第二节钢管拱结构制作与安装
1、钢管拱结构的结构特点和制作关键
北盘江单线铁路大桥，主跨采用Lp=236m的上承式钢管混凝土桁架拱，单孔跨越V形河谷，矢跨比为1／4，是目前国内铁路拱结构之最。受桥址地形所限，施工方法采用钢管桁架半跨转体，跨中合拢，再压注钢管混凝土的方法。钢管桁架拱采用不同直径的钢管相贯焊接而成的空间结构，由两组等高度空间桁架（5.4m）内倾7.4480后用横联系相连，使主拱的横断面成梯形状，拱脚底宽为19.6m，拱顶顶宽4.2m，以满足桥跨结构的横向刚度需要。
本桥的荷载特点、结构型式和安装方法形成了钢管结构制作与安装工艺的复杂与特殊性，成为本桥整个施工工艺的核心。我们可以从以下几个方面来认识它：
国内第一座钢管混凝土铁路桥，尚无成熟的工程经验作借鉴和相应的规范作指导；
国内第一座采用拱肋内倾成为复杂空间曲线的钢管混凝土拱桥；
第一座采用全焊管结构为主体的铁路桥梁结构，对相贯连接的焊接工艺、检测手段和评定标准尚未形成；
第一座采用工地手工焊接连接而成的铁路桥梁钢结构，对安装精度控制，焊接质量保证无法利用工厂工艺实现；
相贯焊缝连接强度、耐疲劳强度及构件名义应力的控制标准尚需研究；
转体跨中合拢的方式有较大的施工难度，对合拢段的制作、安装精度与连接方法提出了新的要求；
第一座采用全结构长效防腐的铁路桥梁，大大突破了铁路钢桥保护性涂装的范围；
平面节段单元长途运输，如何减少和避免局部变形的措施。
综上所述，本桥的制作及安装工艺具有“高、难、新”的特点，我们在充分利用工厂制作优势的条件下，将其重点放在了结构工地焊接质量的保证和安装精度的控制上，围绕它，形成了以下制作安装工艺和质量保障系统。2、钢管结构制作方法
2.1 钢管结构制作的总体施工构思
根据铁路和公路的运输能力和条件，本桥钢管结构的制作分工厂制作和工地拼装二个阶段进行，工艺流程如图7.2.1所示。
工厂制作主要包括各构件的零件加工制作、腹杆和横联杆系加工制作、拱肋平面节段组装、拱肋预拼以及零件、杆件、节段的工厂复合涂装等工作。
工地拼装工作主要包括半拱拼装、平联板节段间嵌补安装、腹杆安装、腹板安装、横联杆安装、合拢段制作安装以及工地复合涂装等工作。
2.2 钢结构的工厂制作
钢结构的工厂制作主要是利用工厂技术和设施的优势，保证拱肋弦管的精确对接、拱肋焊缝的焊接质量及各腹杆、横联杆、腹板的加工精度，其保证措施是利用电脑放样、工装、工艺装备及合理的施工工艺、检测、控制手段来完成。
2.2.1 工厂制作场地布置图见图7.2.2所示。
2.2.2 结构放样
（1）主拱肋轴线在立面投影上为悬链线，拱轴系数m=3.2，拱顶预拱度68mm，在全拱肋按二次抛物线分配。放样按设计所提供的坐标利用计算机建立1:1空间数学模型，在该模型中进行实测放样，并直接读取放样数据绘制放样样板，关键零件放样数据直接传输，制作加工样板利用计算机放样数据，在样楼进行1∶1比例放样。
（2）放样根据规范预留焊接收缩余量和切割、加工及装配余量，余量公差利用在工厂制作主拱试验段的方法验证。
2.2.3 钢管的制作
→
→
→
主拱肋管也可以采用符合标准的成品管，斜腹杆、横联钢管采用同样工艺方法制作，也可以使用成品管。
图7.2.1
2.2.4 主拱肋管零件的加工
（1）管段线型加工
主拱钢管线型加工有两种方法，一种是钢管利用胎模热弯成形，另一种是弦切线成拱。热弯成形可以减少焊缝的数量，提高对接精度和拱线形精度，但加工难度大，技术要求高。弦切线成拱焊缝数量多，焊接工作量大，且无条件使用自动焊接，不利于保证焊接质量，焊接变形控制复杂，不利于拱线形的控制，但加工难度小。通过两种施工方法的比较，结合广船国际股份有限公司在广东南海三山西桥、广州解放大桥和广州丫髻沙大桥等钢管拱桥施工取得的经验，我们倾向于采取热弯成拱工艺。
a. 热弯成拱
热弯主要是用火焰加热作为热源对钢管指定区域进行加热，温度控制在相
→
→ → 加工时，首先在主弦管的空间数学模型上读取节段弦管的拱线形座标数据，据此制作胎模和全长检验样板，胎模刚性固定在预埋有地筋的弯管场地上，将弦管直管段上胎固定，划线，在其需弯一侧火工加热，利用其自重空冷成型，这种工艺方法能保证其线形准确光顺。
火工弯管方法如图7.2.3所示。
图7.2.3 主弦管弯管工艺立面示意图
加热
钢管热弯成形后，除进行控制点测量外，还用靠模样板进行整条线形的检测，确保成形曲线误差控制在允许范围内。
b. 弦切线成拱
弦切线成拱即是将主拱钢管放样按设计要求切割成直线段焊接成拱，焊接在专用胎具上进行手工电弧焊拼接，钢管拼接成形后，进行测量，成形线形误差控制在允许范围内。焊接变形采用计算并在实际试验中确定，以此确定其变形补偿量。
（2）管段下料、切割
主拱肋弯管段下料长度L≤12m，采用五轴数控切割机下料切割，连坡口在内，一次切割成形。
2.2.5 主拱肋上、下弦平面节段制作
主拱肋上、下弦的两肢钢管和平联板组成的结构是2.5×1m，满足运输条件，所以可以在工厂制作成长度L≤12m，由两肢钢管和平联组成的上、下弦平面节段（见图7.2.4）。其制作方法是在特制的三节段线型胎架上，将两肢制作好的钢管弯管段上胎定位，装配平联板、拉杆螺栓等零件，利用埋弧自动焊
在焊接过程中，所有焊缝均能实现平焊，焊缝质量易于控制，但焊缝数量多，易产生变形，因此必须选用合理的焊接方法及焊接程序，严格控制变形，保证节段线形和节段间的对接精度。
2.2.6 腹杆的加工
采用电脑建立空间数学模型，在该模型中读取腹杆长度，在工厂制作试验段进行验证，并确定精度管理量，腹杆管端相贯线采用电脑放样后转输到五轴数控管子切割机下料切割，包括相贯线、坡口线一次加工成型，同时，使用电脑CAD／CAM技术在空间模型上放置腹杆的相贯线和相贯坡口线，绘制薄膜样板对每条腹杆的相贯线进行检测。
2.2.7 横联杆件的加工
横联结构主要有K字型和双K字型两种结构。在拱轴线形上，双K字型
结构还是一个空间结构，工厂制作后难于在现场满足装配精度，所以所有横联系在工厂只能加工成单根构件，其制作方法与腹杆加工方法一致，待钢管矫直后，在五轴数控管子切割机上下料加工，包括相贯线、坡口线一次切割成形。
2.2.8 腹板的加工
实腹段的腹板根据空间数学模型的放样数据，采用数控切割机下料切割，板边线和坡口线一次切割成型，其板边线与主弦管线形一致。
2.2.9 钢管拱肋的厂内预拼装
钢管拱的零部件加工完毕后，在工厂内的预拼场进行拱肋的预拼装，预拼按拱肋7.4480的平面拱轴线线形作为基准线形，设置必要的预拼胎架和临时连接，将主弦管节段、腹杆、腹板上胎装配，用临时联接和定位工装进行拱线形的固定，然后进行线型测量，并检测主弦管的对接精度，腹杆、腹板与拱肋的装配间隙等多项技术参数是否符合要求，对误差超过技术标准的零部件进行修整，预拼合格后，对各零部件的安装位置进行标记。
拱肋预拼装的每组节段数量按设计要求进行，一般以每四节段为一组，拼装时，从拱脚开始依次进行，一组拼装完成后，留下最后一个节段与下一组进行预拼，以此类推，直至完成全桥拱肋的预拼。
2.2.10 钢管拱工厂制作的检测手段、检测仪器、加工及焊接设备配备
（1）工厂制作零部件的检测主要包括主拱肋上、下弦平面节段的线性检测，单元对合接口检测，坡口形式检测，平面节段焊缝质量检测，腹杆、横联系、腹板加工精度的检测等，其中线形检测主要利用样板，拱肋预拼线形使用全站仪测量，焊缝质量主要使用超声波探伤仪进行无损检测，加工精度采用常规仪器和常规检测方法。
（2）工厂检测、制作、焊接设备仪器如表7.2.1所示，其中，涂装专用设备见表7.4.1。
续表7.2.1 工厂制作主要设备表
续表7.2.1 工厂制作主要设备表
2.3 钢管拱构件的运输
钢管拱零部件的运输主要分为三种类型构件的运输，即：上、下弦片体节段、腹杆、横联杆等直筒段，腹板、隔板等板件及工装件的运输。
2.3.1 运输的要求
（1）保护构件的表面涂层不损坏；
（2）保护构件的几何尺寸不改变。
2.3.2 运输路线及形式
构件从广船国际铁路专用线装火车后，铁路运输至水城铁五局材料厂铁路专用线，卸车改用平板拖车公路运输至工地，全程约1500公里。
2.3.3 构件的装运方法
（1）主拱肋弦管平面节段的装运方法（见图7.2.5）
主拱肋弦管片体节段利用专用固定支架固定后装运，固定支架上设置防扩垫，用以保护表面涂层和在运输过程中起缓冲作用，并设置吊环，用以装卸、堆放及倒运过程中的起吊。每节平面节段设三套固定架，从出厂直至吊装就位后拆除，避免构件在运输和存放过程中碰撞或受压而变形。
