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第六章主桥钢梁制作1、主桥钢梁概况主桥上部结构连续钢桁系杆拱，桁宽30.0m，采用三片桁架，变节间布置，除3个主墩墩顶采用8个15m节间，其余均为12m节间。主桁构件材质采用新Q420qD钢和Q370qD钢，桥面系采用Q370qD钢，联结系、轻轨采用Q345qD钢，辅助结构采用Q235B。主桁杆件共有1734根，主桁弦杆采用整体节点，最大杆件重约111t，全桥钢梁重约82308t。由于桁拱相邻节间存在一定的夹角，主桁轴线为折线杆件。本桥钢材焊接材料及涂装材料品种分别见表6.1和6.2。表6.1钢材焊接材料品种母材埋弧焊焊丝埋弧焊焊剂手工焊条CO2气体保护焊丝Q420qDH08MnMoAHJ350J557MoVQ370qDH08Mn2E/H08MnESJ101qSHJ507NiE712CQ345qDH08MnASJ101qJ507E712CQ345H08MnASJ101qJ507H08Mn2SiA表6.2涂装材料品种涂装部位涂层名称涂层厚度杆件特制环氧富锌防锈底漆80m环氧云铁中间漆80m脂肪属聚氨脂面漆80m1.1 钢梁制造工程主要内容材料采购;钢桁梁主体结构制造;厂内试拼装;运输到现场并配合安装;现场焊接;附属结构的桥面焊接和补涂; 涂装防护1.2钢梁制造的特点及要点(1)特点跨度2(284)+(108+192+336+336+192+108)m连续钢桁拱桥,整体节点。六线(高速双线、沪汉蓉双线、南京地铁双线)设计，钢桁桥与拱桥相结合，体系复杂。桥节间为变节间长度、变截面布置。桥梁杆件既有桁梁，又有桥面板；桥梁拼接既有栓接，又有焊接。杆件板厚、重量大、尺寸大，最大板厚80mm、最大重量为111t、最长杆件27m。拱桁部分孔群多且系统线夹角都不相同。(2)制造难点及要点Q420qD新钢种焊接、厚板焊接、熔透角接、板材对接熔透焊是本桥的难点，如何控制焊接质量、减少焊接变形和消除焊接残余应力至关重要。 特别是S24整体节点，板厚为80mm，要求角接熔透焊，保证焊接后构件尺寸和孔群精度是一大难点。工地桥面板安装采用栓焊结构，如何控制焊接间隙、焊接收缩量、焊接约束应力是本桥的难点。由于节间变化和钢桁拱曲线变化导致每根杆件和节点板的孔位均不相同，构件规格品种繁多，孔群不一致，钻孔数量巨大，同时设计大量采用大尺寸节点板，最大节点板尺寸为6633 mm8250mm,如何保证杆件和节点板平面度、制孔精度是实现拱桁成形、全桥零间隙合拢和保证桥梁几何尺寸的关键。设计要求全桥在工厂试拼后出厂，根据本桥设计特点，最大试拼节段达到85m195m，对试装场地与设备能力要求非常高。材料品种多，量大。主桁构件材质采用新Q420qD钢和Q370qD钢，桥面系采用Q370qD钢，联结系、轻轨采用Q345qD钢，辅助结构采用Q235B。材料共八万六百多吨，材料及焊材的管理如何防止混用非常重要。本桥单杆件重量大、有超长杆件，对杆件的吊装和翻转增加了难度，要求起重、运输能力高。根据本桥特点，如何保证配套发运，确保满足现场架设需要至关重要。2、关键工艺措施2.1 Q420qD钢材焊接将通过一系列的焊接试验来确定焊接参数，选择合适的焊材、用小线能量、多道焊、预热及控制层温的办法来解决。施焊中严格防止氢的介入，既要防止冷裂，又要防止热裂。焊后进行热处理消除残余应力。施焊时用高水平的焊工操作。使用新焊接设备，电源装置采用稳压设备。按合理的焊接顺序、焊接方向、最佳的焊接工位，严格执行规定的坡口及间隙对称施焊。