钢箱拱梁组合桥制造施工过程控制

1、钢箱拱梁组合桥制造施工过程控制手册1.适用范围适用于高速铁路钢箱拱梁组合桥的制造。跨济兖公路特大桥简支钢箱拱梁组合桥，是京沪高速铁路的重点控制工程。钢桥跨度96米，一次建成四线桥（中间双线为高速正线，两边为联络线，线间距为6.5m、5.0m、6.5m），是目前国内首例。钢桥制造主体钢结构构件包括：主梁、钢箱拱肋、吊索、横向限位装置等。主梁采用梁高3m等截面单箱九室截面，顶面宽度25.7m，底宽22.5m，两主拱间中心距11.68m，桥面采用正交异性桥面板构造，拱肋采用变截面箱型结构。图15.1 单跨整体钢结构示意2.作业准备按照控制手册在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读审核施

2、工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。3.钢桥制造技术要求3.1 钢桥制造的技术标准铁路钢桥制造规范（TB 10212-98）铁路钢桥保护涂装（TB/T 1527-2004）3.2 钢桥制造的基本技术要求在制造厂内对设计图进行工艺性审查。当需要修改设计时必须取得铁道第三勘察设计院同意，并签署设计变更文件。制造厂根据设计图绘制施工图并编制制造工艺。钢箱拱梁组合桥的制造应根据施工图和制造工艺进行。4.施工程序与工艺流4.1 施工程序根据钢箱拱梁组合桥制造的施工特点将整个程序划分

3、以下步骤：施工准备下料及边面加工单件组装部件组装钢箱梁4+1拼装钢箱梁焊接拱肋拼装焊接防腐与涂装运输4.2 工艺流程图15.2 钢桥制作工艺流程图5.施工过程要点5.1 施工准备 施工图准备充分理解设计图纸，及时与设计院联系沟通，进行设计技术交底，加深领会设计意图，切实将设计图的思想贯穿到施工图中，并采用计算机绘制施工图（CAD技术），对难以确定尺寸的零部件，通过计算机放样确定。工艺试验准备焊接工艺评定试验；火焰切割工艺试验；高强度螺栓连接抗滑移系数试验；首件钢拱肋杆件制造工艺试验；首件整体拱脚节点制造工艺试验；试拼装工艺检验，涂装工艺性试验；桥位焊接工艺试验；设计及监理工程师要求的其他试验。

4、 施工工艺文件准备材料清单；制造工艺方案；产品制造策划书；制造检验细则；焊接工艺评定试验报告；焊接工艺规程（WPS）；焊缝返修工艺规程；结构典型工艺；制造工艺过程、工艺路线、结构序列表、工装明细表；钢材预处理及涂装工艺；焊缝内部质量检验工艺；首次试装鉴定报告。 技术培训准备本桥制造的熔接工、铆工、电焊工、涂装工、起重工等进行专项技术培训，除必须熟练掌握本工种的操作规程外，还应熟知本桥制造规则的相关要求，特别是从事焊接工作的电焊工必须通过相应的焊工资格考试，并报监理工程师审核认可。焊工所需要参与取证的项目及数量应根据产品的制造要求确定。凡取得相应焊工资格且符合焊工管理要求的，方可参与相应项目的焊

5、接操作。 材料准备编制材料采购清单：采购清单充分考虑材料的套裁、搭配，以降低耗率，同时尽量减少规格，以便于采购和管理。材料采购：材料必须按照合同及设计文件要求规定的厂家采购，并严格按计划进行采购。材料复验：依据材料采购计划，按照制造规则及时进行复验。材料管理：制定严格的材料管理制度，做到分类堆放、标识明确、专料专用、随用随取。材料具备可追溯性。5.2 施工工艺钢箱梁制造工艺(1) 钢箱梁制造工艺流程图如下(2) 零件的下料加工钢板经滚板机滚平后，对于顶板、底板、腹板等较长矩形板件采用多嘴门式切割机，形状复杂的横隔板等板件采用数控切割机精密切割；钢板的对接坡口采用火焰精密切割后用刨边机或铣边机加

