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黄河特大桥主桥钢管拱制造施工工艺_secretxxxx钢管拱主桥桥型设计8孔100米下承式钢管混凝土简支梁系杆拱，矢跨比1/4.5，矢高21.222米，拱轴线采用拱轴系数为1.347的悬链线，每孔为双车道，每车道有两片拱肋，每片拱肋由2根φ1000x16mm钢管和腹板组成高2.4m的哑铃型断面结构，拱肋内填灌C50砼。两拱肋中心距离22.377，由一字横撑和K字横撑将两片拱肋连接，形成空间结构。横撑为亚铃结构。
主拱肋弦杆、横撑、腹板、环向加劲板、加劲钢板材质采用Q345c钢材，腹板工字钢、腹腔角钢采用Q235c。钢管拱拱肋分5个标准节段，其中拱脚预埋段为2个节段，中段为2个节段，拱顶一个节段。为方便运输，工厂制造将中段及拱顶段在设计吊装长度的基础上各分为三个运输段，单肋片共制成11个运输节段，其中：①拱顶段分为3个节段；②中段分为3个节段；③拱脚预埋2个节段。由工厂运至工地后在工地临时场地进行平面组装接长为一个设计吊装节段，然后经运输台车运至桥位处由两台吊重600KN龙门吊机逐段吊装。吊装时两片拱肋同时进行，待拱肋及横撑全部吊装并调整好后，完成焊接即形成拱桥。
⑴切实运行ISO9001质量保证体系，实行对钢管拱肋制造的全面、全过程的监控。
⑵钢管拱肋的制造根据施工图设计文件和设计要求进行，当设计文件需要修改时GB／T 38721-2020标准下载，必须取得原设计单位的同意并签发相应文件方为有效。
⑶参加本项目施工的操作人员必须持有国家有关部门颁发的上岗资格证书，熟悉技术图纸和钢管拱制造工艺要求及标准。
⑷钢管拱肋制造和验收中使用的计量器具必须定期由同一家二级以上计量机构检定合格后方可使用。
⑸钢管拱肋制造过程中严格执行三检制，确保产品每道工序质量，产品经工序检验合格后，方可流入下道工序。
⑹钢管拱肋制造、焊缝质量的验收标准应符合下列标准：
①.北京至珠海国道主干线新乡至xx段高速公路《合同要求.施工规范》；
③.河南省交通规划勘查设计院－《北京至珠海国道主干线；新乡至xx段高速公路两阶段施工图设计》第二册及设计变更；
⑤．《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS28：90）；
除满足以上规定外，还应符合国家现行的有关强制性标准的规定。
三、钢管拱肋制造工艺流程
经认真分析研究了xxxx钢管拱的构造特点，在借鉴重庆奉节梅溪河大桥、湖北恩施南里渡大桥及江西高安筠洲大桥钢管拱制造中采用的数控下料精密切割、焊接反变形应用、焊接收缩量补偿、精确测量、温度变形量修正、焊缝无损检测等成功经验的基础上，为了确保钢管拱的制造质量，工厂针对性编制出本制造工艺：
1.绘制施工详图、制定制造工艺文件
以xxxx钢管拱设计图为依据，工厂绘制施工详图，施工详图上要详细标明产品的技术要求和工艺要求。
为保证钢管拱肋的制造质量，我厂运用AutoCAD绘图系统进行辅助设计，将拱肋各节点在不同坐标体系中的坐标实现自动转换，以满足制造过程中的精确放样的需要，确保主管煨弯、拱肋组拼的精确度。
3.零件放样、下料及加工
根据设计院提供的设计图和相关文件绘制施工图，并编制制造工艺。施工者根据施工图和制造工艺对零件进行放样，全部零件应做好标识。
①.放样前钢板应进行机械校平处理。
②.管类零件用微机制图做出样板放样。
③.板类零件直接或用样板放样。