2.2 本桥设计中杆件棱角坡口焊大都采用了深浅坡口，给机械开坡口及焊接带来了难度。坡口用刨床加工，坡口深浅处光滑过渡成斜坡。焊接时起熄弧在焊道之间错开至少100mm。以上每次均打磨成斜度光顺过渡。Q420qD厚板角接熔透焊如何保证焊接质量及变形是本桥的另一难点，解决办法：通过焊接试验，确定焊接参数，用远红外加热器温控仪控制预热，温度测量仪控制层间温度。焊接工位采用船形埋弧焊，反面清根气刨清理干净，焊接一次连续完成。焊接前采取反变形措施，焊接中随时测量变形量并采取措施。焊后在规定时间内热处理，消除残余应力，用检测手段检查焊缝质量，并检查有无层状撕裂。钢材下料前矫平消除应力，下料后再次矫平消除应力，使零件内应力得到充分释放。横梁面板采用双面同时铣边、机械开坡口，严格控制面板的宽度尺寸和直线度，桥面板长度制造时留有余量，待最后再根据实际尺寸切割，保证横梁面板与桥面板间隙，施焊时采用工效高、线能量小、CO2气体保护自动单面焊双面成型技术。为保证杆件钻孔尺寸，采用先打定位孔，再用整体覆盖模板钻孔，做到一次入胎，一次三维定位钻孔，确保杆件四面孔的同心度。钻孔前采用全站仪精密测量划线技术。大量节点板、拼接板采用数控钻孔技术，无法进入数控钻床的大型节点板，采用精密划线模板钻孔。本桥施工中还将采用精密切割技术，反变形技术、预防收缩量技术、单面焊双面成型技术、预热、后热技术、切割面倒棱技术、消除应力捶击技术等。本桥要求主拱上、下平联，上、下桥面系、桥门架均需试拼出厂，将周密安排试拼轮次，满足工期需要，提供足够的场地、牢固的胎架、坚定的基础、大型汽车吊来完成。本桥同时采用三种不同的钢材，因此焊材也不同。为防止混料，将制订一系列的材料管理办法从标记、登记、利用、周转、余料等环节着手加强管理。自行编制钢板号，下料时根据排版图进行，钢板号移植到零件号上，组拼时零件号移植到杆件上。做到任何杆件的零件是由什么板号、炉号、材质组成的可以追溯，焊材也采用不同色标，采用不同颜色的焊丝盘，以示区别。长大件在制造中标出重心及吊点，采用先接料后加工的原则，吊装时采用磁力吊具，采用钢绳、夹具吊装时防止损伤钢材表面，杆件翻转采用2台起重设备双钩空中翻身技术，由专用吊具来实施。3、加工场地及涂装场地钢梁生产分为三条流水线布置，分别在重型钢构厂、桥梁厂、结构厂生产。3.1 生产布置状况见附图081-1：钢梁制造场地布置图(一)。3.2 桥梁厂见附图081-2：钢梁制造场地布置图(二)。本工程主要承担任务：轻轨及桥面板(19262t)厂房：21m150m两座；10t桁车5台。厂房：24m100m两座；32t桁车2台；20t桁车2台。杆件存放场地：150m300m。起重能力：桁车10t(6台)、16t(1台)、20t(2台)、32t(2台)。龙门起重机：100t (1台 )、龙门起重机50t (3台)龙门起重机16t (2台)，门座吊机: 10t (1台)3.3 结构厂见附图081-3：钢梁制造场地布置图(三)。本工程主要承担任务 ：平面联结系及辅助结构(14197t) 厂房：21m100m 4座 32t桁车2台、20t桁车2台、10t桁车4台起重能力：龙门起重机50t (3台 )桁车10t (6台) 20t (2台)3.4 重型钢构厂见附图081-4：钢梁制造场地布置图(四)。