6、工。(3) 顶板加工工艺顶板单元由钢板、U形肋组成，是组成钢箱梁的基本构件。采用“无马”组装技术，在专用门式组装胎型上组装板块。在反变形组焊台加上船位用CO2自动焊小车焊接U形肋和板条肋。(4) 横隔板的加工工艺横隔板是箱形梁组装的内胎，它的精度直接控制箱梁的断面精度，并要求隔板上纵肋缺口与板块上的纵肋相匹配，隔板的周边加工精度和闭口肋缺口的间距精度的控制，是保证箱形组装质量的前提。数控切割机下料，切割时，针对其板件平面尺寸较大的特点，设计合理的切割胎具，控制因缺口多，范围大产生的切割热变形。修整切割产生的波浪变形，保证平面度满足要求。以顶板处、底板处的纵肋缺口为基准，划出纵横基准线。对有连接

7、孔的隔板，按线用钻模钻孔。组装隔板上的加强圈，竖向和水平加劲肋并焊接、修整。加工合格的横隔板移交半成品参与块单元组装。下料调直组装划线9999999焊接块单元组装块单元组装9999999除锈涂装块单元报验修整探伤预拼装焊接 探伤修整划线块单元制造运输图15.3 块单元制作工艺流程图图15.4 板块焊接反变形胎架 (5) 中间块单元的加工工艺块单元由顶、底板、腹板和横隔板等单元件组成工型或箱型。采用正装法将底板板块单元平铺在组装平台上，划出腹板位置线，按线组装腹板单元，而后按同样的办法组装顶板成工型。鉴于板件较大，在组装中，采用适当的临时定位连接件，以控制组装精度并保证组装过程的安全。(6) 箱

8、型块单元制造工艺组装所有工型或箱型外部横隔板，横隔板组装时先倾斜一定的角度，其缺口与纵肋对准后找正。焊接横隔板与纵肋、顶（底）板及腹板的所有角焊缝，火焰热矫正各种焊接变形。(7) 箱型块单元间组装工艺在组装中采用适当的临时定位连接件，以控制组装精度并保证组装过程的安全。设计专用的焊接胎架，在焊接中适当利用刚性固定法控制焊接变形。选用合理的焊接方法和焊接顺序。组装隔板和顶板单元时，设置临时支撑固定两端箱口，防止变形。图15.5 中间块单元的加工示意(8) 箱型梁节段预拼装划分 为保证该箱形梁的外轮廓尺寸及部件位置的准确，针对该桥结构特征设计专用预拼装胎架。专用胎架以底板面为基准面，并设置相应的基

9、准线和块单元件的移动定位装置。制造节段按设计划分的节段进行块体单元的制造，节段划分见下图。一次预拼装6-7段，最大预拼装长度36.5m，每孔进行3次预拼装，预拼装划分见下图。图15.6 钢箱梁制造节段及预拼装划分图15.7 钢箱梁制坐预拼装(9) 箱型梁节段预拼装程序在预拼装胎架上，从一端向另一端依次进行。调整拱段接口间焊缝间隙，按设计曲线调整节段轴线，并设马板固定。检查确认预拼装达到要求后，量测钢拱箱段接口部位纵肋嵌补段尺寸，编号加工。拆前检查修订纵横基准线（架设用线），并以此为基准，划桥位安装部件的位置线，确认无误后，拆除钢拱箱段，移交除锈、涂装。(10) 钢箱梁预拼装解决的主要问题钢箱梁

10、的长度、宽度及断面精度；钢箱梁的轴线度；钢箱梁的拱度；钢箱梁接口临时定位连接件的组装；钢箱梁接口桥上焊缝间隙的调整；接口拼接板匹配钻孔。(11) 预拼装工艺措施 钢箱梁胎架基础经混凝土处理后具有可靠的承载能力，在使用过程中不会发生沉降。支承具有足够的刚度，不会随重量的增加和使用时间的延续发生变形。胎架周围设置一定数量与胎架相对独立的基准点，可不定期对胎架进行检测。图15.8 胎架设置支撑断面示意 钢箱拱制造工艺(1) 钢箱拱肋部分（高度小于3.5m）的下料到组装工艺图15.9 箱段高度小于3.5m拱肋工艺流程图定位组装顶板单元组装定位腹板单元定位组装底板单元定位腹板单元定位组装隔板单元焊 接矫