（2）直管件和板件的装运不设专用固定支架，构件在出厂时外表用防护带进行包扎，并在适当位置设置吊环，在装运过程中，层与层之间、构件与车辆及捆扎物之间用防护带分隔。
2.3.4 运输过程中的起吊设施
（1）工厂装车使用专用线门吊吊装；
（2）水城换装使用专用线门吊吊装；
（3）工地卸车及吊装使用龙门吊、汽车吊、高架索吊装。
2.3.5 为便于构件在工地的组装，出厂时已编制了序号和安装标记，在
现场堆放时，必须按序号依次堆放整齐，并采取必要的防雨措施。
2.3.6 运输过程中的安全保护措施
（1）必须严格按照装运规程装运构件；
（2）装运过程中必须严格执行有关操作规程；
（3）装运设火车专列运输，并按照铁路运输规则控制运行速度；
（4）每节车设专人押运；
（5）平板拖车必须严格进行车况检查；
（6）汽车司机必须挑选经验丰富的老司机操作；
（7）汽车运输过中，除严格遵守交通规则外，还要设引道车、押运及安全检查人员。
2.4 钢管结构的工地拼装
根据大桥的施工方法设计，采用转体施工方案，其钢管拱的现场拼装是在转体半拱胎架上根据设计将工厂制作好的钢管拱零部件按一定的顺序和方法装配，焊接制成转体半拱，然后待旋转就位后，拼装组焊合拢段，使全桥拱肋合拢，其工艺流程如下：
在拼装过程中，如何保证弦管对接精度，环焊缝的焊接质量，拱肋线形，腹杆、腹板、横联系的安装精度和相贯焊缝（特别是锐角部分）的焊接质量，合拢段的合拢精度，焊缝的涂装（特别是锐角部分）质量，是我们现场拼装的关键。
2.4.1 转体下弦胎架的制作（见图7.2.6）。
胎架用万能杆件搭设支撑架，根据主弦管节段长度，支撑架间距10米左
右，半拱约16个，在支撑架的顶端设置专用拱肋工装，用来精确定位和固定拱肋零部件，工装还设计了调整装置，用来调整拱肋的线形，并补偿由拱肋重量导致支撑架的下沉量（工装示意图见图7.2.7）。在胎架上还可以根据需要设置作业平台，特别是环焊缝处的作业平台，尽可能满足作业所需的条件，从而保证拱肋的制作精度。
2.4.2 拱趾段的嵌入
在转体砼座内，测量定位，据此精确安装拱趾嵌入段。
2.4.3 在胎架上拼焊拱肋下弦
利用起吊设备，依次将拱肋下弦管平面节段吊装上胎，通过工装和临时连接精确对接定位固定，并点焊对接环焊缝，利用全站仪进行线形测量，线形合格后，依次对称施焊对接环焊缝，焊接方法在焊接规程中详细说明。
2.4.4 上弦胎架的设置（见图7.2.6所示）
上弦胎架用万能杆件搭设临时固定支撑架，支撑架与下弦胎架连成一个整体，设置的数量和间距与下弦胎架支撑架相同，并在支撑架的顶端设置专用拱肋工装，用于精确定位和固定拱肋零部件，工装设置调整装置，用来调整拱肋线形，并补偿下沉量。其安装和固定方式与下弦工装相同。
1
1.压板；
2.胎卡；
3.调整装置；
4.固定架
图7.2.7 拱肋工装示意图
2.4.5 在上弦胎架上拼焊拱肋上弦，其安装及焊接方法与下弦相同。
2.4.6 拱肋腹杆的安装
在制作组焊完毕的上、下弦拱肋间，依次装配各腹板、腹杆，所有杆、板件通过工装和临时连接精确对位并固定后，点焊焊缝，并进行测量，必须满足设计要求后方可进行焊缝的焊接。焊接施工等必须由相应资格的焊工施焊，严格保证焊接质量。
2.4.7 横联杆件的安装
根据设计，在转体前只进行部分横联杆件的装焊，杆件的装焊方法和腹杆的装焊方法相同。对于转体后安装的横联杆件，采用缆索吊安装就位。
2.4.8 焊缝探伤
完成全部半拱制作并进行线型测量，符合设计要求后，对主要受力焊缝按设计要求进行无损探伤，并对存在焊接缺陷的焊缝进行返修，直至符合设计要求。
2.4.9 合拢段的制作和组焊
保证制作和组焊合拢段的精度，关键是精确测量合拢段的空隙长度和几何尺寸，而空隙长度和几何尺寸又是随着温度的变化而变化的，这就给测量、制作、安装及焊接带来很大的难度，根据设计要求和钢结构的温度变化规律，我们采用如下方法进行施工：
（1）制作合拢状态时的临时支架，支架必须有足够的刚度和精确的定位性能，主拱转体就位进行临时固定，并适当调整扣索拉力，使支架受力。
（2）合拢段的制作和其它节段一样，分为上、下弦管平面节段在工厂制作，并精确加工一端焊接坡口，另一端留余量，吊装前，对现场合拢空隙进行48小时连续监测，每小时测量一次，监测要素包括环境温度、环境湿度、合拢端和合拢段钢结构表面温度、风速等影响结构合拢的要素，通过现场测量，切割余量，按顺序依次吊装上、下弦平面节段，并对焊合拢（焊接顺序和工艺在焊接规程中详细说明），最后装焊腹杆和平联系。
（3）合拢选择在清晨或傍晚、温度相对恒定的时间进行合拢。
（4）为保证对接弦管内套管能顺利拖动，将内套管制作成活动式内套，并对弦管对接部分的内环面进行机加工，保证内套管能密贴弦管内壁，起到焊
接时的衬垫作用，并保证其对接精度。
（5）对接组焊完毕后，进行无损探伤，并对不合格的焊缝进行返修。
2.4.10 合拢段合拢形式的建议方案
拱结构合拢是拱桥施工中的重要施工环节，它既要满足结构受力的连续又要保证结构细节的可靠，同时，连接工艺要满足良好的可操作性。由于合拢段受施工方法、控制精度、结构加工精度、外界温度变化及连接工艺的影响，使合拢工艺成为拱桥施工中的一大难点和关键技术之一。针对本桥的钢结构特点，要使上、下弦8根弦管顺利合拢达到快速、可靠的目的，参考国内外拱桥合拢的成功经验，提出用高强度螺栓作合拢连接工艺的方案，利用摩擦型高强度螺栓，传力可靠，连接快速，具有构造简单和合拢口尺寸可调节的特点，达到合拢口的设计要求。
合拢段接头如图7.2.8所示。
图7.2.8 合拢段接头示意图
利用可调节线位移的带长孔拼接板（单侧）使合拢口的尺寸控制易于满足安装工艺要求，采用摩擦型大六角扭剪型自标量高强度螺栓（QBC 1101～
1104），利用专用扭剪型扳手，可以快速准确地控制螺栓预紧力，使接头连接可靠，长圆孔摩擦型连接可参照美国AASHTO规范要求设计。该种合拢方案在国内万县长江大桥合拢中取得了满意的效果。
2.4.11 工地现场安装使用设备
工地现场安装使用设备如表7.2.2所示，涂装设备单列见表7.4.1。
表7.2.2 工地主要设备表
续表7.2.2 工地主要设备表
3、钢结构焊接工艺
本工艺专门为北盘江大桥钢结构焊接施工和管理而制定，从焊工资格、焊接工艺方法、焊接设备、焊接工艺评定以及具体焊接节点的焊接程序、措施和检验等进行规定，确保钢结构的焊接质量。
3.1 焊工
3.1.1 参加该工程焊接的焊工都应持有行业指定部门(如中国船舶检验局、国家劳动局)颁发的焊工合格证书，或按业主、设计、监理要求采用针对铁路钢桥结构而设定的焊工考试评定取得的焊工资格。严格持证上岗从事与其证书等级相应的焊接工作，并得到业主、设计、监理的认可。
3.1.2 结构装配定位焊时，应由持定位焊工资格证的焊工进行操作。
3.1.3 持证焊工无论其原因如何，凡中断焊接工作连续时间超过半年者，该焊工再上岗前应重新进行资格评定。
3.2 焊接工艺方法及焊接设备
3.2.1 在确定本桥钢结构的焊接工艺时，指导思想是根据设计和铁路钢桥规范的要求，确保焊缝的强度和韧性与母材等强等韧，并着重考虑其韧性要求，并以此为依据进行焊接方法、焊接材料和焊接设备的选用。
3.2.2 本桥钢结构的对接焊缝采用埋弧自动焊、CO2气体保护半自动焊、CO2气体保护陶瓷衬垫焊（单面焊双面成形）、手工电弧焊等焊接工艺方法。
3.2.3 本桥钢结构角接缝采用CO2气体保护半自动焊、CO2气体保护自动焊、手工电弧焊等焊接工艺方法。
3.2.4 在本工程的建造过程中使用的主要焊接设备有：交直流手工电弧焊焊机（国产）、硅整流电源埋弧自动焊焊机（国产）、交直流多头手工电弧焊焊机（国产）、CO2气体保护半自动焊焊机（日本进口）、轻便型CO2气体保护自动角焊机(日本进口及美国进口)、CO2气体保护自动角焊机（日本进口）、焊接材料烘焙设备及焊条保温筒等。
3.3 焊接材料订购、进库、检验及管理要求
焊接材料的选用、订购、进库、检验及专料专用管理执行有关标准、规范和文件规定，并严格做到：
3.3.1 焊材的选用必须满足本桥的设计要求并优先选用大桥技术规范指定的焊接材料，针对铁路钢桥确保焊接接头韧性指标和抗疲劳强度的要求，对不同钢号之间焊缝接头，推荐采用与强度级别较低的母材相匹配的焊接材料，即采用低组配选材，焊材的选用最终通过工艺评定试验进行确定。
3.3.2 大桥的焊接材料必须具有材料合格证书，每批焊接材料入厂后，按采
购要求和检验标准进行检验，合格后方可使用。
3.3.3 焊接材料的贮存、运输、焊前处理、烘焙和领用过程中都做到标识齐全，标明焊接材料的牌号、规格、生产批号或进厂检验号等，焊接材料的使用应符合制造厂的说明书和焊接工艺评定试验结果的要求。