本工程主要承担任务 ：主桁杆件(47701t)厂房：30m200m厂房两座起重能力：桁车20t(4台)、60t(2台)、龙门起重机60t (3台)3.5 试拼场地(1)边跨：试拼节段16m96m结构厂试拼场38m200m龙门吊50t3台(2)中支点处：试拼节段77m183m重型钢构厂试拼场120m250m配100t、50t、30t汽车吊各1台(3)主跨拱肋段：试拼节段35 m211 m 重型钢构厂试拼场120m250m配100t、50t、30t汽车吊各1台3.6 涂装场地桥梁厂涂装区：100m300m重构厂涂装区：40m300m涂装区有3个喷砂车间，1座大型涂装厂房，20m30m活动涂装厂房4座。4、钢梁制造方案4.1 生产工艺技术准备(1)技术准备阶段根据大胜关长江大桥设计图纸、招标文件、合同文件、相关规范等要求，编制施工技术文件，并报监理工程师备案批准。报批文件包括：制造规程或规则；焊接工艺评定；材料申请单；施工图；工艺文件；工装胎架；检验规程、质量计划；材料采购、验收、发放管理办法；材料产品可追溯性办法，编码规则；各零部件制作工艺、工艺流程、组装装配规程、焊接工艺；零部件构件堆放、运输、保管办法；胎模架设计与管理办法；涂装工艺试拼方案。 (2)施工准备阶段施工准备阶段涉及到材料采购、设备采购与大修、胎架制作与验收、焊接工艺试验评审、焊工培训、考试、仪器仪表校检、工厂技术交底、单件试制评审等。表6.3胎模主要类型序号胎 模 名 称序号胎 模 名 称1工梁钻孔胎架13划线检测平台2工梁组拼胎架14箱梁定位孔钻孔胎架3工梁焊接胎架15节点板钻孔平台4整体节点附件装配胎架16梁组拼胎架5整体节点零件拼焊胎架17梁矫正平台6对接平台18梁钻孔胎架7箱梁组拼胎架19杆件腹板加装纵肋及焊接平台8箱梁焊接胎架20杆件腹板加装纵肋矫正平台9箱梁划线平台21桥面板组装、焊接刚性胎架10整体节点箱梁定位孔钻孔胎架22桥面板矫正平台11节点板钻孔模板23工厂试拼平台12箱梁钻孔模板4.2 工艺试验(1)焊接工艺评定焊接工艺评定是编制焊接工艺的依据，应在钢梁制造开工前完成。评定试验用的母材应与产品一致，尽可能选用碳当量偏高的母材制备完试板。选用的焊接材料应使焊缝的强度、韧性与母材相匹配。试板焊接时，要考虑坡口根部间隙、环境和约束等极限状态，以使评定结果具有广泛的适用性。根据大胜关长江大桥设计图纸和大胜关长江大桥制造规则的规定，编写焊接工艺评定任务书，模拟实际施工条件，逐项进行焊接工艺评定试验。针对本钢梁的接头形式、板厚组合，初步拟订了焊接工艺评定方案。用于钢梁的板对接、桥面板的板单元对接，钢梁整体制造以及工地焊接。厚板对接焊试验选择最佳焊接方法及参数。焊接工艺评定试验提供阶段性报告及最终报告，并在生产中跟踪、检查，补充和完善施工工艺。试验报告按规定程序批准后，根据焊接工艺评定试验报告编写各种接头的焊接工艺指导书。由焊接技术人员根据焊接工艺指导书的内容组织焊接施工。焊接工艺评定试验提供阶段性报告及最终报告，并根据焊接工艺评定试验结果编制焊接工艺，送交监理工程师评审批准。未经监理工程师同意，不得更改焊接工艺及施工图对焊接的有关规定。焊接工艺评定可考虑请专家评审。(2)切割工艺试验为了确保切割面的质量，减少对母体金属机械性能的影响，保证切割的精度，选定切割变形小且效率高的切割方法，必须进行切割工艺试验。桥面板焊接采用强胎架刚性固定控制收缩、变形工艺、板件下料采用无余量切割，必须先进行相关工艺试验，取得工艺参数，并经监理工程师批准后方可实施。(3)检查、检验设备工具在这次钢梁制造前，我们将按照我公司制定的检验、测量和试验设备控制、校准管理规定对钢梁制造中使用的检查、检验设备、工具进行校验和标定，从而保证钢梁的制造质量。(4)生产模拟试验生产模拟试验选择具有代表性的接头，重、厚约束焊。(5)杆件试制为验证图纸工艺工装胎架的合理性和准确性，我们准备在钢梁正式批量生产前先试制一根箱型杆件和一块钢桥面板，根据试制过程中出现的问题进一步完善制造工艺并组织召开工艺评审会。