11、 正箱段高度小于3.5m的拱肋，腹板单元、隔板单元均不分段，采取整体下料组焊成单元件制造，采用“板板单元拱肋”方式生产。单元件生产工艺流程与分段箱体基本一致。(2) 钢箱拱肋部分（高度大于3.5m）的下料到组装工艺箱段高度大于3.5m时，采用“板单元槽型箱形”方式生产，保证运输和减少桥位现场焊接量，有利于控制焊接变形和减少钢桥位工作量。图15.10 箱段高度大于3.5m拱肋工艺流程图(2) 预拼装工艺方案钢拱肋节段制造长度10m左右，每侧分11段全桥两孔共22段；钢拱箱段共分8次预拼装。钢拱箱段中间段为合拢段，根据钢箱拱实际架设情况，合拢段两端留量，进行现场二次划线切割，保证钢拱精确合拢。钢箱

12、拱分段图见下图。钢箱拱预拼装划分图见下。图15.11 钢箱拱分段图图15.12 钢箱拱预拼装划分图(3) 钢拱箱段预拼装程序在预拼装胎架上，两片钢拱分别进行。调整拱段接口间焊缝间隙，按设计曲线调整节段轴线，并设马板固定。检查确认预拼装达到要求后，量测钢拱箱段接口部位纵肋嵌补段尺寸，编号加工。进行钢拱箱段及全部零部件编号，打上编号钢印号。拆前检查修订纵横基准线（架设用线），并以此为基准划桥位安装部件的位置线，确认无误后，拆除钢拱箱段，移交除锈、涂装。(4) 钢拱箱段预拼装要解决的问题钢拱线形及拱段长度；钢拱箱段间焊缝间隙；相邻钢拱箱段临时连接件安装；钢拱箱内加劲板嵌补段量配；划桥位安装相关部件的

13、位置线等 涂装技术要求(1) 钢箱拱梁组合桥的涂装应符合现行行业标准铁路钢桥保护涂装（TB/T 1527）的规定；(2) 抗滑移系数试验方法应符合现行行业标准铁路钢桥栓接面抗滑移系数试验方法（TBJ 2137）的规定。 包装、存放及运输(1) 构件包装应在涂层干燥后进行，钢梁构件高强度螺栓连接处的摩擦面加以保护，构件之间加垫层，拼接板采用盘装或捆扎；(2) 钢梁构件的堆放场地坚实、平整、通风且具有排水设备。构件的支撑点应设在自重作用下，不致产生永久变形处，构件刚度较大的面宜竖向放置；(3) 钢构件在存放场地存贮和运输时，应按顺序编号，并按吊运顺序安排位置，运输时加垫后应绑扎牢靠。钢构件的运输按

14、铁道部现行的铁路货物运输规程、铁路超限货物装载加固规则以及公路运输的有关规定办理。6.进度控制6.1 钢桥制造工效分析(1) 生产场地钢桥制造构件全部在钢结构车间加工和组焊，在涂装厂房进行喷砂除锈和涂装。在工厂试拼装场地进行钢箱拱的试拼装。(2) 车间分布、构成与生产能力车间包括预处理车间、下料车间、铆焊车间三大作业区。其中预处理车间须设一台滚板机（60mm3200mm）和一条钢板预处理生产线；下料车间设三台数控切割机、两台门式切割机、一台等离子切割机，每月可下料40005000余吨；铆焊车间设三条生产线，每条生产线月生产能力月1500吨到2000吨；车间内构件的起重和运输均采用桥式起重机和运

15、输平车。(3) 生产制造的主要影响因素因为在车间内制造，受环境因素影响较小，主要因素是考虑原材料的供货的影响。接到制造合同后立即进行材料的招标与购置，要求钢材厂家提前供货，按制造计划供货并保证连续性。6.2 钢桥制造配置要求为优质、高效、快速完成该桥的制造任务，根据钢箱拱梁组合桥单元的制作流程和涂装、运输等，将配备充足的下料、机加工、拼装、焊接、起重、涂装、试验及检验设备。表15.1 滚板及预处理设备序号设备名称及描述（类别、型号、厂家）单位数量制造时间功率/能力类别厂家型号1钢板矫正机第一重机厂A93135台11994.616-603200mm2钢板预处理线青岛XQ6930GI台11999.

