钢管拱制造工艺.docx

钢管拱制造工艺
1适用范围
1.1本工艺适用于工厂化制造钢管拱肋，运到工地现场安装、钢管内灌注混凝土的加工制造工艺。
2施工准备
2. 1材料要求
1. 钢管拱桥用的钢板、型钢及管材，其质量应符合《桥梁用结构钢》（GB/T714 ）等现行国家产品标准的规定。钢铸件的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。钢管拱桥用进钢材其质量应符合设计要求和合同规定标准的要求。
2. 钢管拱桥用焊接材料（焊条、焊丝、焊剂及气体保护焊所用氢气、二氧化碳气体等）的质量应符合现行国家产品标准的要求。
2.2机具设备
1. 钢管加工设备：剪板机、弯板机、平板机、卷管机、冲剪联合机等。
2. 工装平台及胎具：放样平台、爆管工装胎具、拼装平台和拱肋吊装临时横向联系等及拱肋吊装临时横向联系；工装胎具采用型钢、角钢、槽钢、工字钢等组焊。
3. 焊接、切割设备：半自动气割机、数控切割机，电弧焊机、氯弧焊机、埋弧自动焊机、二氧化碳气体保护焊机、加温用火焰圈、割枪、焊条焊剂烘干箱等。
4. 除锈、防腐设备：空压机、除锈喷丸设备、涂料搅拌机。
5. 钢管混凝土施工机具：混凝土运输车、混凝土泵车、混凝土输送泵等。
6. 吊装作业设备：龙门吊、汽车吊、履带吊、卷扬机等。
7. 工具：滑轮组、加温用火焰圈、千斤顶、手拉葫芦、喷漆工具、扳手、撬杠、直尺等。
2.3作业条件
1. 场地已满足施工条件并有防水、排水措施。
2. 材料按需要已分批进场，并经检验合格。
2.4技术准备
1. 熟悉设计文件，进行图纸会审，组织设计交底。
2. 编制实施性施工组织设计，报监理批准后，方可进行加工。
3. 工厂绘制钢管拱施工图
1）按杆件编号绘制施工图；
2）厂内试装简图；
3）发送构件表；
4）工地拼装简图；
5）各项检查、鉴定记录。
3操作工艺
3. 1钢管拱制造工艺流程
图纸会审T设计图分解、绘制施工详图、表格、编制工艺-原材料订货及进场检验T清理场地T厂内工装平台胎具制作T放样（放样检查）T原材料矫正T号料T切割T开坡 -零件加工-主管卷制-主管对接焊-焊缝探伤检查-放样调正-主管煨弯-主桁拱单片组焊-焊缝探伤检查-主桁拱大节段组焊成型-焊缝探伤检查-主桁拱试组拼（焊锚头、剪力撑、缀板）-检查、矫形、验收、编号、解体-喷丸除锈-防腐涂装-分节、待运。
3.2图纸会审
1. 设计图到厂后组织工程技术人员对设计图进行各项认真检查，其内容包括：设计文件是否齐全，构件几何尺寸是否齐全及正确；节点是否清楚，工程数量、规格表与图纸
是否相符；构件之间连接形式是否合理恰当，是否便于加工制造；加工、焊接及分段等是否合理，加工、焊接符号标注是否正确、齐全。
2. 注意以下几点：
1）结构的构造和外形尺寸以及运输条件与方式，分段是否合适，能否满足起重限量;
2）杆件和零部件的标准化程度及工厂现有设备和技术条件的适应情况；
3）所选用的钢材型号、品种、规格订货和供应的可能性；
4）制造数量和质量要求，发送顺序和方法；
5）管材、板材对接方案以及接头在构件中的恰当位置；
6）总体加工工艺方案与安装、拼装方案，并列出关键部位或有特殊要求地方的技术措施；
7）对结构、构造不合理处或施工有困难处，应通过业主与监理单位共商，向设计单位提出合理方案或变更意见，但必须经原设计单位同意并签署设计变更文件。
3.3绘制施工详图
1. 施工详图是结合钢管拱制作工艺实际情况对设计图的细化处理，根据设计线形、坐标表、预拱度表等设计文件资料按杆件（制作段）绘制施工图。主要包括按杆件编号
绘制的施工图（包括零件图、单元构件图、节段单元图及组焊工艺流程图等）、厂内试装简图、发送杆件表、支架支护图、工地安装简图等。
2. 施工图设计注意焊缝位置必须符合规范和设计的规定（不得出现十字焊缝，不得出现焊道集中现象），同时要考虑节约材料。
3.4钢管拱原材料