①.板类零件(腹板、加劲钢板等)可以直接用精密数控等离子切割机或多头切割机精密切割下料，对板厚在12mm以下的板零件，也可用剪切方法下料，但剪切后需加工剪切边缘，以消除因剪切可能产生的微裂纹。
②.I50工字钢椭圆弧用微机制图做出样板放样下料。
③.连接法兰钻孔直接用精密数控钻床完成。
⑶ 管类零件(“一”字、“K”字横撑)以钢管中心线为基准，用样板划两端相贯线,该相贯线样板由机算机放样制成。采用允许用氧乙炔焰切割完成，或初步切割后再用相贯线组合加工机床加工完成，然后再按焊接要求切割焊接坡口。
①.放样和样板、样杆、样条的允许偏差应符合表3.1的规定。
放样和样板(样杆)的允许偏差表3.1
对角线、两极边孔中心距离
孔中心与孔群中心线的横向距离
②.号料的允许偏差应符合表3.2的规定。
号料的允许偏差（mm）表3.2
③.气割前应将钢材切割区域表面的铁锈、污物等清除干净，气割后应清除熔渣和飞溅物。
④.气割的允许偏差应符合表3.3的规定。
气割的允许偏差（mm）表3.3
≤0.05t且不大于2.0
1000长度内允许有一处1.0
⑤.机械剪切的零件，其钢板厚度不宜大于12.0mm，剪切面应平整。机械剪切的允许偏差应符合表3.4的规定。
机械剪切的允许偏差（mm）表3.4
本工序对下料精度的控制，特别是对钢管相贯线精度及其坡口尺寸精度的控制是质量控制的关键项点。
⑴根据xx钢管拱主弦管单元管节构造特点，我厂采用大型弯管设备WGJ1000远红外—全液压自动弯管机，该设备集预热、加热、加压于一体，加热、加压全过程自动控制，其主要性能如下：
① 最大弯管直径: φ1300mm
② 最大弯管壁厚: 20mm
③ 最大弯管长度: 30m
④ 最高加热温度: 1050℃
⑤ 额定电压: 220V
⑵根据主弦管单元管节施工图的煨弯坐标，调整弯管机的拱度曲线，然后将单元管节吊入弯管机工作胎架上，使单元管节拱度零点与弯管机对称中心点重合，调校到位后，固定单元管节。
⑶以弯管机的对称中心为中对称点，将加热器对称安装在单元管节上，从中间向两端对称加热，加热器在单元管节上的安装位置示意图见图一。
图一：加热器在主弦管单元管节上的安装位置示意图
⑷先启动位置A1（A1´）处的加热器，设定温度为800℃,再启动位置B1(B1´)处的加热器，然后再启动位置C1（C1´）处的加热器。
当单元管节A1（A1´）处加热器加热温度达到800℃时，一方面，将B1（B1´）处加热器设定温度升高，同时将C1（C1´）处加热器设定温度也升高；另一方面，开始煨弯A1（A1´）处单元管节，依靠弯管机两端门架顶紧装置中的油缸进给推动单元管节，使单元管节产生弯曲变形。
当单元管节B1（B1´）处加热器加热温度达到800℃时，一方面，将C1（C1´）处加热器设定温度升高，同时将A2（A2´）处加热器设定温度也升高；另一方面，开始煨弯B1（B1´）处单元管节。
煨弯工作按上述程序循环进行。同一种拱度曲线的主弦管单元管节煨弯完成后，再调整弯管机拱度曲线煨弯另一种主弦管单元管节。冬季煨弯作业时，应采取保温防范措施。
⑸主弦管单元管节煨弯完成后，应保持应力，待空冷至300℃以下方可卸压，然后吊出单元管节，将其与单元管节1：1地样合样检查，并辅之以局部火焰矫正，热矫单元管节拱度曲线直到验收合格。
⑹记录冷却前后的拱度，确定拱度回弹量。
6.钢管拱单片拱肋拼装
为了保证钢管拱拼装质量，我们根据其结构形式新制生产组拼、试拼工装胎架。确保钢管拱桥制造质量符合设计要求。