3.3.4 焊接材料的使用在生产过程中进行追踪控制，产品施工选用的焊接材料与工艺评定报告一致。本桥钢结构焊接材料初步拟定为:
a. 手工电弧焊：CHE58-1，J427；
b. CO2气体保护焊：SF-71，H08Mn2SiA；
c. 埋弧自动焊：H10Mn2+ HJ350、H08A+HJ431（适用于16Mn及Q235的焊接）；
d. 专用焊接陶瓷衬垫；
e. CO2气体（纯度≥99.5%）。
3.3.5 焊条或焊剂从烘箱和保温筒中取出在大气中放置四小时以上时，需要放回烘箱重新烘焙。重复烘焙次数不允许超过两次，否则禁止用于本工程的焊接。
3.3.6 大桥所用焊接材料的管理和发放由专职的焊材管理员设立专帐按焊接材料管理规定进行管理和发放。
3.4 焊接工艺评定
3.4.1 焊接工艺评定严格按大桥技术规范中的焊接工艺评定要求执行。
3.4.2 当所采用钢材的碳当量超过0.44%时，通过对钢材进行抗裂性试验来确定施焊时的预热温度及层间温度。
3.4.3 焊接工艺评定前应进行相应的焊接工艺鉴定试验，主管焊接工程师根据大桥建造标准中的焊接工艺评定条款，结合管结构的结构及工地焊接工艺特点、节点形式编制焊接工艺认可试验方案，试验方案经审定后，送交业主指定的质量监理工程师认可后实施。
3.4.4 在以往相类似的钢管拱桥工程中已做过的焊接工艺评定项目，报送工程监理、业主审批同意后方可免做。
3.4.5 根据大桥钢结构节点形式，主管焊接工程师提出相应的焊接工艺评定指导书，用于指导焊接工艺评定试验。焊接工艺评定试板经各项检验和试验评定合格后，由焊接工艺评定机构根据试验结果出据焊接工艺评定报告(简称ＰＱＲ)，并呈公司总焊接师审定。
3.4.6 焊接工艺评定报告（ＰＱＲ）报业主所指定的监理工程师核准认可后，作为编制产品焊接工艺指导书（ＷＰＳ）的依据，用于指导产品焊接施工。3.4.7 针对大桥钢结构节点和选用的钢种以及各节点采用的焊接方法，我方拟定以下几种类型焊接连接形式的焊接工艺评定。
3.4.7.1 对接焊
a. 埋弧自动焊对接焊接工艺评定；
b. 手工电弧焊对接焊接工艺评定；
c. CO2气体保护衬垫焊＋埋弧自动焊对接焊接工艺评定。
3.4.7.2 角接焊
a. 埋弧焊角接焊接工艺评定；
b. CO2气体保护半自动角焊焊接工艺评定；
c. 手工电弧焊角接焊接工艺评定。
3.4.7.3 焊缝返修工艺评定
考虑到焊接钢结构大桥焊接的重要性，对主要受力件焊缝的返修，我方将进行焊缝返修的工艺评定试验。
3.5 焊接工艺文件
根据大桥技术规范和焊接工艺评定的结果，工程开工前我方将制定以下焊接工艺细则文件，用于指导大桥钢结构的焊接施工。
a. 北盘江大桥钢结构焊接工艺评定汇总；
b. 北盘江大桥钢结构定位焊及返修焊接工艺细则；
c. 北盘江大桥钢结构平面节段单元部件（工厂制作部分）焊接工艺细则；
d. 北盘江大桥横联焊接工艺细则；
e. 北盘江大桥主拱节段焊接工艺细则；
f. 北盘江大桥工地大合拢焊接工艺细则。
以上焊接工艺文件将对各零部件及各梁段的焊工资格、焊接工装、定位焊、装焊顺序、施焊方法、施焊方向、工艺要求、检验要求等作出具体规定。
3.6 大桥节点形式及焊接方法的拟定
根据大桥的建造方案、结构特点、焊接构件的具体情况、车间及工地现场的设备及人员情况等焊接要素，现设计以下几种节点坡口和焊接方法。
3.6.1 主拱拱肋平面节段纵、环向缝对接
施焊方法：埋弧自动焊（纵缝）或手工电弧焊+埋弧自动焊（环缝）。
坡口节点见图7.3.1（注：主坡口在筒内，先施焊内侧，外侧清根打磨出
白后再焊外侧焊缝）。
图7.3.1 主拱拱肋纵、环向缝对接坡口形式
3.6.2 横联系钢管的纵、环向对接（Φ500环缝除外）
施焊方法：CO2气体保护药芯焊丝半自动焊（带陶瓷衬垫）+埋弧焊；
坡口节点如图7.3.2所示：
图7.3.2 联结系钢管的纵、环向对接坡口形式
3.6.3 Φ500联结系钢管环向对接缝
施焊方法：CO2气体保护实芯焊丝半自动焊打底焊（单面焊双面型）+埋弧焊；坡口节点如图7.3.3所示：
图7.3.3 单面焊双面成型对接焊缝坡口形式
3.6.4 主拱肋节段工地组装对接、工地合拢对接缝
施焊方法：CO 2药芯焊丝半自动焊或手工电弧焊（右侧坡口，用于节段工地组装对接；用于手工电弧焊（带钢衬垫，左侧坡口，用于工地合拢对接缝）。 坡口节点如图7.3.4所示：
图7.3.4
手工电弧焊对接全位置焊坡口形式
3.6.5 斜管与主管之间的相贯角焊缝
施焊方法：手工电弧焊；坡口节点如图7.3.5所示：
图中，当θ≤40°时，K ≥1.25δ1；当θ＞40°时，K ≥1.15δ1。
目录 1. 编制依据 (1) 2. 工程概况 (2) 2.1 项目基本概况 (2) 2.2 钢管柱概况 (2) 3. 材料及设备计划 (4) 3.1 材料供应计划 (4) 3.2 生产设备配置 (4) 3.2 检验测量设备 (5) 4. 加工工艺要求及控制 (6) 4.1 下料 (7) 4.2 筒体卷制 (7) 4.3 筒体焊接 (8) 4.4 筒节组对 (8) 4.5 环板的加工制作 (9) 4.6 环板、肋板与主题的拼装焊接 (11) 4.7 筒体组拼 (12) 4.8 栓钉焊接 (14) 4.9防腐处理及进场要求 (14) 5. 钢管制作检验 (16) 5.1 钢管柱制作检验标准 (16) 5.2 钢管柱制作缺陷修复 (16) 6. 安全管理及文明施工措施 (17)
1. 编制依据 1）《宾馆西路站地下站土体围护结构施工图设计》 2）施工图设计交底 3）《建筑桩基础技术规范》（JGJ94—2008）4）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）5）《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS28:2012）6）《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2013）7）《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2012) 8）《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB 50046—2008）9）《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB/T8923） 以及相应的施工验收规范编制。 2. 工程概况 2.1 项目基本概况
天津地铁5、6号线工程文化中心部分第2合同段宾馆西路站（天津宾馆站）是地铁5、6号线的一个同台换乘站，为地下三层三跨岛式车站。车站位于天津市河西区宾水道与宾馆西路交口，沿宾水道东西向布置，场地范围内地势平坦。 车站主体结构长276m，标准段基坑宽23.3m，深26.12m，盾构井段基坑宽27.1m，深27.72m，主体结构采用盖挖逆筑法施工工艺，围护结构采用地下连续墙形式（深55米，共106幅）。如图2.1-1项目位置图所示： 图2.1-1 项目位置图 2.2 钢管柱概况 钢管柱采用直径800mm壁厚25mm以及直径1000mm壁厚25mm的钢管，数量分别为54根和2根，共有8种形式，钢管柱的具体形式见下表所示。 钢板及环板材料采用Q 345b钢，且屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85，钢材应有明显的屈服强度，且伸长率不应小于20%，钢材应具有懒汉的焊接性和合格的冲击韧性。 表2.2-1 钢管柱形式及数量统计 序号 形 式 所在位置数量 长度（m） 1Z113轴-20轴1623.97 2Z212轴，21轴，28 轴 6 23.97 3Z34轴-11轴，25轴-27 轴 22 25.17 4Z43轴226.07
霞光剧院屋钢管梁柱工程 施 工 案 编制： 审核： 审批人： 单位:集团有限公司