1. 制造钢管拱使用的钢材、管材、焊接材料、涂装材料、连接紧固件等材料、配件应符合设计要求和现行国家产品标准规定。
2. 钢管拱原材料选用
钢管混凝土拱桥所用钢管直径超过6mm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管。
3. 钢管拱工程中选用的新材料必须经过新产品鉴定。新钢材应由生产厂提供焊接性资料、指导性焊接工艺、热加工和热处理工艺参数、相应钢材的焊接接头数据等资料；焊接材料应由生产厂提供贮存及焊前烘焙参数规定、熔焊金属成分、性能鉴定资料及指导性施焊参数，经专家论证、评审和焊接工艺评定合格后，方可投人使用。
4. 原材料进场检验
1）进厂材料、配件除应有生产厂家的出厂质量证明书外，还应按设计要求和有关现行国家产品标准进行进场检查、复验，并做好记录。
2）原材料进场时应采用三级检验制度，即首先由材料保管员进行初步常规的量检和外观检验，再由材料工程师进行定尺检验并进行厂内理化检测，最后进行由监理工程师在指定位置取样，并在其指定的第三方检测。
3）钢管拱所用钢板、型钢，其质量应符合《桥梁用结构钢》GB/T 714等现行国家产品标准的规定。
进场板料的外形尺寸偏差可依据《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T 709 检验。
当采用专业用钢产品时，可依据《建筑结构用钢板》GB/T 19879,《高层建筑结构用钢板》YB 4104检验。
4）进场管材、钢铸件的外形尺寸偏差可依据专业用钢产品标准检验。
3.5放样、号料
1. 放样、号料必须按设计文件执行，在放样台上精确放样，样台长度应大于1/2跨径，放样时应同时计人预拱度，并考虑焊接变形影响，精确确定合拢节段的尺寸。在大样图中要标出分段尺寸、混凝土压注孔、截流阀、排气孔位置尺寸等。加工时直接套样板下料。
2. 钢管拱放样、号料工艺应遵守本规程第21.3节规定要求，并应注意以下问题：
1）按拱肋轴线图进行排版放样，排好对接焊缝的接位置，板与板之间的拼缝要错开不小于250mm.
2）放样过程中碰到技术上的问题，要及时与技术部门联系解决。
3）画线、号料前首先根据料单检查清点样板与样杆、按号料要求料理好样板。
4）号料的钢材必须摆平放稳，不得弯曲。
5）需要拼接的同一构件必须同时号料，以利拼接。成对的构件画线时必须把材料摆放成对后再进行画线。
3. 拱肋放样时的预加拱度，应根据跨度、拱架刚度、地质条件和恒载等因素确定，并符合设计要求。
4. 卷管下料，以管中径计算周长，下料时加2mm的横缝焊接收缩余量。长度方向按每道环缝加2mm的焊接收缩余量。
3.6切割
1. 钢管拱桥原材料切割应遵守本规程第21.3.7条规定。宜优先选用数控、自动、半自动切割机配精密切割嘴头进行切割。卷管下料采用半自动切割机切割，严禁手工切割。
2. 剪切、切割后的零件边缘应平整，无飞边毛刺、反、缺肉等缺陷。
3.7边缘加工
1. 坡型式应符合设计要求及相关标准规定。
坡可采用机加工（铣边、刨边）、铲边、碳弧气刨等方法，边缘加工应平直，应将边缘刺屑、挂渣清除干净。
坡型式当设计未规定时，一般情况下，16mm以下的钢板均采用单坡的形式，外坡和内坡两种形式均可。出于焊接方面的考虑，一般开外坡，内部清根后焊接；大于16mm的钢板（不含16mm的钢板）可开双坡。
2. 坡可采用机加工（铣边、刨边）、磁力切割机、坡机或采用半自动切割机切割坡，严禁手工切割坡。坡切割完毕后要检查板材的对角线误差值是否在规定的允许
范围内。如偏差过大，则要求进行修补。
3. 坡边缘加工应平直，应将边缘刺屑、挂渣清除干净。
3.8钢管卷制
1. 钢管卷制（卷管）可采用直缝卷管或螺旋卷管，直缝卷管纵缝尽可能只用一条。
管材卷制后不得有纵向弯曲、锥形、椭圆、表面划伤、管端不平等缺陷。失圆度不宜大于钢管外径的0.3倍。