⑴ 拱肋上、下主弦管的组装在专用的钢制平台上进行。根据施工设计图，在平台上按1：1卧式放样：划出拱形曲线，节段接头中心线，拱肋中心线、拱肋上下主弦管位置线、吊杆导管中心线、节段线、弦管箍筋线横撑接头位置线等，并做好标识，设置定位胎架。见下图二：
图二：单肋片安装位置示意图
弦管、腹板等组之前，应先进行补强加劲箍的拼装焊接，部件矫正合格后才单片组拼。
⑵、将上主弦钢管放入定位胎架上，调整钢管水平中径外皮边线与地样线重合后，固定上主弦钢管。
⑶、拼装工字钢，并与上弦管点固焊。再拼下弦管与工字钢点固焊。
⑷、尺寸检查符合要求，焊接工字钢与弦管。
⑸、接导杆中心线过线到弦管上，划导穿入孔线。开孔线应用样板对基准线划制。按线手工气割穿入孔。
⑹、拼装导管，并与弦管焊接。再拼装及焊接导管处加强板。
⑻为控制上、下弦钢管与腹板焊接产生变形并尽可能减少焊接应力，此部位焊接采用CO2气体保护焊，焊接从单肋片中间向两端对称施焊，并设置若干防变形支撑。严格按焊接工艺要求进行焊接。
⑼检查单肋片节点坐标、钢管轮廓曲线、钢管椭圆度、组合尺寸误差和焊缝质量。
⑴ 根据工艺部门绘制的拱肋节段试拼施工放样坐标图，在试拼平台上按1：1卧式放样，划出各拱肋运输节段接头中心线、导管中心线，拱轴中心线等。
⑵吊入拱肋顶段，以拱肋顶段为基准，将各拱肋节段吊入试拼平台上，各节段与地样相吻合，检查确定各拱肋节段节点位置坐标、轮廓线位置和各节段定位装置位置，符合要求后，拼装及焊接吊装段接头法兰，拼装焊接运输段之间监时定位角钢，均用螺栓将相邻段连接为一整体。
图三：单肋片各接段对接拼装示意图
⑶检查钢管拱肋的拱度曲线、钢管椭圆度、空间几何尺寸组合误差和焊缝质量。检查合格后，作好标记并安装好相应定位板。
8.“一”字撑、“K”字撑试拼
根据“一”字撑、“K”字撑试拼施工放样坐标，在大拼平台上按1：1立式放样，并确定组焊节点位置、相关外形轮廓位置和风撑位置。
⑴ 将拱顶段吊入试拼平台上，合样后将拱顶段固定；
⑵ “一”字撑、“K”字撑吊入试拼平台上，检查确定横撑接头接点位置、轮廓线位置和各连结点定位装置位置，设置临时固定支撑，检查合格后，作好标记并安装好相应定位板。
9.“K”字撑、“一”字横撑组件制造
根据施工设计图，在平台上按1：1卧式放样，划出钢管中心线、节段线、横撑接头位置线，并做好标识，设置定位胎架。进行组装焊接。
横撑制造的关键是严格控制横撑与拱肋连接的端口尺寸精度和焊接质量。
⑴“K”型横撑单元件制造
①“K”型横撑组拼装胎架（平面桁片式）制造；
②按施工设计图焊接横撑钢管内环向加劲板、环向加劲角钢、纵向加劲角钢，吊上胎架定位；
③在拼装胎架平台上按1：1卧式放样,划出钢管中心线、节段位置线，组拼“K”撑斜撑管，定位；
④检查合格后焊接，修磨，校正；
⑤检验钢管椭圆度、几何尺寸及组合误差和焊缝质量；
⑥焊接吊点作预拼前的准备。
⑵“一”字型横撑单元件制造
①“一”字型横撑组拼装按施工设计图焊接横撑钢管内环向加劲板、环向加劲角钢、纵向加劲角钢。
②检验钢管椭圆度、几何尺寸。
③焊接吊点作预拼前的准备。
1.焊接方法及使用范围
根据设计文件的要求，本桥采用下列三种焊接方法单独或组合进行焊接：
⑴ 手工电弧焊：用于定位焊和不适宜用埋弧自动焊、CO2气体保护焊焊接的焊缝。
⑵ CO2气体保护电弧焊：用于平位、平角位焊缝的焊接。
⑶ 埋弧自动焊：用于板对接焊缝，钢管卷制纵向及环形焊缝的焊接。
根据焊缝与母材等强原则，拟采用下列焊接材料：
⑴ 电焊条：J506，φ2.5、φ3.2和φ4.0mm，用于Q345c钢的手工电弧焊。J426，φ2.5、φ3.2和φ4.0mm，用于Q235c钢的手工电弧焊。