(6)材料复验采购的材料，必须有生产厂家的出厂质量证明书，并按现行有关标准进行复验，并做好复验检查记录备查，用于主要受力部位的40mm及以上厚钢板，应进行必要的探伤检查。4.3 施工阶段施工阶段主要是各工序的实施；试拼出厂评审、存放、包装、发运、产品售后服务。(1)钢板校平钢板在下料前，根据不同的板厚分别采用不同的平板机进行校平。保证钢板平面度，消除钢板轧制内应力。(2)钢材预处理钢板在预处理流水线上完成抛丸处理和喷涂车间底漆工作，表面处理等级达到Sa3.0级,喷涂车间底漆一道，漆膜厚度20m。(3)放样、下料采用计算机三维放样技术，对钢桁梁各构件进行准确放样，绘制各构件零件详图，作为绘制下料套料图及数控编制的依据。放样时按工艺要求预留制作和安装焊接收缩补偿量、加工余量及线形调整量。号料前核对钢材的牌号、规格、材质等相关资料，检查钢材表面质量。号料严格按工艺套料图进行，保证主要构件受力方向与钢材轧制方向一致。钢材的起吊转运采用磁力吊具，保证钢板及下料后零件的平整度。形状复杂的板件采用数控切割机精确下料，直条板件采用多头精密切割机下料，少量简单件采用半自动切割机下料。节点板圆弧部分采用数控切割后，对局部缺陷进行修整，并用角向磨光机对切割边的两侧打磨倒棱。下料后的旁弯用火焰校正，局部不平用60mm平板机或压力机校正。(4)零件加工箱形杆件嵌入式盖板、隔板及H、I型杆件的腹板等板件必须采用铣边机铣边。铣边精度按工艺要求执行，板件达到精密切割要求的可不进行边缘加工，但必须对切割边的两侧打磨倒棱。需对接的板件应遵循先对接后加工的原则，因对接产生的旁弯等误差可采用火工调校的方法矫正。然后划线，按基准线机加工。端头有磨光顶紧要求的杆件先钻孔，以孔为基准端铣端头，保证达到要求。坡口加工允许偏差应满足下表的规定。板件中坡口深浅不一，机加工开坡口时应设置过渡段，光顺过渡。(5)部件组拼所有杆件的组拼都必须在组拼胎架或平台上进行。整体节点杆件的内宽尺寸精度通过内隔板的精度来控制，两端采用临时隔板控制杆件外形尺寸。H、I型杆件尺寸控制采用腹板和盖板厚度实配的方法解决。所有杆件焊接收缩量及热矫正产生的收缩量在下料时放余量来控制。钢桥面板的组拼在专门的组拼胎架内进行，实现无码拼装板肋、纵、横梁和利用板肋、纵、横上钻好的孔定位。并标记基准边，通过计算和实际测量焊接和矫正收缩量来确定钢桥面板的外形尺寸。(6)焊接根据焊接工艺评定试验的结论编制焊接工艺指导书，指导书应包括母材、焊接材料、焊接方法、焊接接头形式、组装要求及允许偏差、焊接工艺参数和焊接顺序、预热、后热和焊后热处理工艺以及焊接检验方法及合格标准等主要内容。焊接过程中应严格按焊接工艺指导书规定的工艺参数和焊接顺序施焊。1）焊条及焊剂使用前应按工艺要求进行烘烤。2）定位焊采用手工焊。3）多层焊接宜连续施焊，每一层焊缝焊完后应及时清理检查，如发现有影响焊接质量的缺陷，应清除后再施焊。焊道层间接头应平缓过渡并错开。4）施焊时母材的非焊接部位严禁引弧，对接、角接及T型接头焊缝应在其两端设置引弧板，其材料和剖口形式与主桥构件相同。引弧和熄弧的焊缝长度：埋弧焊大于80mm；手弧焊及气体保护焊大于20mm。焊接完毕应采用火焰切割割掉引、熄弧板，并打磨光顺，不得用锤击落。5）所有焊接必须在组拼后24小时内焊接，超时应重新清理或烘烤，去湿处理后焊接。6）焊接环境湿度应小于80%，温度不低于5。7）埋弧自动焊在施焊时不宜断弧，如断弧必须将停弧处刨成1：5的坡，搭接50mm施焊，焊后好搭接部位修磨均顺。