日期：2013年10月 一、工程概况 二、编制依据 1、×××××部分设计图； 2、钢管混凝土叠合柱结构技术规程CECS188:2005 3、高强混凝土结构技术规程CECS104:99 4、《碳钢焊条》GB/T5117－1995 5、《低合金钢焊条》GB/T5118－1995 6、《低合金高强度结构钢》GB/T1591－2008 7、《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223－2004 8、《《建筑结构抗震设计规》GB50011-2010 9、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3－2002 10、《钢结构工程施工质量验收规》GB50205－2001 11、《混凝土结构工程施工质量验收规》GB50204－2002 12、《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81－2002 13、施工图纸设计要求 三、工艺流程 原材料复试→下料卷板→加工厂埋弧自动焊→加工厂焊缝超声波探伤检测→钢管柱附件焊接、穿→钢管柱进场→环箍现场焊接→钢管柱吊装、固定→现场CO2气体保护焊水平缝→现场焊缝超声波探伤→浇
筑钢管柱部混凝土→柱筋绑扎→柱模立支→外柱混凝土浇筑 四、主要施工法 （一）原材料复试 本次钢管柱加工由建设单位委托外加工，故建设单位需要求加工单位出具材料合格证及法定单位出具的有效的检验报告。必要时，可由建设单位组织监理单位、施工单位、质监单位到加工单位进行实物抽样到履行有见证送检。该形式的“有见证检验”“批量需相关单位协商后确定。 （二）下料、卷板 1、钢板的下料 钢板进场复试合格后，可按板厚中心线性长度不变的原理并结合焊缝宽度来计算钢板的下料宽度。 下料长度长度应格按设计层高及预留的弹性压缩量进行加工。其弹性压缩量可与设计单位协商确定，一般不应有正公差。现场焊接后可根据实际测量值予以修正。 下料前可对焊缝坡口进行预加工，加工时应格按照《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-91）中对厚钢板焊接（全熔透焊缝）的坡口加工要求进行。 下料前，应采取措施确保四条边互相垂直，从而保证卷板后的横向平面与柱的母线垂直。 2、钢板的卷管 钢板下料检验合格后，由卷板机完成卷板工作，钢板卷圆后直径允
钢管拱肋（桁架）加工 1、钢管混凝土拱桥所用钢管直径超过600mm的应采用卷制焊接管，卷制钢管宜在工厂进行。在有条件的情况下，优先选用符合国家标准系列的成品焊接管。 2、成品管及制管用的钢材和焊接材料等应符合设计要求和国家现行标准的规定，具备完整的产品合格证明。 3、钢管拱肋（桁架）加工的分段长度应根据材料、工艺、运输、吊装等因素确定。在加工制作前，应根据设计图的要求绘制施工详图，包括零件图、单元构件图、节段单元图及组焊、拼装工艺流程图等。加工前应按半跨拱肋进行1：1精确放样，注意考虑温度和焊接变形的影响，并精确确定合龙节段的尺寸，直接取样下料和加工。 4、工地弯管宜采用加热顶压方式，加热温度不得超过800℃。钢管对接端头应校圆，除成品管按相应国家标准外，失圆度不宜大于钢管外径的0.003倍。钢管的对接环焊缝可采用有衬管的单面坡口焊和无衬管的双面熔透焊。两条对接环焊缝的间距应符合设计要求，设计无规定时，直缝焊接管不小于管的直径，螺旋焊接管不小于3m。对接径向偏差不得超过壁厚的0.2倍。为减少运输及安装过程中对口处的失圆变形，应适当在该处加设内支撑。 5、拱肋（桁架）节段焊接宜要求与母材等强度焊接。所有焊缝均应按规定进行强度和外观检查，宜要求主拱的焊缝达到二级焊缝标准。
对接焊缝应100％进行超声波探伤，其质量检查标准可按照本规范第17章的有关规定执行。 桁架式钢管拱主管与腹管采用相贯焊接时，宜采用自动或半自动的加工方式来保证相贯线和坡口的制作精度，对焊接材料和工艺的选择在满足焊接接头强度的原则下，应尽量提高接头的韧性指标。要力求避免和减少焊缝多次相交的不良结构细节。 6、在钢管拱肋（桁架）加工过程中，应注意设置混凝土压注孔、防倒流截止阀、排气孔及扣点、吊点节点板。如拱肋（桁架）节段采用法兰盘连接，为保证螺栓连接的精度，宜采用3段啮合制孔工艺。对压注混凝土过程中易产生局部变形的结构部位（如腹箱）应设置内拉杆。 7、钢管拱肋（桁架）节段形成后，钢管外露面应按设计要求做长效防护处理，宜采用热喷涂防护，其喷涂方式、工艺及厚度应符合设计要求
摘要：介绍了钢管混凝土结构的特点、研究现状及其工程应用，探讨了钢管混凝土结构研究方向。 关键词：钢管混凝土 近20年来，钢管混凝土结构逐渐被应用于建筑结构尤其是在高层建筑结构中，随着建筑物高度的增加，钢管高强混凝土和钢管超高强混凝土结构的应用也将会得到快速的发展。一般的，我们把混凝土强度等级在C50以下的钢管混凝土称为普通钢管混凝土；混凝土强度等级在C50以上的钢管混凝土称为钢管高强混凝土；混凝土强度等级在C100以上的钢管混凝土称为钢管超高强混凝土。 钢管混凝土结构是由混凝土填入钢管内而形成的一种新型组合结构。由于钢管混凝土结构能够更有效地发挥钢材和混凝土两种材料各自的优点，同时克服了钢管结构容易发生局部屈曲的缺点。近年来，随着理论研究的深入和新施工工艺的产生，工程应用日益广泛。钢管混凝土结构按照截面形式的不同可以分为矩形钢管混凝土结构、圆钢管混凝土结构和多边形钢管混凝土结构等，其中矩形钢管混凝土结构和圆钢管混凝土结构应用较广。 1．钢管混凝土结构的特点 众所周知，混凝土的抗压强度高。但抗弯能力很弱，而钢材，特别是型钢的抗弯能力强，具有良好的弹塑性，但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。而钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起，可使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高.同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而大大地提高了承载能力。钢管混凝土作为一种新兴的组合结构，主要以轴心受压和作用力偏心较小的受压构件为主，被广泛使用于框架结构中(如厂房和高层)。钢管混凝土结构的迅速发展是由于它具有良好的受力性能和施工性能，具体表现为以下几个方面： 1.1 承载力高、延性好，抗震性能优越 钢管混凝土柱中，钢管对其内部混凝土的约束作用使混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度；钢管内部的混凝土又可以有效地防止钢管发生局部屈曲。研究表明，钢管混凝土柱的承载力高于相应的钢管柱承载力和混凝土柱承载力之和。钢管和混凝土之间的相互作用使钢管内部混凝土的破坏由脆性破坏转变为塑性破坏，构件的延性性能明显改善，耗能能力大大提高，具有优越的抗震性能。
钢管柱施工方案 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
一、工程概况 ××××××位于××市××区，北侧为××；东侧为××；南侧为××；西侧×××。该项目地下×层，地上×层，总高度，总建筑面积约万平方米，是一座集商业、娱乐、办公于一体的大型高尚商业写字楼。该项目由×××××公司投资兴建，×××有限公司×××××分公司进行设计，×××××××监理，××××××公司总承包施工。 该工程结构形式为框筒结构。地下五层及地上九层外框柱均为钢管叠合柱。柱截面尺寸为1400×1400，钢管截面尺寸为A1100×25。钢管材质为Q345B。叠合柱结构的梁筋直接穿过钢管柱，钢管内、外混凝土强度等级达C60以上，为高强混凝土。叠合柱结构形式在重庆尚属首次，施工难度较大。为有效控制钢管叠合柱的施工质量，特编制专项施工方案。 二、编制依据 1、×××××基础部分设计图； 2、钢管混凝土叠合柱结构技术规程 CECS188:2005 3、高强混凝土结构技术规程 CECS104:99 4、《碳钢焊条》 GB/T5117－1995 5、《低合金钢焊条》 GB/T5118－1995 6、《低合金高强度结构钢》 GB/T1591－2008 7、《建筑工程抗震设防分类标准》 GB50223－2004 8、《建筑抗震设计规范》 GB50011－2001 9、《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ3－2002 10、《钢结构工程施工质量验收规范》 GB50205－2001