16、2315m表15.2 下料设备序号设备名称及描述（类别、型号、厂家）单位数量制造时间新旧程度功率/能力类别厂家型号1数控火焰切割机哈尔滨SKG-1台22006.11新418m2数控火焰切割机伊萨-汉考克SXE-P5500台11999.6新418m3门式火焰切割机哈尔滨MKG-1台12004.8新732m4门式火焰切割机哈尔滨MKG-1台12006.11新418m表15.3 机加设备序号设备名称及描述（类别、型号、厂家）单位数量制造时间功率/能力类别厂家型号1刨边机济南B8112台11998.128012000mm2斜面铣床宝鸡桥梁厂ZX420台11999.640012000mm3液压牛头刨床长

17、沙BY60100A台21999.11000mm4双面铣床宝鸡桥梁厂非标台12006.11120018000mm5坡口铣床宝鸡桥梁厂非标台12006.1118000mm6滚剪倒角机无锡陆通GD-20台12005.1218000mm7数控钻床日本HDM-10/180G台11998.41.118.5m8数控钻床日本HDM-33/120G台11998.42.814m9摇臂钻床吉林机床Z3080*25台32004.11max=80mm10307龙门数控铣床日本台11996表15.4 压形矫正设备序号设备名称及描述（类别、型号、厂家）单位数量制造时间功率/能力类别厂家型号1顶弯机中铁宝桥300t台1197

18、6.2100tf2双联动数控折弯机黄石锻压2-PPEB800/80台12003.22*80003框架液压机徐州锻压XP2FEF-500台12006.11500t4工形钢翼缘矫正机锡山新安JZ-60 H型台12006.11601200m5全自动焊接中心瑞典伊萨CaB460台12000.3418m表15.5 焊接设备序号设备名称及描述（类别、型号、厂家）单位数量制造时间功率/能力类别厂家型号1CO2气体保护焊机松下YM-350台82000.8350A2CO2气体保护焊机松下KR500台122000.5500A3埋弧自动焊机美国372And562台21999.81500A米勒4埋弧自动焊机美国BC-

19、1500台11999.91500A林肯5埋弧自动焊机上海ZXG-1000R台81996.91000A6埋弧自动焊机成都MZ-1250台282000.61250A威达7逆变手弧焊机成都ZX7-500S台202001.2500A玛瑞8电脑温控仪苏州DWK-A-360台21998.8360KW9焊条烘箱苏州YGCH-X-200台21992.1200kg10焊条烘箱苏州YJCH-X-200台12000.5200kg11焊剂烘箱苏州NZH-6-500台52000.5500kg12焊剂烘箱苏州YXH-6-500台12000.5500kg表15.6 起重设备序号设备名称及描述（类别、型号、厂家）单位数量制造

20、时间功率/能力类别厂家型号1龙门起重机中铁宝桥MQ20-50m台22006.1120/10t2双梁桥式起重机银川20/10t-31.5m台32006.1120/10t3双梁桥式起重机银川10/5t-31.5m台62006.1110/5t4双梁桥式起重机银川30/30t-31.5m台32006.1130/30t5双梁桥式起重机银川75/30t-31.5m台22006.1175/30t6电动平车秦皇岛KPD-63-1台42006.1163t7电动平车秦皇岛KPD-20-1台62006.1120t840t汽吊台1980t履带吊台1表15.7 检测设备序号设备名称及描述（类别、型号、厂家）单位数量制造

21、时间功率/能力类别厂家型号1电子全站仪索佳SET2021台22000.62电子经纬仪索佳DT-101台22001.33水准仪瑞士WILD NA2台31996.64激光经纬仪北京DJJ2-1台11998.35API美国3DLASER TRACK ，1ppm台22003.126数字式覆层测厚仪北京CTG-10台41999.87电脑超声波探伤仪北京CUFD-95台102000.205000mm8超声波探伤仪汕头CTS-22A（B）台62000.5105000mm9X射线探伤机丹东XXG2505台21990.8040mm10X射线探伤机丹东台22006.3080mm11数字式超声波探伤仪汕头CUD20