其回收焊剂距离不小于1m，焊后应待冷却后再敲去熔渣。8）焊缝同一部位的返修次数，不宜超过两次。否则应经过技术负责人核准后，按返修工艺进行。9）焊缝坡口和间隙超差时，不得采作填加金属块或焊条的方法处理。焊缝出现裂缝时，焊工不得擅自处理，应查明原因，按修补工艺进行处理。10）由于杆件棱角焊深浅不一致，先焊深坡口处，直至焊平后再一起盖面。焊缝上熄弧，必须错开焊道间至少100mm以上。焊前后对熄弧处必须打磨至斜坡。11）定位焊定位焊前必须按图纸及工艺文件检查焊件的几何尺寸、坡口尺寸、根部间隙、焊接部位的清理情况等，如不合要求不得定位焊。定位焊不得有裂纹、夹渣、焊瘤等缺陷。严禁在非焊接部位引弧。定位焊缝长可为50100mm、间距400600mm，焊脚尺寸不得大于设计焊脚尺寸的一半。定位焊缝应距工件端部30mm以上。如遇定位焊缝开裂，必须查明原因，清除开裂的焊缝，并在保证杆件尺寸正确的情况下作补充定位焊。焊条、焊剂及焊丝的使用要求：焊条按规定的温度烘干、保温后方可使用，在使用过程中必须将焊条放在保温桶内，随取随用，不得随意将焊条乱放。焊剂中脏物和焊丝上的油锈等必须清除干净。预热温度、层间温度和线能量：a、Q420qD钢的特点是既怕冷又怕热，怕冷就必须在焊接前进行预热，才能有效地防止裂纹，怕热就需要控制层间温度和焊接线能量。层间温度控制范围：上限不大于200，下限不低于预热温度。焊接线能量：对接焊宜控制在35kJ/cm左右，坡口角接控制在44kJ/cm左右，角接控制在46kJ/cm左右。b、Q370qD钢有一定的冷裂敏感性，除了板厚小于20mm不预热外，其余都进行焊前预热，预热温度控制在60100范围，层温控制在100200范围，焊接线能量控制在39KJ/cm以内。c、Q345qD钢只有当板厚大于或等于28mm时才进行预热，预热温度控制在60100范围。d、对接焊采用电红外线预热器预热，定位焊采用手动火焰枪预热，整体节点钢梁、箱梁及H型梁主焊缝采用磁力小车带动火焰预热器进行自动预热。e、焊接坡口根据焊接工艺评定试验确定坡口形式随桥试板对于主要受力的对接接头和T型接头，在制造过程中应按相关规范制作随桥试板，随桥试板制作方案如下：横向受拉对接接头，每5条焊缝做1组试板；横向受压对接接头，每10条焊缝做1组试板；纵向受拉对接接头，每10条焊缝做1组试板；纵向受压对接接头，每15条焊缝做1组试板；受拉T型接头，每10条焊缝做1组试板；受压T型接头，每15条焊缝做1组试板。(7)校正与消除残余应力杆件焊接后发生的变形通过两种方法进行矫正：冷矫，热矫。冷矫冷矫时应注意室温不低于5，冷矫要缓慢加力，对于盖腹板厚度较薄的杆件，加力时更要注意，以防止薄板失稳。热矫杆件热矫温度加热范围为600800，严禁过烧。(8)制孔工艺钢梁钻孔将直接影响到整桥线型及架设中的零间隙合拢，是整个桥梁制造与安装是否成功的关键。由于线型的变化，给制孔精度提出了非常高的要求。钢梁孔多、板厚，钻孔效率提高以保证工期也是首要考虑的问题。利用以前我公司制造的整体节点长东黄河二桥、长江长寿特大桥钻孔的经验，将箱形杆件、H型杆件、王型杆件在三维钻床中钻出各孔群定位孔，然后在杆件上利用定位孔固定孔群标准模板，再用钻床套钻各孔群的其它孔，这样能保证孔群的相对尺寸和提高钻孔效率。1）总则钢梁钻孔除特殊孔外均采用后孔模钻法，即在焊接、矫正后采用模板钻孔。各种板厚的梁钻孔均在工艺中规定了机床转速和进刀量参数，必须严格执行，需要更改必须经技术部通知，总工程师签认。为避免多钻或漏钻孔，在钻孔前应制做甩孔样板，即每一种梁的孔位均用三夹板或白铁皮制作出一块样板，钻孔时，将“样板”覆盖在模板上盖住多余孔，以免出差错。