2. 卷管前应根据工艺要求对零件和部件进行检查，合格后方可进行卷管。卷管前将钢板上的毛刺。污垢。松动铁锈等杂物清除干净后方可卷管。
3. 预弯头可采用弧形胎预弯头、厚板预弯头等型式；可采用吊车配合卷制。
4. 用卷板机进行预弯和卷板。根据实际情况进行多次往复卷制，采用靠模反复进行检验，以达到卷管的精度。
5. 卷制成型后，进行点焊，点焊区域必须清除掉氧化铁等杂质，点焊高度不得超过坡的2/3深度。点焊长度应为80 — 1mm。点焊的材料必须与正式焊接时用的焊接材料相一致。
6. 卷板接处的错边量控制在规定范围内，则要求进行再次卷制处理。在卷制的过程中要严格控制错边量，以防止最后成型时出现错边量超差的现象。
7. 上述过程结束后，方可从卷板机上卸下卷制成形的钢管。
8. 焊接材料必须按说明书中的要求进行烘干，焊条必须放置在焊条保温桶内，随用随取。
3. ，钢管焊接
1. 钢管拱焊接工艺应遵守本规程第21.3.12条规定，并应遵循下列规定：
1）钢管拱结构主要焊缝为I级，其余为II级；
2）参加拱肋制作的焊接人员，全部必须持有相应等级的施焊操作证，持证上岗。在正式开始进行施焊之前，组织相关人员在施工现场进行模拟施焊，根据不同的焊接形式及
焊接类型，制定工艺卡，进行工艺评定，以确定在施焊过程中的焊机电流、施焊环境的湿度等直接影响焊接质量控制的依据；
3）卷制钢管焊缝宜采用埋弧自动焊施焊；焊接时，焊工应遵守焊接工艺规定，不得自由施焊。
2. 焊缝检测
1）焊前要对坡尺寸进行检查。
2）焊接完毕后对焊缝表面进行检查，表面不得有气孔、裂缝夹渣，咬边深度和长度符合规范要求。
3）对于所有焊缝进行1%的超声波探伤，对环缝进行10%射线无损探伤，无损检测应在焊接24h后进行，以避免延迟裂纹的漏判。
4）对于不合格的焊缝进行返修处理并记录，直至合格。焊缝尺寸超出允许正偏差的焊缝及小于lmm且超差的咬边必须磨修匀顺，焊缝咬边超过lmm或外观检查超出负偏
差的缺陷，应用手弧焊进行返修焊；气孔、裂纹、夹渣、未溶透等超出规定时，应查明原因，用碳弧气刨清除缺陷，用原焊接方法进行返修焊；返修焊后、焊缝应随即铲磨匀顺，并按原质量要求进行复检、返修焊次数不宜超过两次。
3. 由于焊接过程中可能会造成局部失圆，故焊接完毕后要进行圆度检验，不合格者要进行矫圆。将需矫圆者放人卷板机内重新矫圆。
3.10双管组对和焊接环缝
1. 根据构件要求的长度进行组对，先将两节组对一大节，焊接环缝。
2. 环缝采用焊接中心来进行，卷好的钢管必须放置在焊接滚轮架上进行，滚轮架采用无级变速，以适应不同的板厚、坡、管径所需的焊接速度。
3. 组对必须保证接的错边量。一般情况下，组对安排在滚轮架上进行，以调节接的错边量。
4. 接的间隙控制在2 - 3 mm，然后点焊。
5. 环缝焊接时一般先焊接内坡，在外部清根。采用自动焊接时，在外部用一段曲率等同外径的槽钢来容纳焊剂，以便形成焊剂垫。
6. 根据不同的板厚、运转速度来选择焊接参数。单面焊双面成型最关键是在打底焊接上。焊后从外部检验，如有个别成型不好或根部熔合不好，可采用碳弧气刨刨削，然后
磨掉碳弧气刨形成的渗碳层，反面盖面焊接或埋弧焊（双坡要进行外部埋弧焊）。
7. 焊接完毕后进行探伤检验，要求同前。
8. 清理掉一切飞溅、杂物等。对临时性的工装点焊接疤痕等要彻底清除。
9. 在端部进行喷号，构件编号要清晰。位置要明确，以便进行成品管理。
10. 构件上要用红色油漆标注XX和YY两个方向的中心线标记。
3.11钢管拱节段制作
1. 钢管拱肋分段长度按单元节段图确定。
2. 钢管对接端头应校圆，椭圆度不得大于外径3% ;钢管对接焊缝可采用加衬管的单面坡焊，或无衬管的双面熔透焊。主拱焊缝应达到II级标准，对接焊缝1%进行超声波探伤。
3. 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.