11、《混凝土结构工程施工质量验收规范》 GB50204－2002 12、《建筑钢结构焊接技术规程》 JGJ81－2002 三、工艺流程 原材料复试→下料卷板→加工厂埋弧自动焊→加工厂焊缝超声波探伤检测→钢管柱附 气体保护焊水件焊接、穿孔→钢管柱进场→环箍现场焊接→钢管柱吊装、固定→现场CO 2 平缝→现场焊缝超声波探伤→浇筑钢管柱内部混凝土→柱筋绑扎→柱模立支→外柱混凝土浇筑 四、主要施工方法 （一）原材料复试 本次钢管柱加工由建设单位委托外加工，故建设单位需要求加工单位出具材料合格证及法定单位出具的有效的检验报告。必要时，可由建设单位组织监理单位、施工单位、质监单位到加工单位进行实物抽样到重庆履行有见证送检。该形式的“有见证检验”“批量需相关单位协商后确定。 （二）下料、卷板 1、钢板的下料 钢板进场复试合格后，可按板厚中心线性长度不变的原理并结合焊缝宽度来计算钢板的下料宽度。 下料长度长度应严格按设计层高及预留的弹性压缩量进行加工。其弹性压缩量可与设计单位协商确定，一般不应有正公差。现场焊接后可根据实际测量值予以修正。 下料前可对焊缝坡口进行预加工，加工时应严格按照《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-91）中对厚钢板焊接（全熔透焊缝）的坡口加工要求进行。
目录 概况 (1) 钢管拱的制作 (1) 支架方案下部结构调整 (3) 系梁施工 (4) 横梁施工 (5) 钢管拱吊装 (6) 钢管砼的浇筑 (9) 安全措施 (11) 附页 (14)
主桥钢管拱施工方案 一、概况 主桥为系杆拱，系杆拱肋为二次抛物线，抛物线方程为y=0.8x-0.01x2,拱肋标准跨径为81.7m（包括两端各4cm预留伸缩缝宽度），计算跨径为80.0m，计算矢高为16.0m，矢跨比为1/5。由于本桥位于R=2000m的竖曲线上，下弦杆做成相应曲线主线支座中心线两侧各80cm范围内下线杆底面做成水平。 设计拱肋顶标高24.755m,设计每根钢管拱分五节安装,分节安装长度分别为 1.5m(端节)+ 15.00m+14.328 m(水平长度边节)+15.00m+14.328m(水平长度边节)+15.00m +1.5 m(端节).钢管拱肋安装是本桥工程的关键部位,我公司领导非常重视,收集了有关资料,结合本桥的自然环境,对汽吊、门架安装、船吊几个方案的安全、质量、成本、进度进行了综合分析，认为采用汽吊、门架吊、船吊三种综合吊装的方案切实、可行，特制定本方案，经各位专家讨论确定后，将制定更为详细、完备的细节方案。 二、钢管拱的制作： （1）钢管砼拱桥所用钢管采用卷制焊接管，由钢板卷管成形。卷制钢管在具有资质的工厂进行。钢板卷制前，根据设计要求将板端开好坡口，将钢板送入卷板机卷成址筒体，卷管方向与钢板压延方向一致。轧制的管筒失圆度和对口错边偏差均应满足相关施工规范要求，将卷成的钢管纵向缝焊接成直管，对焊成的直钢管进行检查和校正，以确保组装的精度。 （2）钢管拱肋加工的分段长度根据材料、工艺、运输、吊装等因素确定，在加工制作前，根据设计图的要求绘制施工详图，包括零件图、单元构件图、节段单元图及组焊、拼装工艺流程图等。加工前按半跨拱肋进行1：1精确放样，并考虑温度和焊接变形的影响，精确确定合龙节段的尺寸，直接取样下料和加工。
钢管混凝土结构 1、前言 钢管混凝土即在薄壁钢管内填充普通混凝土，将两种不同性质的材料组合而形成的复合结构，它是将钢管结构和钢筋混凝土结构的优点结合在一起而发展起来的新型结构。由于钢管混凝土结构能够更有效地发挥钢材和混凝土两种材料各自的优点，同时克服了钢管结构容易发生局部屈曲的缺点。钢管混凝土作为一种结构构件形式最早在十九世纪八十年代被设计应用做桥墩，然后随着科学技术的提高使它的应用范围得到了很大的扩展。从八十年代末开始，钢管混凝土在我国的土建工程中的应用发展很快。近年来，随着理论研究的深入和新施工工艺的产生，工程应用日益广泛。钢管混凝土结构按照截面形式的不同可以分为矩形钢管混凝土结构、圆钢管混凝土结构和多边形钢管混凝土结构等，其中矩形钢管混凝土结构和圆钢管混凝土结构应用较广泛。 2、钢管混凝土结构的特点 ，混凝土的抗压强度高，但抗弯能力很弱，而钢材，特别是型钢的抗弯能力强，具有良好的弹塑性，但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。而钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起，可使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高。同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而大大地提高了承载能力。 钢管混凝土柱在荷载作用下的应力状态和应力路径是十分复杂的，仅以常用的一种加载方式为例，对其受力、变形特点进行简单剖析。据有关大量实验表明，如图l的一根钢管混凝土短试件在轴向力N作用下钢管和核心混凝土随着纵向压
力的增加两者均产生较大的纵向应力和纵向应变，同时将产生横向变形。横向应变与纵向应变的关系为S S IS 3εμε=，C C C 31εμε=（式中的13,εε分别为纵向、环向应变，μ为材料的泊松比，下标s ，c 分别代表钢管和核心混凝土)。在轴向力N 作用下钢管和核心砼的变形是协调的，即C S 33εε=。钢材的泊松S μ在弹性阶段为一常数(O.283)，进入塑性阶段(应力达屈服点y f 时)增大至0.5而保持不变。而混凝土的横向变形系数C μ则为变数，可以从低应力时的0．17增加到0．5至1．0甚至大于1.0。由上式可见，钢管混凝土在轴心压力N 作用下，开始时C S μμ>， 钢管 1σ 混凝土2 1 N 图1 试件轴压时的内力状态 故C S 11εε>,但C μ在很快赶上S μ,则S μ=C μ,而C S 11εε=,随后C μ>S μ，S C 11εε>。这说明钢管混凝土在压力N 作用下混凝土向外的横向变形大于钢管向外的横向变形。钢管约束了砼，在钢管与混凝土之间产生了相互作用力P ，称为紧箍力。从而使钢管纵向和径向受压而环向受拉，混凝土则处于三向受压状态。这样一来就大大提高了混凝土的抗压强度，同时塑性性能得到了很大的改善。在工作性质
钢管拱肋 钢管拱肋采用Q345厚14mm钢板卷制，钢板应有厂家质量证明书，必要时进行复检；钢板下料前应根据设计图纸绘制加工详图（包括加工大样图、厂内试拼图、工地试拼图和堆放与发送顺序图等），钢料切割应尽量使用剪板机，切割后应进行矫正，下料时加工预留收缩量由试焊决定。 拱肋卷管过程中应注意保证管端平面与管轴线垂直，卷管后应进行校圆，校圆后的筒体直缝焊接采用自动焊，板端坡口应在卷管前开好。坡口尺寸误差应满足相关技术规程要求。 焊接工艺必须由拱肋加工单位提出详细的工艺图，并需经过评定后方可进行，确定后的工艺参数在施工中不得随意改动，焊工应经考核合格并取得相应施焊条件资格证书后方可上岗，每条焊接应有焊工钢印；焊缝位置、外形尺寸必须符合施工图和《钢结构工程施工及验收规范》的要求，母材非焊接部位严禁焊接引弧；焊接时应注意焊接环境、温度、湿度要求，所有焊缝质量应达到一级焊缝质量要求，各部位的焊缝应在24h后进行无损检验（可采用超声波或射线探伤法，具体由质检部门决定）；进行局部探伤的焊缝，如发现裂纹或其它缺陷时，应继续延长探伤，必要时直至焊缝全长。 拱肋钢管外形质量要求： 纵向弯曲偏差：f/d≤L/100，且不大于10mm；钢管椭圆度（失圆度）：f/d≤3/1000；钢管管端不平度：f/d≤L/500，且不大于3mm。 钢管拱肋制作安装过程应按照施工工艺要求将吊点孔开好应装上附属构件，不得遗漏；对于钢管上预留的混凝土浇灌孔、排气孔等，可在工厂中开好，开孔留下的盖片应编号并妥善保管或点焊在原位上，待灌注混凝土后再盖上焊接，此时应注意焊接平整光滑，不突出和漏焊，不烧伤混凝土。 钢管制作和安装检验实测项目，应按《公路工程质量检验评定标准》要求进行，钢管构件出厂前应具备完整的验收资料如：（1）钢材质量证明书及抽样检验报告、（2）焊接材料证明书及烘焙记录、（3）涂装材料质量证明书、（4）焊接工艺评定报告、（5）焊缝质量外观检测报告、（6）内部探伤报告、（7）钢管构件加工施工图、（8）钢管构件几何尺寸检验报告、（9）按工序检验所发现的缺陷及处理方法记录、（10）钢管构件加工出厂产品合格证等。 钢管防腐与涂装：环氧富锌底漆+两道氯化橡胶面漆，涂层干膜漆总厚度150um，允许偏差-25um，施工安装焊缝处须留出30~50mm暂不涂装（待焊接完毕后涂装），涂装完毕后应在构件上标明构件的原编号、重量、重心位置和定位标记等；涂装时应保证涂装质量，应避免采用人工刷涂法；涂装前钢管表面除锈等级应不小于Sa2.5，钢管涂装只在钢管外壁进
