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》()；

(5)《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》()；

(6)《鋼筋混凝土拱橋技術(shù)規(guī)范》(GB50923-2013)；

(7)《鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范(2009版)》(GB50111-2006)；

(8)《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》(TB10005-2010)；

(9)《鐵路鋼橋制造規(guī)范》(Q/CR9211-2015)；

(10)《鐵路鋼橋保護(hù)涂裝及涂料供貨技術(shù)條件》(TB/T

1527-2011)；

(11)《公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件》(JTT722-2008)；

(12)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50205-2001)；

(13)《不銹鋼復(fù)合鋼板和鋼帶》(GB/T8165-2008)；

(14)《不銹鋼熱軋鋼板和鋼帶》(GB/T4237-2015)；

(15)《不銹鋼復(fù)合鋼板焊接技術(shù)要求》(GB/T13148-2008)；

(16)《橋梁用結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T714-2015)；

(17)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T700-2006)o

(18)《鋼橋鋼與鋼-混組合橋梁概念和結(jié)構(gòu)設(shè)計》(Jean-Paul

Lebet,Manfred,2014)

(19)《箱梁橋分析與設(shè)計(梁段板元法)》(錢寅泉，倪元增,

周良，2015)

(20)《鋼箱梁橋設(shè)計》(賈高炯,2016)

第二章緒論

一、鋼箱梁橋發(fā)展概況

鋼箱梁橋誕生于19世紀(jì)中期。在我國的發(fā)展起源于20世紀(jì)60年代,

且多用于鐵路橋梁。20世紀(jì)90年代，我國才開始大規(guī)模使用正交異性

鋼橋面板箱梁，但發(fā)展速度非?？?，20年間取得了輝煌成就，令世界矚

目。

二、鋼箱梁橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

鋼箱梁一般由頂板、底板、腹板、橫隔板、縱隔板及加勁肋等通

過焊接或栓接的方式連接而成。其中頂板為由蓋板和縱向加勁肋構(gòu)成的

正交異性橋面板。

鋼箱梁主要具有下列特點(diǎn)。

質(zhì)量輕、節(jié)省鋼材。由于鋼箱梁能有效地發(fā)揮鋼板的承載能力，不

存在冗余構(gòu)件，比鋼桁梁橋節(jié)約鋼材20%左右，跨徑越大越節(jié)約。同時

由于上部結(jié)構(gòu)的自重減輕，橋梁下部結(jié)構(gòu)的造價也會相應(yīng)地減小。

抗彎和抗扭剛度大。鋼箱梁采用閉合截面，在材料數(shù)量相同時，可

較其它截面形式提供更大的抗彎和抗扭剛度，故特別適用于曲線橋和承

受較大偏心荷載的直線橋。

安裝迅速，便于養(yǎng)護(hù)。鋼箱梁可以在工廠制成大型安裝單元，從而

減小工地連接螺栓數(shù)量。在施工時便于縱向拖拉或者頂推法架設(shè)。箱形

梁結(jié)構(gòu)簡單，油漆方便，且由于內(nèi)部為閉合空間，更容易抗銹蝕。

適于做成連續(xù)梁。這是因?yàn)槠渌孛嫘问侥芴峁缀跸嗟鹊某休d

正、負(fù)彎矩的能力。

有利于提高架設(shè)效率。隨著大型架設(shè)機(jī)械的開發(fā)和節(jié)段架設(shè)工法的

進(jìn)步，鋼箱梁適合應(yīng)用于大段架設(shè)或者頂推，有利于提高架設(shè)效率、縮

短工期。

梁高小、適合于立交橋和建筑高度受到限制的橋梁等。采用較小的

梁高可以有效地縮短引橋的長度，降低成體工程造價。

箱梁內(nèi)部可作為橋梁維修管理通道，不需要腳手架即可進(jìn)行內(nèi)部檢

查、涂裝、修補(bǔ)等作業(yè)。同時，箱梁內(nèi)部可作為電纜水管氣管等附屬設(shè)