4. 在管对接处采用衬管时，衬管长20mm左右，厚度不大于5mm，衬管与主管间保持0. 5mm间隙。
5. 为减少运输及安装过程中对处的失圆变形，应适当在该处加设内支撑。
6. 钢管拱节段除控制几何精度及焊接质量外尚须注意：制造温度与标准温度间温差对几何尺寸影响的修正；焊缝收缩对几何尺寸的影响，除在工艺过程胎夹具和焊接顺序控制外，应根据试验或经验预留收缩量；桥位安装体与工厂制造差别对节段变形的影响。3.12钢管热爆
1. 偎弯工装是钢管拱肋制作的关键设施，应调整好每块弧模板位置并固定可靠。
2. 钢管偎弯在偎弯台座上进行，偎弯顺序是从管中部向管两端对称进行。垠弯时，钢管加热温度一般为8r左右，加热用氧炔焰（加温用火焰圈），在偎弯钢管跨中附
近部位时，顶压钢管的幅度不宜过大，以避免中部加热区域变形过大而造成钢管变薄。恨弯好的钢管，应在空气中自然缓慢冷却，不能用浇水的方法骤冷；待钢管温度降到常温后才能松开千斤顶。
3.13主拱组拼
1. 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
线和坡的制作精度，对焊残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。
2. 在钢管拱肋加工过程中，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，对压注混凝土过程中易产生局部变形的结构部位应设置内拉杆。
3.14工厂试拼装
钢管拱肋加工成品应在厂内试拼，并检查法兰、节点板、吊环、压注、排气孔等部件位置尺寸全部合格后涂装，解体出厂。
3.15除锈、防腐涂装
钢管拱除锈、防腐涂装应遵守本规程第21.3.2条规定要求。
3.16冬雨期施工
钢管拱除锈、防腐涂装应遵守本规程第21.3.2条规定要求。
4质量标准
主控项目
1. 使用的钢和其他材料，应符合规范和设计要求。
检查数量：按进场的批次和产品的抽样检验方案确定。
检验方法：检查产品合格证，出厂检验报告和进场检查记录，进场检验报告。
2. 钢管的加工和拼接，应按施工规范有关钢桥制作规定施工。
检查数量：按检验方案确定。
检验方法：按钢桥验收规定方法执行。
3、应保证钢管内混凝土饱满，管壁与混凝土紧密结合。混凝土强度应符合设计要求。
检查数量：按检验方案确定。
检验方法：观察出浆孔混凝土溢出情况，检查超声波检测报告；检查混凝土试件试验报告。
4、防护涂料和层数，应符合设计要求。
检查数量：涂装遍数全数检查；涂层厚度每批构件抽查10%，且同类构件不少于
3件。
检验方法：观察；用干膜测厚仪检查，每个构件检测5处，每处的数值为3个相距
50mm测点涂层干漆膜厚度的平均值。
5. 钢管拱肋制作与安装应符合表4.5规定。
表4.5钢管拱肋制作与安装允许偏差
序号
检查项目
允许偏差（min）
检查频率
检查方法
范围
点数
1
焊接质量
符合设计要求
每跨
每肋
全部焊缝长度
用超声波检测
2
内弧偏离设计弧线
8
5
用样板检查
3
每段拱肋内弧线
+ 0,-10
每段
用钢尺检查
4
钢管直径
D/5及 5
5
用钢尺检查
5
轴红横向偏位
L/60
2
用钢尺量每个接缝
6
拱肋接缝错台
0.2壁厚
全数接缝
用钢尺量每个接缝
7
拱肋高程
符合设计要求
5
用水准仪检查

注：D为钢管公称直径；L为拱跨径。
6. 钢管拱肋混凝土应符合表4.6规定。
表4.6钢管拱肋混凝土允许偏差
序号
检查项目
允许偏差（mm）
检查频率
检查方法
范围
点数
1
混凝土抗压强度
符合设计要求

按检验方案检查
2
混凝土填充度
>98%
每跨每肋
全数
超声波检测
3
轴线横向偏位
L/50
5
用经纬仪检查
4
拱肋高程
L/30
5
用水准仪检查

注：L为拱跨径。
一般规定
7. 钢管拱肋线型圆顺，无折弯。浇筑混凝土的预留孔应焊接平整、光滑。检查数量：全数检查。
检验方法：观察。
5质量记录
1. 钢管拱质量记录应符合本规程第21.5节规定。
2. 钢管拱工厂工拼装记录
3. 工序质量评定表
6安全与环保
1. 钢管拱安全与环保措施应符合本规程第21.6节规定。
接可靠。
2. 工厂内试拼装时，场地应平整坚实、临时支撑体系必须牢固，各连接件相互连
7成品保护
1. 钢管拱成品保护应符合本规程第21.7节规定。
2. 涂装后应加以临时围护隔离，防止损伤涂层。涂装后的构件需要运输时，应注意防止磕碰。
3. 堆放构件时，地面必须垫平，避免支点受力不均，以防止由于侧面刚度差而产生下挠或扭曲。