采用精度为1/200000的自动安平投点仪、激光测距仪及前方交会法，确定梁、柱基础的中心位置和预埋件的精确定位。 4.8.2钢管柱施工 钢管柱承重性能良好，在受力较大部位能有效减少混凝土柱体积，起到承载和传力作用。钢管柱施工要求较为严格，由专业工厂加工制作，运至工地安装。 钢管混凝土柱主要由Ф950钢管，底法兰环形钢板、顶法兰环形钢板（钢管柱安装前预焊），Q235加劲钢板以柱内节点加强钢筋和C40混凝土组成，L=4350mm。 1)施工方法及施工顺序 钢管柱分两段组装，施工时先在临时仰拱上开孔，首节由4#导洞吊装，第二节由3#导洞吊装，找正对口焊接，对口形式采用钢管内壁预埋φ22接茬钢筋，接茬筋长10cm，接口焊接工艺应满足表3-7要求。钢管焊接完成后，由钢管柱的顶端安放柱的主筋及箍筋，扶正钢管，将钢管托起，连接钢管柱内主筋，钢管柱下落就位，与底部法兰固定连接，钢管柱顶端采用型钢井字固定，定位型钢与格栅钢筋焊接，绑扎钢管柱内箍筋，钢管柱的定位精度与直顺度应满足表3-8要求。柱内混凝土采用导管输送，使用振捣棒振捣，当混凝土浇注至柱顶时，预埋柱顶补强筋。 2)钢管柱加工制作及运输 （1）钢管柱的制作 ①钢管柱施工所采用的有关规范 钢管柱的制作、安装所依据的主要规范为《钢结构工程施工及验收规范》
（GB50205-2001）、《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-2002），《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS 28：90）。 ②钢管柱的制作、安装精度 根据有关规范，钢管柱的制作、安装精度见下列各表。 表4-6 钢管柱制作允许偏差（mm） 钢管柱由专业工厂加工制作，加工制作时严格进行选材，3号碳素钢结构质量标准符合GB700《碳素结构钢》的要求，严格按《钢管结构工程施工及验收规范》进行加工。 钢管柱加工时，严格控制纵向弯曲度、椭圆度、管端平整度。具体要求详见钢管柱制作及安装允许误差表。 钢管柱出厂前进行焊缝、长度、表面清洁度、防腐处理、超声探伤检查，按GBJ205-2001《钢结构工程施工及验收规范》质量标准进行验收。并按照每根钢柱进行分节编号，组对配装检验，合格后再分解装运。 钢管柱在运输过程中采取有效措施防止碰撞，装车和卸车采用吊机轻吊轻
钢管拱肋加工制作 方案
目录 第一章编制说明 (3) 一、编制说明 二、编制依据 三、设计规范 第二章工程概况…………………………………………………………4~13 一、工程综述 第三章拱肋架制造方案…………………………………………………14~34 一、拱肋制造方案 二、拱肋涂装 第四章现场施工方案……………………………………………………35~38 一、拱肋、风撑的制作运输 二、钢管拱桥位作业 三、桥上施工准备 四、一般要求
第五章工程管理及组织机构……………………………………………39~40 一、管理目标 二、管理原则 三、施工管理 第六章工程进度计划……………………………………………………41~43 一、施工人员组成形式 二、施工人员汇总表 三、施工管理及后勤人员汇总表 四、施工设备汇总表 第七章工程进度计划 (44) 第八章工程质量管理……………………………………………………45~51 一、质量管理方针与目标 二、质量保证体系 三、质量保证措施 四、质检部职责范围 五、质检部各类人员的职责范围
六、产品质量检验管理 七、焊缝质量管理制度 第九章安全生产管理……………………………………………………52~61 一、安全管理方针及目标 二、安全生产管理组织机构 三、安全生产管理目标措施 四、主要安全防护设施及用品 五、拱桥施工安全技术措施 第一章编制说明 一、编制说明
1、本施工组织设计仅针对胜利桥拱肋结构部份。 二、编制依据 《胜利桥设计图》 三、设计规范 1、《钢结构工程施工及验收标准》(GB50205- ) 2、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041- ) 3、《热扎钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》(GB/T709—1998) 4、《钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差》（GB/T222—1984） 5、《碳钢焊条》（GB/T5117—1995） 6、《低合金钢焊条》（GB/T15118-1995） 7、《碳钢药芯焊丝》（GB/T10045- ） 8、《低合金钢药芯焊丝》（GB/T10045- ） 9、《气焊、手工电弧焊及气体保护焊缝坡口的基本形式尺寸》（GB985-88） 10、《桥梁用结构钢》（GB/T714—） 11、《气体保护电弧焊用碳素低合金钢焊丝》（GB/T 8100—95） 12、《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》（GB/T 3323—1987）
钢管柱施工方案 钢管柱施工方案一、工程概况××××××位于××市××区，北侧为××； 东侧为××； 南侧为××； 西侧×××。该项目地下×层，地上×层，总高度308.8m，总建筑面积约16.8万平方米，是一座集商业、娱乐、办公于一体的大型高尚商业写字楼。该项目由×××××公司投资兴建，×××有限公司×××××分公司进行设计，×××××××监理，××××××公司总承包施工。 该工程结构形式为框筒结构。地下五层及地上九层外框柱均为钢管叠合柱。柱截面尺寸为1400×1400，钢管截面尺寸为A1100×25。钢管材质为Q345B。叠合柱结构的梁筋直接穿过钢管柱，钢管内、外混凝土强度等级达C60以上，为高强混凝土。 叠合柱结构形式在重庆尚属首次，施工难度较大。为有效控制钢管叠合柱的施工质量，特编制专项施工方案。 二、编制依据1、×××××基础部分设计图； 2、钢管混凝土叠合柱结构技术规程CECS188:2005 3、高强混凝土结构技术规程 CECS104:994、《碳钢焊条》 GB/T5117－19955、《低合金钢焊条》 GB/T5118－19956、《低合金高强度结构钢》 GB/T1591－20087、《建筑工程抗震设防分类标准》 GB50223－20048、《建筑抗震设计规范》 GB50011－20019、《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ3－200210、《钢结构工程施工质量验收规范》 GB50205－200111、《混凝土结构工程施工质量验收规范》 GB50204－200212、《建筑钢结构焊接技术规程》 JGJ81－2002三、工艺流程原材料复试→下料卷板→加工厂埋弧自动焊→加工厂焊缝超声波探伤检测→钢管柱附件焊接、穿孔→钢管柱进场→环箍现场焊接→钢管柱吊装、固定→现场CO2气体保护焊水平缝→现场焊缝超声波探伤→浇筑钢管柱内部混凝土→柱筋绑扎→柱模立支→外柱混凝土浇筑四、主要施工方法（一）原材料复试本次钢管柱加工由建设单位委托外加工，故建设单位需要求加工单位出具材
下承式钢管拱桥施工方案 K162+703钢管拱桥全长53m，单跨长度48m，拱桥桥台采用砼重力式U型台，上部结构采用钢管系杆结构，拱肋、系梁、风撑、拉杆采用D140×10、D299×8、D500×18三种规格无缝钢管总长520.84m，横梁采用240×240×12×12工字钢总长145.467m，200mm砼桥面宽度5.5m。 1.1桥台施工 ⑴定位放线 在施工前完成桥台的定位测量，并分别放出桥台中心线及法线，按规定埋设护桩，复核跨度，确认无误后供施工使用。 ⑵钢筋绑扎 钢筋采用现场加工，现场绑扎，并严格按照设计和规范进行。绑扎前先调整好基础的预留的插筋间距，确保钢筋的保护层厚度及间距符合设计、规范要求。 ⑶模板与支撑 模板采用钢模板，现场拼装。采用钢管架支撑，并在根部外侧施做一条水泥砂浆带，确保在混凝土浇筑过程中不漏浆。 ⑷混凝土浇筑 桥台混凝土采用搅拌站集中拌制混凝土，砼运输车运输，泵送分层浇筑，插入式振捣器振捣。 桥台混凝土浇注过程中，设专人护模，如果发现跑模、胀模以及漏浆等情况要及时处理；混凝土浇筑前要对振捣工进行技术交底，做到不过振、不漏振，以保证混凝土施工质量。 ⑸养护 在混凝土终凝后开始洒水养护，混凝土达到设计强度后，开始拆模，模板拆除后继续养护，养护时间一般不小于28天。 1.2钢管拱系安装 ⑴钢管拱系安装流程 拱肋→风撑→系梁→拉杆→横梁 ⑵拱系的制作 1、主要工艺流程