⑵ 焊丝：H08MnAφ4.0或φ5.0mm，用于埋弧自动焊。
⑷ 药芯焊丝KFX712C，φ1.2，用于CO2气体保护电弧焊。
⑸ CO2气体，纯度≥99.5%，用于CO2气体保护电弧焊。
⑹ 焊条、焊剂使用前要按产品说明书或焊接工艺评定试验要求进行烘干，烘干后按规定时间保温，重新烘干次数不超过2次。
⑺ 焊剂中的脏物，焊丝上的油锈等必须清除干净。
焊接时，环境温度≥5℃，环境湿度＜80%。
焊接坡口可采用机床加工或精密切割，坡口表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷，并且再施焊前应将坡口表面的氧化物、油污、熔渣及其它有害杂质打磨清除干净，清除的范围（以离坡口边缘的距离计）不得小于20mm，坡口尺寸应按照设计图，并由焊接工艺确定。
⑴ 组装前应清除焊接区的轧制铁鳞、锈尘、油水等可能影响焊接质量的有害物。
⑵ 接头组装间隙除规定者外，均不留间隙。实际组装误差超过有关技术文件规定时，对部分熔透焊缝，可采取增加熔深或增加焊脚尺寸的方法进行处理；对完全熔透悬空埋弧自动焊缝，可采取先在背面焊封底焊道的方法处理，焊接背面焊缝时，先铲除封底焊道，然后进行埋弧自动焊接。
⑶ 对接接头两连接工件要对齐，错边量不超过板厚的1/10，且不大于3mm，不等厚板对接则应对厚板进行削薄处理，以保证接头处均匀过渡。
⑷ 所有工件在组装前均应调平、调直，以减小装配应力。
⑹ 定位焊缝不得有裂纹、夹渣、焊瘤等缺陷，对于开裂的定位焊缝，必须先查明原因，然后再清除开裂的焊缝，并在保证杆件尺寸正确的条件下补充定位焊。
⑴ 焊接所使用的焊接工艺必须经评定合格。根据设计及结构特点，初步拟定下列焊接工艺评定工作：
具体焊接工艺试验方案，待设计详图出来后制定，报监理工程师认可后实施。焊接工艺评定报告经监理工程师认可后生效。
参加焊接作业的焊工均须经培训合格，并持有相关资质证书。所有参加施工的焊工必须充分了解设计和有关技术文件的要求，严格按作业指导书操作。
施焊前应检查待焊部位表面的清理质量和定位焊焊缝是否已发生开裂，如果不符合要求，则应修整至合格。
焊接工艺参数应事先在非正式工件上调试好，检查所使用的设备，保证充分满足工艺要求。
焊缝两端应设置引弧板，引、熄弧在引弧板上进行。引熄弧焊缝长度应保证引熄弧时所产生的缺陷不会过渡到或遗留在正式焊缝上。焊接完成后用气割的方法将引弧板割除，然后用砂轮磨平，禁用敲击的方法。
多层焊，焊接过程中熄弧位置应互相错开。埋弧自动焊施焊过程中若发生断弧，则应将断弧处刨成1：5的斜坡，并搭接50mm再引弧施焊，焊后搭接处应修磨匀顺。
需要预热时，预热一定要充分，用测温仪在焊缝两侧80mm范围内任意测量均达到要求时即可。
每道焊缝完成后均需认真清理，否则，后续焊道不得焊接。
手工电弧焊用于定位焊、返修焊、坡口内焊接或在立、横、仰位置焊接时，焊条直径不宜超过3.2mm，进行其它焊缝焊接时，焊条直径则不宜大于5mm。埋弧自动焊坡口内焊接，焊丝直径选4mm，其它焊缝焊接，焊丝直径不大于5mm。
焊接宜采用小电流，多道焊的方法，以提高焊接接头的韧性，但根部焊道除外。根部焊道可适当采用较大电流，以保证有足够的热输入，防止发生裂纹，获得足够熔深。
焊接次序根据对称原则确定,以防止发生严重焊接变形。
焊接完成后，焊工和检查员应通过目测、或采用焊缝检测器检测、低倍放大镜观察等方法对所焊焊缝进行认真检查。必要时还可用着色、磁粉探伤等方法。焊缝外观质量应按表4.1要求。