22、10台12003.401700mm12多功能角焊缝磁粉探伤仪无锡XJHY-台42003.113磁粉探伤仪（便携式）西安-1000B台32003.1表15.8 防腐设备序号设备名称及描述（类别、型号、厂家）单位数量制造时间功率/能力类别厂家型号1高效喷砂机四川ACR-3LP42000.1470kg2油漆喷涂机四川GPQ6C22000.13无气喷涂机重庆GPQ9C22001.151L/min4电弧喷涂机北京CTY-AS-973022001.15电弧喷铝机北京CMD-AS-30022003.1(2) 制造人员配置前期准备期间，人力需求较少。在钢箱生产期间，工程量充足，不存在较长时间的间断和闲置，所以

23、交货期间人力投入都处于高峰状态，劳动力投入达到最高值，预计400人左右。随着工厂制造收尾，劳动力逐渐缩减至30名左右，主要进行后期收尾及资料报验工作。6.3 钢桥制造进度控制措施(1) 调度室配合各个职能部门，把每月、每周施工任务以通知单形式下发。施工任务通知单内容包括：施工任务单，材料进场通知单、各工种进场通知单、形象通知单。 (2) 安排专人跟踪监督并记录实际进度。合同部门执行施工合同对进度控制的承诺，同时跟踪进行统计和分析，落实进度控制措施。 7.钢桥制造成本控制7.1 钢桥制造的成本影响因素(1) 制造原材料的消耗;(2) 制造工艺的合理完善;(3) 大件长途运输，由于本桥大部分节段超

24、高超宽，因此采用厂内预拼装，然后分小块运输到现场后在桥位再次预拼装。减少了超大件运输的费用。7.2 钢桥制造的成本控制(1) 加强管理人员及施工班组的成本控制意识，保证质量、安全的前提下，把成本控制也与各自的经济利益挂钩，推行经济承包责任制，将工程量、质量要求及施工工日按任务单有计划分解落实到班组长直到个人，严格检查验收，及时准确上报工程量和工期进度，并以此作为对施工人员的主要考核内容。(2) 做到机械设备配置合理，性能先进。在制造过程中科学地组织机械化一条龙作业和流水作业，加强对机械设备管理，组织好设备配件的采购、供应，提高设备完好率和利用率。(3) 设立技术攻关组，对关键性技术问题进行攻关

25、。加强现场技术指导和测试工作，杜绝发生技术性失误。对技术要求强的工种、工序开工前先进行培训，在施工中组织专业化队伍以加快进度，提高质量。8.质量控制及检验8.1 质量控制要点与具体要求 原材料检验的控制质量管理部重点控制钢材、焊材、油漆、高强螺栓、新购计量器具等，编制钢材、焊材、油漆、高强螺栓等进货检验作业指导书。检验合格后，质量管理部负责将有关质量检验合格单报监理工程师核备。在生产过程中，严格执行焊材、油漆等辅助材料的入库、保管、发放管理制度，为保证产品质量创造有利条件。由于保管不善造成锈蚀、变形、变质的材料，经复检为不合格的，不得投入使用。 材料下料控制按要求采用预处理设备对钢材进行预处理

26、，采用火焰精密切割、数控自动切割、等离子切割等以保证组装前几何尺寸精度。钢板下料前采用滚板机滚平，消除轧制应力。 工艺装备的控制组装及施焊胎架结构刚度必须符合工艺要求并经监理工程师验证合格后，方可投入使用。 机加工质量控制每班制孔作业前应检查模具情况，对完成的钻孔进行毛刺的修整。各类型钢构件首制件必须经检查合格及监理工程师批准后，方可批量生产。 焊接质量控制工艺技术人员负责对现场施工人员加强质量教育，强化质量意识，开工前进行焊接工艺文件的技术交底，现场使用的技术文件必须是有效文件，必须严格执行焊接工艺规程等工艺文件规定，规范员工的生产作业操作。建立健全现场焊接岗位责任制度、安全制度、供电制度、