施的通道。

如果箱梁內(nèi)部密封，可切斷外部水氣等腐蝕介質(zhì)，有利于防腐蝕或

者有利于延長涂裝壽命。

橫隔板加勁結(jié)構(gòu)等都在箱內(nèi)，外形簡潔、美觀。

盡管鋼箱梁在結(jié)構(gòu)、養(yǎng)護(hù)、美觀上優(yōu)勢明顯，但在具體進(jìn)行鋼箱梁

的分析時，由于鋼箱梁屬于薄壁結(jié)構(gòu)橋面板，為典型的正交異性板結(jié)構(gòu)，

其在整體荷載、局部荷載作用下的受力行為非常復(fù)雜，處于一種彎、剪、

扭的復(fù)雜受力狀態(tài)，因此在設(shè)計中需對以下問題進(jìn)行深入的分析。例如,

偏心荷載作用下鋼箱梁的應(yīng)力分析，正交異性鋼橋面板的強(qiáng)度、剛度和

疲勞性能分析，帶肋加勁板的屈曲強(qiáng)度和屈曲后性能分析等。此外，在

大跨度連續(xù)鋼箱梁制造和架設(shè)過程中，需對以下問題進(jìn)行研究即鋼箱梁

制造的合理化、合理架設(shè)方案的選擇、鋼箱梁制造及架設(shè)精度標(biāo)準(zhǔn)等。

三、鋼箱梁橋應(yīng)用范圍

由于鋼箱梁橋有上述特點(diǎn)，鋼箱梁常用在一些特殊的情況下，了解

鋼箱梁的特點(diǎn)才能合理確定其應(yīng)用范圍。

(1)大跨度連續(xù)鋼箱梁多用于基礎(chǔ)條件較差，水上施工條件差時。

(2)大跨度連續(xù)鋼箱梁。自重小、抗風(fēng)穩(wěn)定性好、抗扭剛度大、施

工養(yǎng)護(hù)方便，抗風(fēng)要求高。

(3)市政高架橋、匝道橋鋼箱梁。多用于道路曲線半徑小、上跨交

通量大的既有道路、異性結(jié)構(gòu)、梁高受限、施工期間交通組織需要等。

(4)人行橋鋼箱梁。等梁高、主要由自振頻率、景觀控制設(shè)計。

四、鋼箱梁組成構(gòu)件及結(jié)構(gòu)體系

鋼板箱型梁是鋼橋中采用的結(jié)構(gòu)方式。鋼箱梁一般由頂板、底板、

腹板、橫隔板、橫肋、縱隔板及加勁肋等通過全焊接的方式連接而成。

其中頂板是由蓋板、縱向加勁肋和橫肋構(gòu)成的正交異性橋面板。

鋼箱梁是由帶縱橫肋的上、下翼緣和腹板組成的“薄壁”鋼箱結(jié)構(gòu)。

主要斷面形式有：單箱、雙箱或者多箱及梯形斷面箱梁。

鋼箱梁有三個受力體系，其分別為：

(1)第一體系。鋼橋面板額縱向加勁肋作為主梁的上翼緣與主梁一

同構(gòu)成主要承重構(gòu)件一一主梁體系。

(2)第二體系。由縱肋、橫肋和橋面板組成的橋面系結(jié)構(gòu)，其中橋

面板被看作縱肋和橫肋的共同上翼緣。

(3)第三體系。僅指橋面板，它被視為支撐在縱肋和橫肋上的個向

同性的連續(xù)板一一蓋板體系。

第三章施工總體部署

一、組織機(jī)構(gòu)及人員計劃

1、組織機(jī)構(gòu)

為確保項(xiàng)目順利實(shí)施，公司抽調(diào)鋼箱梁制作經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)、管理

人員，負(fù)責(zé)組織落實(shí)制造、加工、涂裝、運(yùn)輸?shù)缺竞贤蔚娜抗ぷ鳌?/p>

組織機(jī)構(gòu)如下圖所示：

2、管理人員職責(zé)分工

(1)總經(jīng)理職責(zé)：

1)總負(fù)責(zé)人，主持全面工作；

2)對生產(chǎn)、經(jīng)營、安全、質(zhì)量等方面負(fù)全責(zé);

3）在總經(jīng)理的領(lǐng)導(dǎo)下，是本工程施工方面的指揮和協(xié)調(diào)中心，對

內(nèi)主要協(xié)調(diào)廠內(nèi)職能部門、主制單位關(guān)系，對外協(xié)調(diào)與業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)

理及政府管理部門的關(guān)系。

（2）副經(jīng)理職責(zé)：

1）重點(diǎn)負(fù)責(zé)工地鋼箱梁、橋上環(huán)舞焊接的管理工作；

2）組織做好生產(chǎn)前的準(zhǔn)備工作，加強(qiáng)生產(chǎn)調(diào)度，均衡生產(chǎn)力量，

認(rèn)真分析生產(chǎn)中存在的薄弱環(huán)節(jié)，掌握資金、材料、人員及生產(chǎn)設(shè)備的

狀況，確保施工作業(yè)計劃如期進(jìn)行；

3）組織貫徹國家勞動保護(hù)方針、政策、法令和上級有關(guān)安全生產(chǎn)

方面的指示，對管理人員、工程技術(shù)人員和員工進(jìn)行經(jīng)常性的安全生產(chǎn)

教育，定期組織專業(yè)性質(zhì)量檢查，召開質(zhì)量分析會議；

4）正確貫徹執(zhí)行國家和各監(jiān)督部門的有關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量方面的法律、