原材料检验→放样→下料→加工→装配与焊接→火工微弯→节段组装与腹板焊接→吊杆相关部（附）件组装→焊接过程检测→拱肋预拼装→涂装防锈。 2、加工方案要点 节段划分：为便于吊装，拱肋钢管分段制作。本桥结合现场吊装能力，每片拱肋划分为2个拱脚预埋段和3个中间吊装段，K型风撑每个为一段。 制作方法：采用卷板机将钢板卷制成圆管；装配焊接成6m和17m左右拱肋管及设计基本长度的风撑管；上下拱肋管采用火工微弯方法形成设计轴线，其后在设定专用胎架上完成定位、焊接和节段组装；各风撑管节段在另外平面胎架上完成组装。 大接头余量加放：为保证各步施工方案和工艺都能满足设计要求，达到规定的偏差精度，上下拱肋管大接头加放80mm余量，该余量节段组装时保留，只在分段计算长度处作出正作线。焊接补偿量加放：考虑节段组装时，腹板焊接将使各拱肋节段上下管的距离受到影响，可沿径向线方向加放5mm作为焊接补偿，以保证设计几何尺寸。 标记线：标明拱肋管0℃和180℃径向线，作为火工、节段组装、检验的标记线。 安装标示：为便于工地安装，在拱肋预拼装前，通过径向线与站号线测定，标明各接头在工地安装时的控制点，做出标记，涂装时采取一定的保护措施。 1.3施工控制要点 （1）依据设计文件提供的相关验收规范、工艺要求，编制出各工序的具体验收项目与标准。 （2）放样保证所有配套表、套料卡、下料草图的正确性与完整性，标明后续工序的样板、样棒的角度、尺寸、名称、数据等。 （3）所有零部件的下料前进行报检，超差零件不得流入下道工序；火焰切割零件须清渣、打磨处理，产生热变形的均须矫正后方可使用。 （4）坡口边缘直线度及角度符合公差要求。 （5）工装胎架应具有足够刚度，以控制结构变形，对胎架中心线、定位基准线、辅助线等作必要标记。 （6）所有装配不得强制进行，避免母材损伤，严格对线安装并控制好间隙，焊接完成后及时矫正。
富士康蓝领公寓（一期）工程钢管混凝土工程专项方案 编制: 项目技术负责人： 项目经理： 审核: 审批: 杭萧钢构股份有限公司 二O一七年二月
目录 第一章工程概况 (1) 第二章编制依据 (2) 第三章施工准备 (3) 3.1 概述 (3) 3.2 施工条件 (3) 3.3 施工作业准备 (3) 3.4 技术要求 (3) 第四章施工方案 (6) 1．施工工艺流程 (6) 2．作业步骤与方法 (6) 3．钢管束插筋 (7) 4．其他细节 (8) 5．施工注意事项 (9) 第五章质量控制及检测 (10)
第一章 工程概况 序号 项 目 内 容 1 工程名称 富士康蓝领公寓（一期） 2 工程地址 河南省兰考县310国道和顺兴路十字西北角 5 建设单位 兰考县城市建设投资发展有限公司 6 设计单位 中机十院国际工程有限公司 7 勘查单位 8 施工单位 杭萧钢构股份有限公司 9 监理单位 序号 项 目 内 容 建筑功能 地下建筑面积 地上建筑面积 层数(地下/地上) 建筑高度 标准 层高 1 11#楼 宿舍/商业 995.6 2 17922.50 1/16 54.75 3. 3 2 12#楼 宿舍 997.62 17051.14 1/16 53.35 3.3. 3 17#楼 宿舍/商业 996.31 18517.02 1/16 54.75 3.3 4 18#楼 宿舍/商业 996.31 18908.68 1/16 54.75 3.3 5 19#楼 商业 1762.53 0/2 8. 6 4.2 6 20#楼 物业 1052.78 1995.74 1/2 14.22 5.1 7 耐火等级 一级 抗震设防烈度 七度 8 结构形式 钢管束组合剪力墙
一、工程概况 ××××××位于××市××区，北侧为××；东侧为××；南侧为××；西侧×××。该项目地下×层，地上×层，总高度308.8m，总建筑面积约16.8万平方米，是一座集商业、娱乐、办公于一体的大型高尚商业写字楼。该项目由×××××公司投资兴建，×××有限公司×××××分公司进行设计，×××××××监理，××××××公司总承包施工。 该工程结构形式为框筒结构。地下五层及地上九层外框柱均为钢管叠合柱。柱截面尺寸为1400×1400，钢管截面尺寸为A1100×25。钢管材质为Q345B。叠合柱结构的梁筋直接穿过钢管柱，钢管内、外混凝土强度等级达C60以上，为高强混凝土。叠合柱结构形式在重庆尚属首次，施工难度较大。为有效控制钢管叠合柱的施工质量，特编制专项施工方案。 二、编制依据 1、×××××基础部分设计图； 2、钢管混凝土叠合柱结构技术规程 CECS188:2005 3、高强混凝土结构技术规程 CECS104:99 4、《碳钢焊条》 GB/T5117－1995 5、《低合金钢焊条》 GB/T5118－1995 6、《低合金高强度结构钢》 GB/T1591－2008 7、《建筑工程抗震设防分类标准》 GB50223－2004 8、《建筑抗震设计规范》 GB50011－2001
9、《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ3－2002 10、《钢结构工程施工质量验收规范》 GB50205－2001 11、《混凝土结构工程施工质量验收规范》 GB50204－2002 12、《建筑钢结构焊接技术规程》 JGJ81－2002 三、工艺流程 原材料复试→下料卷板→加工厂埋弧自动焊→加工厂焊缝超声波探伤检测→钢管柱附件焊接、穿孔→钢管柱进场→环箍现场焊接→钢管柱吊装、固定→现场CO2气体保护焊水平缝→现场焊缝超声波探伤→浇筑钢管柱内部混凝土→柱筋绑扎→柱模立支→外柱混凝土浇筑 四、主要施工方法 （一）原材料复试 本次钢管柱加工由建设单位委托外加工，故建设单位需要求加工单位出具材料合格证及法定单位出具的有效的检验报告。必要时，可由建设单位组织监理单位、施工单位、质监单位到加工单位进行实物抽样到重庆履行有见证送检。该形式的“有见证检验”“批量需相关单位协商后确定。 （二）下料、卷板 1、钢板的下料 钢板进场复试合格后，可按板厚中心线性长度不变的原理并结合焊缝宽度来计算钢板的下料宽度。 下料长度长度应严格按设计层高及预留的弹性压缩量进行加工。其弹性压缩量可与设计单位协商确定，一般不应有正公差。现场焊接后可
钢管柱制作施工方案 一、工程概况 黄庄车站位于中关村大街与知春路十字路口，为四号线与十号线换乘站，四号线车站位于中关村大街下，呈南北走向，十号线车站位于知春路下，两站在平面上斜交且十号线在四号线上方通过。主体结构采用洞桩法施工，两侧为挖孔桩，中间为钢管柱。其中四号线钢管柱4Z1--48根，4Z2--4根，4Z4--12根；十号线钢管柱10Z3--36根，10Z5--8根。四号线采用Q235B钢材，十号线采用Q345钢材。 二、执行标准 1《钢管混凝土结构设计与施工规程》-----CECS28 2《钢结构工程施工质量验收规范》----GB50205--2001 三、施工方案及工艺要求 钢管柱施工采用选择具有相应资质等级的加工单位进行招标，根据招标办法选择信誉优良实力雄厚的加工单位中标。 1、技术管理： 针对钢管柱施工，成立项目组，实行由总工程师任组长的项目负责制；对施工图纸进行详细的深化设计，有异议处整理成书面资料，及时与设计部门联系解决。将施工图纸转化为钢结构加工图纸并编写详细的加工工艺。要求图纸交予车间前，须经三级审核并签字，并编写详细的《材料计划》和《过程检验资料》、《竣工资料》等。 2、进料： 根据设计图纸计算最适宜的钢材规格，编写《材料计划》；材料到场后，下料前及时检验，将所购材料的数量、规格、偏差、材质证明、合格证的记录整理，加以保存。 3、下料： 根据所购材料绘制《下料布置图》，达到合理用料，避免浪费的目的。将《下
料布置图》随加工图纸一起交予生产车间进行下料。划线完成、下料前，须经检验员检验后方可下料。对卷管钢板，采用半自动直线切割机下料。成形尺寸长宽误差±0.5mm以内、对角线误差±1mm以内。各种法兰盘均采用仿形切割机下料，保证切边质量和成形尺寸。卷管钢板下料后，经检验合格，使用坡口铣床加工焊接坡口。焊接坡口形式、尺寸严格按照设计图。 4、焊接材料的检验： 对所购进的焊接材料，检验其质量合格证明文件、中文标识及检验报告等并收集保存，并在使用中进行抽样复验。按量抽查焊条，外观不应有药皮脱落、焊芯生锈等缺陷；焊剂不应受潮结块。 5、卷管： 根据钢管直径及壁厚，制作压边胎具，安装于400吨压力机，对卷管钢板进行压边（预弯）。将经过预弯的钢板通过三轴卷板机进行卷制，达到要求后取出。将卷好的工件放入专用模具中，定位夹紧后将纵向接口点焊在一起，点焊前校正，确保两端面垂直于轴线。取出点焊好的管节，置于滚轮架上，先用二氧化碳保护焊打底，再用焊接操作机(上装自动埋弧焊机头)盖面成型。清除飞溅焊渣、药皮，用圆度检验样板(半径等于钢管外径，弦长等于内接四边形边长)检验圆度误差不大于2mm；用3m检测尺检验直线度，直线度误差不大于1000/L，采用压力机进行校正。 6、拼接： 在专用工装(可严格保证直线度)上将校正好的管节拼接成符合设计长度的管节。采用焊接操作机、滚轮架焊接内外环向拼缝。 7、焊接端部法兰盘： 法兰下料后，置于平台上校平，消除因受热引起的翘曲变形。检验方法：2mm 塞尺检验。用分度头进行分度，然后钻孔。分度误差不大于30秒。制作对接模具，确保两端法兰的垂直度、同轴度。将钢管置于其中，点焊。然后按图将加强筋均分后点焊，点焊牢固后从模具中取出。在平台上设与法兰孔对应的定位螺栓，直立钢管，用螺栓固定法兰盘后，用二氧化碳保护焊机焊接，这样可有效防