27、通风排尘制度等规章制度；对关键过程的焊缝质量，组织专人进行强化培训，专人上岗操作，确保质量的可靠、稳定。组焊必须设置临时工作平台、焊接设备、配电设备、焊接材料、通风设备、除锈机具或风动砂轮机、气刨工具、火焰切割工具、防水防潮设备、局部加热设备等施工器材，箱内焊接应配备通风、排尘设施。确保施工环境符合规定要求，施焊环境不具备时，要采取相应的措施。定期对焊接设备进行检查、维修、保养、抽验，使其处于完好状态，所有计量仪表确保准确有效。焊前要按焊接工艺规程进行焊接工艺参数，焊接设备、仪器等的调试。焊接材料由专用仓库储存，按规定烘干、登记领用。当焊条、焊剂在工艺规定时间内未用完时，必须交回重新烘干。烘干

28、后的焊条应放置在专用保温筒内备用。加强操作者“自检”、“互检”和“工序交、接检验”的三检制度，做到不合格件不投入、不转序，把创精品工程落实到工序。 涂装质量控制除锈和涂漆施工期间，保证环境温度、空气相对湿度、金属表面温度、喷涂间隔时间符合规定要求才能施工。钢结构的油漆涂装按规定进行专项工艺试验，只有经检验合格并经监理工程师认可的涂料才能用于涂装施工。在生产厂家建议的储存期内没有使用的油漆，不得用于本工程。在整个施工过程中，操作人员要严格按相关要求作业并做好自检；下道工序对上道工序进行复检；专职检验或试验人员按相关标准进行检验。对除锈和涂装质量应进行严格控制和检验，监控涂装工艺执行情况，检验并记

29、录表面清洁度、作业时间、环境温度与湿度、涂层厚度、涂层的附着力等项目。8.2 质量检验 原材料的检验钢材进厂时，必须验证随钢材交付的质量合格证，并根据给定的质量标准，按照钢材进货检验计划或钢材检验规则规定的验证方法和项目进行检验和试验，钢材表面的锈蚀等级应符合规定要求。将检验结果与给定的质量标准进行对比，对其质量特性作出合格与否的判定。判定结果应及时通知相关单位。随进厂钢材提交的原始质量凭证不齐全、凭证内容、检验结论、签印含糊不清或经检验、试验判定为不合格的物资不许入库，更不准投入使用。钢材的质量保证书（原件）、发货码单和标牌必须齐全且一致。跨济兖公路钢桥制造的焊材、油漆等原材料，其质量应进行

30、严格控制，各类原材料进厂时物资保障部检查随物资提供的质量合格证书，涂装材料技术指标必须提供权威机构出具的检测报告，质量管理部依据合同和制造规则进行复验，做好复验检查记录。未进行检验或检验不合格的物资不得办理入库手续或发放。 制造过程的检验(1) 施工检验依据：铁路钢桥制造规范（TB 10212-98）铁路钢桥保护涂装（TB/T 1527-2004）气焊、手工电弧焊及气体保护电弧焊坡口的基本形式与尺寸低合金高强度结构钢GB/T159194中厚度钢板超声波检验方法GB/T297091低合金钢焊条GB/511895涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB8923-88铁路钢桥栓接板面抗滑移系数试验方法T

31、B/213790铁路桥梁钢结构设计规范（TB10002.2-2005）招标技术文件部分及其他有关规范和规定。(2) 制造过程主要控制检验分项板块梁段精度控制检验；桥面板块体组焊精度和制孔精度的控制检验；主要板件下料和加工精度的控制检验；箱拱各杆件组装精度的控制检验；焊接变形的质量控制检验；传力焊缝和主要的受力焊缝质量控制检验；钢箱拱试拼装精度的控制检验；钢箱拱涂装质量的控制检验。9.安全控制9.1 安全影响因素(1) 施工用电；(2) 大件吊装；(3) 公路运输。9.2 安全控制措施 安全管理制度要求建立健全安全生产责任制、安全会议制度、安全教育制度、劳动保护用品管理制度、领导干部安全值班制度、电气安全管理制度、危险作业安全技术交底制度、特种设备安全管理制度、安全生产检查制度、消防管理制度、事故隐患整改制度、文明生产规定、安全奖惩规定等安全制度。根据项目工程特点及政府部门的有关安全规定完善各项安全操作规程，制定施工组