法規(guī)和條例。領(lǐng)導(dǎo)全員遵守交通、航道、水利、電力、通訊、公用事業(yè)、

環(huán)境保護(hù)等部門及市的有關(guān)規(guī)定，協(xié)調(diào)好指揮部、監(jiān)理工程師和協(xié)作單

位的關(guān)系；

5）負(fù)責(zé)工程的安全生產(chǎn)工作，領(lǐng)導(dǎo)編制和組織實(shí)現(xiàn)安技措施計劃，

監(jiān)督勞動保護(hù)費(fèi)用的使用，確保安全管理體系正常運(yùn)行；

6）領(lǐng)導(dǎo)編制施工作業(yè)計劃和生產(chǎn)報表，組織均衡生產(chǎn)，合理調(diào)配

使用生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)力量，積極協(xié)調(diào)各施工隊(duì)、組的工作，以確保正常

施工的合理運(yùn)行；

7）領(lǐng)導(dǎo)管理人員、工程技術(shù)人員進(jìn)行經(jīng)常性的檢查、考核工作，

認(rèn)真抓好工程質(zhì)量和工程進(jìn)度；

（3總工職責(zé):

1）全面負(fù)責(zé)技術(shù)管理工作；

2）領(lǐng)導(dǎo)和組織施工圖紙的會審工作，對提出的問題要組織研究和

解決；

3）負(fù)責(zé)施工技術(shù)準(zhǔn)備及組織編制施工組織設(shè)計；

4）組織解決施工生產(chǎn)中的技術(shù)問題，主持召開技術(shù)會議，審批重

大技術(shù)方案；

5）督促有關(guān)部門和各分包商認(rèn)真做好工程質(zhì)量的檢查驗(yàn)收工作，

組織工程竣工驗(yàn)收；

6）負(fù)責(zé)重大安全技術(shù)方案的審批，參加安全大檢查，解決施工中

存在的安全技術(shù)問題；

7）督促有關(guān)部門做好原始資料的積累，負(fù)責(zé)組織竣工資料的整理

移交；

8）負(fù)責(zé)組織開展新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的研究和推廣工作。

3.勞動力計劃表（加工2000T鋼箱梁）

按工程制作階段投入勞

序號工種動力情況

廠內(nèi)制造及加工

1組裝工20

2劃線工（含測量）5

3剪沖工2

4切割工5

按工程制作階段投入勞

序號工種動力情況

廠內(nèi)制造及加工

5鉆工4

6刨工1

7電焊工30

8修整工5

9銃工3

10噴砂工6

11打磨工12

12涂裝工12

13起重工4

12吊車司機(jī)4

14檢查工8

15探傷工3

16輔助工20

合計144

五、設(shè)備投入

為確保質(zhì)量和工期要求，實(shí)現(xiàn)制造“優(yōu)質(zhì)、高效”的目標(biāo)，在生

產(chǎn)制造中采用先進(jìn)工藝、先進(jìn)技術(shù)。同時配備滿足現(xiàn)場生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備

及材料，現(xiàn)場材料及主要設(shè)備投入見下表：

序

設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注

號

1叉車5t臺2

2空壓機(jī)臺2

3埋弧焊機(jī)ZD5-1250臺6

4CO2焊機(jī)350KR臺12

5直流焊機(jī)ZX5-100頭6

6氣刨機(jī)ZGN6-500臺2

7半自動切割機(jī)GC1-30臺2

8X光射線儀臺1

9超聲波探傷儀CTS-26A臺2

10焊條保溫簡S-3個5

11無氣噴涂機(jī)GPQ9C臺2

12高效噴砂機(jī)ACR-3LP臺3

13汽車吊75T臺1

14汽車吊50T臺1

15汽車吊25T臺1

16運(yùn)梁平車臺2

17龍門吊20T/5T臺1

18點(diǎn)動角磨機(jī)把10

19烘干箱個1

20鋼盤尺50m把1

21盒尺把5

22水準(zhǔn)儀臺1

23經(jīng)緯儀臺1

24千斤頂5T個10

25手拉葫蘆5T個10

所有險測量具及設(shè)備經(jīng)過具有檢測資格單位校臉和按期校臉

第四章鋼箱梁制造工藝流程

鋼箱梁制造與安裝劃分為三個階段：即板單元制造，梁段制造，橋

位連接。板單元制造及梁段制造均在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)車間內(nèi)完成；橋位連接