焊缝外观检查质量标准表4.1
受拉杆件横向对接焊缝及竖向加劲肋角焊缝（腹杆受拉区）
受压杆件横向对接焊缝及竖向加劲肋角焊缝（腹杆受压区）
纵向对接焊缝、主要角焊缝
直径小于1.0，每米不多于3个，间距不小于20
直径小于1.5，每米不多于3个，间距不小于20
≤2.0（任意25范围高低差）
≤3.0（焊缝宽b≤12）
≤4.0（12＜b≤25）
≤4b/25（b＞25）
内部探伤由专职人员担任，专职人员经培训合格并取得相应资格证书。
内部探伤在焊缝完成24小时后进行。
内部探伤方法及质量等级应符合设计技术文件的规定。
经检测不合格焊缝须进行返修，焊缝同一部位的返修必须先查明原因，制定相应的返修工艺，返修工艺须经技术总负责人批准后才能实施。返修焊后的焊缝应随即铲磨匀顺，并按原质量要求进行复检。返修不合格的，应重新下料制作。不合格焊缝按下列方法进行返修：
⑴ 焊瘤或过高的焊缝，采用砂轮打磨的方法将多余的焊缝金属磨掉。
⑵ 焊缝表面凹坑、咬边或焊缝尺寸不足等缺陷，先将焊缝表面清理干净，再进行补焊，打磨。
⑶ 过量的气孔、夹渣、未熔合、裂纹等缺陷，采用碳弧气刨和砂轮打磨的方法将不合格焊缝清除，然后补焊。清除不合格焊缝时所形成的沟槽，两端应制成1：5以上的斜坡，沟槽两边构成的夹角应在200以上，沟槽底部园弧半径应不小于4mm，以便补焊时焊条能深入到底部。沟槽内表面应光亮，不得有熔渣、黑皮、灰尘等可能影响焊缝质量的有害物。
⑷ 焊接裂纹在返修前须查明原因，制定相应的预防措施。
⑸ 返修焊应采用强度级别与原焊缝相同的低氢型焊条，焊接工艺应是经评定合格的工艺。
⑹ 所有不合格焊缝返修后须重新检验。
焊接检验分焊缝外观检验和焊缝内部检验两部分，在焊缝外观检验合格的基础上再进行焊缝内部检验。
①.焊缝外观检验：所有焊缝必须在全长范围进行外观检查，不得有裂纹、夹渣、焊瘤、未熔合、未填满弧坑等缺陷，并应符合表4.1的规定。
检验方法：用5倍放大镜肉眼观察。
焊缝内部检验应在焊接24小时后进行。
全熔透焊缝和部分熔透焊缝的检验方法及标准：
A．检验方法：用超声波探伤检查和射线探伤检查。
焊缝射线探伤按《钢熔化焊对接接头照像和质量分级》（GB3323－87）Ⅱ级执行；
钢管拱构件几何尺寸检验标准补充表6.1
七、技术及质量保证措施
2.贯彻执行行之有效的质量管理制度。我厂已于1999年2月正式通过了ISO9001质量体系认证。对产品生产制造全过程均贯彻执行《质量手册》、《质量体系程序文件》的各项规定要求，用制度来保证钢管拱的产品质量。
3.以优良的工艺、技术方案为顺利生产制造创造条件。技术方案以贯彻提高工效，保证产品质量为指导思想。所有零件套料、下料、制造均用先进的设备工装、胎架及辅助设施来保障。
4.搞好设备的选用，保证该产品生产设备的过程能力。
5.焊接质量控制要抓好焊材质量控制、焊接规范的执行和焊工培训。提高焊接质量是提高产品制造质量的关键之一，搞好焊工培训，加强施工监督，确保施焊质量。
对施工图纸和技术标准的完整性和正确性进行核对，并按桥机厂《产品图样和技术文件控制程序》和《技术标准控制程序》中的有关规定执行，使图纸技术标准受控有效。
生产过程中使用的图纸和技术文件发布必须是经审查合格并签署完整的有效文件。
根据供货方的实际能力，质量保证能力、交货周期、价格、业绩等诸因素来确定合格供货方名单。采购按桥机厂《采购质量控制程序》有关规定执行。