附件： 拱肋的制作与安装 1、钢管拱肋制造采用下列成熟技术： √管材相贯线及焊接坡口数控切割技术 √CO2气体保护自动焊技术 √节段生产采用匹配制造技术 √焊接收缩补偿量技术 √CO2气体保护单面焊双面成型技术 √埋弧自动焊焊接技术 √激光划线及测量技术 钢管拱肋制造保证措施： √由专业、持证、有相关工程施工经验的优秀焊工施焊 √执行质量保证体系 √采用成熟的施工技术 √在施工中设置关键工序、关键件 √制定严格的施工工艺和绘制施工图纸 √实行车间首制件评审 2 、钢管拱制造引用标准 本桥钢结构制作和安装采用下列标准 GB50221－95 钢结构工程质量检验评定标准 TB10212－98 铁路钢桥制造规范 TB10415－2003 铁路桥涵工程质量检验评定标准 JGJ81－2002 建筑钢结构焊接规程 GB/T714－2000 桥梁用结构钢
GB/T1591－94 低含金高强度结构钢 GB699－88 优质碳素结构钢技术条件 GB700－88 碳素结构钢 GB3274－88 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带GB8162－87 结构用无缝钢管 GB985－88 气焊、手工电弧焊、埋弧焊及气体保护焊焊缝坡口 GB12470－90 低合金钢埋弧焊用焊剂 GB5293－85 碳素结构钢埋弧焊用焊剂 GB/T5117－1995 碳钢焊条 GB/T5118－1995 低合金钢焊条 GB/T14957－94 熔化焊接用钢丝 GB/T14958－94 气体保护焊接用钢丝 GB8110－1995 气体保护电弧焊用碳钢、低合金结构钢焊丝 GB3323－2005 金属熔化焊焊接接头射线照相 GB11345－89 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级 GB2649～2655－81 焊接接头机械性能试验方法 GB2656－891 焊缝金属和焊接接头疲劳试验方法 GB/T12468－90 焊接质量保证一般原则 GB/T12468－90 焊接质量保证对企业的要求 GB/T12469－90 焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分级 3、生产技术准备及工艺方案 3.1 材料采购 1）采购准备
钢管柱施工方案 本工程钢管柱按所处位置、标高及截面尺寸有6种规格共148根，直径1000mm～1800mm，壁厚30、40mm，柱网间距12m。钢柱长度9～22m，呈梭状。其中结构内部钢管柱最高22m，重28t，边钢管柱为倾斜结构，高16m，重19t。 1钢管柱概述 1）钢结构制作及安装 ①焊接方式 除非另外说明，所有对接焊缝采用全熔透对接焊缝，焊接工作所采用的焊接方法、工艺参数应符合现行国家标准《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81－2002）的规定。 所有焊缝均为GB50017规定的二级焊缝。焊缝检测依据GB50205－95，并满足表1-1所列的最低要求。 表1-1 焊缝检测要求 出金属光泽，无焊渣，焊疤，灰尘，油污和水等杂质。除另有说明，所有钢构件均须采用镀锌防腐（至少600g／m2）。油漆两道须与镀锌相匹配。 对于无防腐保护的钢构件，不允许出现因腐蚀导致的片状撕裂，凹陷或截面面积缩减。在存放和运输过程中如有必要应采用临时遮盖。 ③构件出厂时做好标记，在运输和安装过程中，应防止碰撞、变形以及捆绑时钢丝绳勒伤，如有损伤，变形及时修补、校正。 2) 材料 ①结构钢材 本工程采用Q390等级的结构钢材，其质量标准应符合现行中国标准《碳素钢结构》（GB/T 700）和《低合金高强度结构钢》（GB/T 1591）的规定。同时符合本工程设计依据的其他中
国规范对于钢结构的要求。施工验收以GB50205－2001为标准。 ②焊条及焊剂 手工焊应采用符合现行国家标准《碳钢焊条》（GB/T 5117）及《低合金钢焊条》（GB/T5118）规定的焊条。Q390级钢采用E55级焊条。自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂，应与主体金属强度相适应，焊丝应符合现行国家标准《熔化焊用钢丝》（GB／T 14957）或《气体保护焊用焊丝》（GB/T 14958）的规定。 ③螺栓 普通螺栓：应符合现行国家标准《六角头螺栓－A和B级》（GB/T 5782）和《六角头螺栓－C级》（GB/T 5780）DE规定。 ④圆柱头焊钉（栓钉） 栓钉应满足中国标准《电弧螺栓焊用圆柱头焊钉》（GB/T 10433）的规定。 3）现场条件 本工程施工场地广阔，部分钢管柱分节加工后直接运至待吊部位，现场拼装后再整体吊装。 2 施工安排 所有的构件均在工厂预制,较长的构件需分节加工，运至现场后进行拼装，再整体进行吊装。钢管柱施工为了与钢筋混凝土工程合乎施工进程，采用与土建相同流水区段划分。施工过程中，应充分利用交叉施工的特点，施工流水和施工作业面的交接必须以钢结构施工为主线，保证工程顺利进展。 结构外围斜钢柱待混凝土结构二层施工完毕后即可插入施工。其它钢管柱在施工面一旦形成即可组织施工。 3 加工、制作工艺 1）钢管柱加工、制作工艺流程 为便于工厂制作、运输和吊装，应对原设计图纸构件进行分割，划分成若干个单元构件。钢管柱采用图3-1所示的工艺流程。
1. 施工概况 1.1 工程简介 X大桥工程桥梁起点桩号为K0+177.44，终点桩号为K0+878.794，全长701.354m。大桥由北向南，分为主桥和两侧引桥。跨X江主桥为（55m+62.8m+55m）三跨下承式钢管预应力混凝土简支系杆拱桥。 本工程主桥每跨横向设2榀钢管拱肋。拱肋的理论计算跨径为59.2m和51.4m，计算矢高14.8m和10.28m，矢跨比为1/4和1/5，理论拱轴线方程为：y=4fx(1-x)/l2，（f为矢高，l为计算跨径，坐标原点为理论起拱点）。 拱肋截面为椭圆形，高150cm、宽90cm，钢管壁厚16mm。拱肋与加劲系梁固结，两榀拱肋横向间距为17.5m，在拱肋设置3道钢管风撑，风撑截面为圆形，直径D＝80cm，钢管壁厚16mm。 拱肋采用16Mn钢全焊钢结构，其余部位采用Q235c钢材。 1.2 编制依据 ①本工程施工合同、工程洽商记录等； ②本工程设计文件，包括《X大桥工程施工设计图纸》、设计变更联系单等； ③《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）。 ④《公路工程质量检验评定标准》（JTJF80/1－2004）； ⑤《钢结构工程施工及验收规范》（GB50202-95）； ⑥《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-91）； ⑦《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS28-90）； ⑧《X大桥工程实施性施工组织设计》； ⑨我公司ISO9001-2000质量体系文件； ⑩其他相关技术规范、标准和参考书籍。 1.3 总体施工方案 我方将钢管拱肋委托外加工，加工方为杭州大河造船有限公司。该厂具有船舶乙级设计、甲级制造、钢结构王家网架三级资质，专业设计技术力量雄厚、设备齐全、工艺成熟。该厂具有拱肋结构制造方面的成功经验，并引用拱肋先进制造技术，确保拱肋结构制造精度及焊接质量全优。施工前，该厂已通过业主和监理单位的审查。 针对本工程特点，主拱肋分三段制作、加工厂试拼成整体，边拱整体制作成型。钢管拱肋制造过程分为三个工艺阶段：钢拱肋节段的