在橋址拼裝平臺上完成環(huán)縫焊接。本橋鋼箱梁制造與安裝采用“板單元

制造一板單元運(yùn)輸一板塊拼接一多梁段連續(xù)匹配組焊及預(yù)拼裝一梁段

涂裝f梁段運(yùn)輸f工地連接f最終涂裝”的程序。

一、技術(shù)準(zhǔn)備

技術(shù)部門認(rèn)真研究鋼箱梁設(shè)計圖紙、規(guī)范、技術(shù)要求等資料，并邀

請?jiān)O(shè)計部門進(jìn)行設(shè)計交底。在此基礎(chǔ)上，編制《鋼箱梁制造驗(yàn)收規(guī)則》、

《鋼箱梁制造工藝方案》，完成施工圖轉(zhuǎn)化、工裝設(shè)計、焊接和火焰切

割工藝評定、油漆工藝試驗(yàn)、工藝文件編制和質(zhì)量計劃編制等準(zhǔn)備工作。

工裝設(shè)計

1）為保證各梁段的制造精度，提高生產(chǎn)效率，設(shè)計制造一系列工

裝，具體見下表：

表工裝設(shè)計一覽表

單元件制造梁段制造

1.板單元自動定位組裝1.板塊拼裝胎架

胎2.鋼箱梁整體拼裝胎架

2.液壓焊接反變形胎3.測量坐標(biāo)系統(tǒng)

3.拱肋短管焊接胎架4.防風(fēng)防雨棚

4.板單元檢測平臺

5.腹板單元組焊平臺

6.橫隔板單元組焊胎架

二、主要材料

一般選用的鋼材應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)

表鋼材標(biāo)準(zhǔn)

鋼號標(biāo)準(zhǔn)名稱標(biāo)準(zhǔn)號

不銹鋼熱軋鋼板和鋼

06Crl8NillTi(321)GB/T4237—2015

帶

Q345qD橋梁用結(jié)構(gòu)鋼GB/T714—2015

Q370qD橋梁用結(jié)構(gòu)鋼GB/T714—2015

Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼GB/T700—2006

表一2熱機(jī)械軋制鋼化學(xué)成分要求

厚

鋼種C%Si%Mn%P%s%AisCeq%

度

W

Q345qD50mw?W?

m

￡

Q370qD50mwwwww

m

表一3碳素結(jié)構(gòu)鋼化學(xué)成分要求

鋼種C%Si%Mn%p%s%

Q235Bwwwww

表一4不銹鋼化學(xué)成分要求

鋼種C%Si%Mn%p%s%NiCrTi

06Crl8NilN5

wwwww

ITixc

表一5橋梁結(jié)構(gòu)鋼力學(xué)性能和工藝性能要求

屈服抗拉伸長

V型沖擊功（縱

厚度點(diǎn)。強(qiáng)度率8180℃彎

質(zhì)向）

S0b5曲試驗(yàn)鋼

牌量

溫時材厚度mm

號

等mmMPaMPa%J

度℃效J

級

>

不小于

1616

Q34

DW5034549020-20120

5qd=2d=3

Q37aa

D<5037051020-20120

Oq

注1d-彎心直徑，a-試樣厚度（直徑）

表一6碳素結(jié)構(gòu)鋼力學(xué)性能和工藝性能要求

屈服抗拉伸長

厚度V型沖擊功（縱

點(diǎn)o強(qiáng)度率5180℃彎

質(zhì)（直徑）向）

Sob5曲試驗(yàn)鋼

牌量

溫時材厚度mm

號等mmMPaMPa%J

度。C效J

級

縱橫

不小于

向向

370

W1623526+2027

Q23500

Bd=ad=

5370

16?4022526+2027

500

注1d-彎心直徑，a-試樣厚度（直徑）

表一7不銹鋼力學(xué)性能和工藝性能要求

規(guī)定塑性抗拉強(qiáng)斷后伸

硬度值

延伸強(qiáng)度度Rm長率A

牌號

MPaMPa%IIBWHRBHV

不小于不大于

06Crl8Nill

2055154021795220

Ti

焊接材料

1）焊接材料應(yīng)根據(jù)焊接工藝評定試驗(yàn)結(jié)果確定。

2）選定焊接材料，必須符合表的規(guī)定。

表焊接材料標(biāo)準(zhǔn)

名稱型號標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)號

焊條碳素鋼《碳鋼焊條》GB/T5117-1995

焊條低合金鋼《低合金鋼焊條》GB/T5118-1995

焊絲碳素鋼、合金鋼《熔化焊用鋼絲》GB/T14957-1994

低碳鋼、低合金鋼、

焊絲《氣體保護(hù)焊用鋼絲》GB/T14958-1994

合金鋼

《氣體保護(hù)電弧焊用碳

焊絲碳鋼、低合金鋼GB/T8110-1995

鋼、低合金鋼焊絲》

焊劑、《埋弧焊用碳鋼焊絲和

碳素鋼