本产品凡是我厂采购的材料和备件进厂后必须核对生产厂质量证明书、牌号、炉批号、批量等，并按合同和有关现行规定取样复验或取证。我厂中心试验室是国家二级计量试验站，材料的复验工作在中心试验室进行。
复验或验证合格的材料方可入库，按牌号、规格、炉批号等分类存放或标识。对材料的领用实行二级管理制度，施工全过程进行材料跟踪管理。
③对供货方提供的材料的控制
对供货方提供的材料按桥机厂《供货方提供产品控制程序》规定进行验证，在生产过程中发现供货方提供的材料不适用或有质量问题，及时向供货方报告。
a.编制完整、详细的施工工艺文件。工艺文件的确定，工艺装备管理，人员配置要求及工艺纪律检查按桥机厂《工艺控制程序》规定对工序中影响产品质量的各个因素进行控制。
b.为保证产品质量和工期，工厂设计制造完整的工装和胎模，这些工装、胎模按桥机厂《工装、模具管理程序》和《工装、模具管理制度》的规定进行鉴定和使用前检验确认。
运至工地现场的配合安装设备亦按《设备维护保养、检修质量控制程序》和《设备管理汇编》的规定进行保养维修，并按规定要求对设备进行鉴定认可，保持过程能力。
c.对特殊过程操作人员（如焊工等），按桥机厂《关键工序特殊作业人员资格控制程序》规定经培训、考试合格持证上岗。
为确保焊接质量，按合同和技术规范、标准要求进行焊接工艺评定和焊接试验。焊接工艺评定所采用的钢材、焊材与实际产品相同，制造中严格按工艺评定参数作业。并经认可的焊接工艺施焊。
d.生产和检验中使用的计量器具和设备均经厂中心试验室国家二级计量站检定合格。计量器具和设备按桥机厂《检验、测量和试验设备控制、校准管理规定》进行周检和校准。
质量检验和试验按桥机厂〈〈检验和试验控制程序〉〉的规定，严格执行“三检制”，检验和试验覆盖原材料，放样、零件下料、加工、单元件制造、厂内试拼装、焊接、运输等全过程。
八、文明生产、施工安全及环保措施
根据本产品的特点和招标文件的要求，我厂在该产品的施工过程中，将确保质量、工程安全，做到文明施工，严格遵守建设部《建筑安全、生产、监督、管理规定》、《国家建筑企业生产条例》、《环境保护法规条例》和有关的交通运输管理条例，加强安全、文明施工管理和环境保护。
2.参加本工程制造及安装的施工人员，在开工前，必须是经过严格的安全培训，懂得本工程的特点、要求及施工中应注意的问题，经考核合格后方能上岗操作。
3.在施工中，特别是施工的每一个重要环节，如：在产品的运输、试拼装、转运及储存等每个施工阶段实施前，都要制定严格的安全考核合格后方能上岗操作。
4.在施工作业前，严格检查工装、胎架、辅具、起吊运输设备的安全可靠性，防止工件的损伤和变形。
5.加强安全生产管理和定置管理，以优良的现场管理水平DB34／T 2932-2017 城市行道树整形修剪技术规程，使生产现场的布置符合定置管理的要求。起吊作业必须加强现场监护。
6.制定该产品从工厂运至工地拼装的运输计划和运输安全措施，以防碰撞、弯曲变形。搬运、起重人员应为培训合格的持证人员。
7.高空作业人员要系好安全带，地面作业人员要戴好安全帽，乘坐的吊篮、吊椅等要有安全索，手用工具要有安全绳，防止空中坠物伤人。
8.大件物品起吊时，吊点选择必须准确合理，吊索必须绑扎牢固，绳扣必须在吊钩内锁牢。物品在空中未稳定时严禁上人。
9.施工用电要有严格的安全措施，电气设备防雨、防潮、要可靠接地，防止漏电伤人。
10.根据地方部门的各项规定JGJ1552013标准下载，制定防范措施。
11.积极地配合当地环保部门，搞好环境保护工作。
12.加强环境保护的组织管理、技术措施、个人防护、卫生保健等工作。