钢梁进三维钻床钻孔须根据三维钻床定位要求，首先划出定位校正线。2）主要技术要求本钢梁主要孔径为33、26和24，允许公差为0+0.7mm。两相邻孔距 0.35mm；极边孔距 0.8mm；两组孔群中心距 0.8mm；孔群中心线与杆件中心线的横向偏移 1.5mm ；同一杆件不同平面孔群中线 1.0mm； 3）箱形杆件钻孔图6.1三维数控钻孔胎架箱形杆件钻孔由三维数控钻床在箱梁两端上、下、左、右各钻出二个定位孔，然后用模板钻出其它孔群。三维数控钻床由机械式滑台、数控滑台座、纵向调节装置、横向调节装置、高度调节装置、钻削动力头等装置组成。一套装置固定在一端，另一套装置可根据杆件长短分档调整位置。横向进给利用机械式滑台；纵向进给利用数控滑台座；用覆盖式模板在杆件上打定位销定位钻孔群上的其它孔。覆盖式模板钻孔:a、杆件钻定位孔检验合格后运至杆件钻孔胎架，搁置在打好水平的钻孔平台上，放平，至于先钻哪一面，视具体情况定。b、将覆盖式模板吊到杆件上(注意吊具车间自制，要保证将模板吊成水平状，以免模板变形)c、打冲钉将模板固定在杆件上，冲钉数量不得少于2个，冲钉直径为栓孔直径的 0 -0.05mm。d、模板就位时注意对线，即模板系统线与杆件系统线允差为0.5mm。e、因为杆件板厚不一样，钻孔时模板与杆件部分接触处有间隙，所以在有间隙有孔群的地方要加垫片。垫片上钻有与孔群同样尺寸的孔，在钻孔前用冲钉将模板与垫片的孔位对准。钻孔时，根据不同的板厚差，配置不同的垫片。f、夹紧，钻孔前要将模板与杆件夹紧，要避免模板与杆件有位移出现。根据要钻的杆件找出相对应的模板，安装甩孔样板。孔位和孔数应准确无误，坚决杜绝多钻孔和孔位钻错现象。g、钻孔进刀量0.15mm/转；转速180rmp。钻孔时不得使用冷却液，不得随意变更机床参数。h、松夹，拆除覆盖式模板，清扫平台上内、外铁屑。i、杆件翻身，钻另一面上的孔。j、将梁吊至指定位置，磨去钻孔毛刺和翻边。用磨光机操作时不得损伤梁体，孔群部位要平整光滑。k、检查：孔径孔距抽查：孔径允差0+0.7mm；孔位检查：孔距允差0.35mm。 H型杆件和王型杆件钻孔图6.2二维数控钻孔胎架采用二维数控钻孔胎架在杆件两端左、右各钻出二个定位孔，然后用模板钻出其它孔群。4）桥面板钻孔桥面板钻孔采用先孔，预留焊缝收缩余量，模板钻孔，刚性胎架强制固定拼装、焊接。（9）杆件吊装、翻转箱形杆件的吊装、翻转杆件在吊装、翻转过程中，为避免对钢材的损伤，应采用专门的夹具及吊具进行杆件的吊装。我公司在多年的钢梁生产中，自行设计了一套杆件吊装及翻身工具。针对整体节点钢桁梁，采用的吊装、翻转方法大致如下图所示：图6.3 吊装、翻转方法示意图其它杆件的吊装、翻转其它杆件的吊装、翻转主要采用夹具直接进行。节点板的吊装、翻转节点板的吊装、翻转直接采用相应型号的磁吸吊进行。(10)桁梁杆件加工工艺桁梁杆件结构分类梁杆件由主桁、纵向联结系、横向联结系构成。主桁包括：上弦杆、下弦杆、中弦杆、系杆、节点板、拼接板、填板、隔板、腹杆(竖杆、斜杆)等杆件；主桁弦杆为焊接箱型截面；腹杆截面为焊接“H”形及“王”形两种;主桁节点为整体节点。纵向联结系：拱肋上平联、拱肋下平联、加劲弦平联及下层桥面平联等。横向联结系：下层桥面平纵联,为交叉型设置，杆件为焊接“工”形构件，拱肋上、下弦平纵联为“K”形桁式，加劲弦平纵联为“米”形桁式。钢桁梁加工工艺流程立体图A、H型杆件表6.3 H型杆件加工流程细表名称说明图例H型杆件1)钢板校平2)放样、划线编号3)盖板多头精密切割下料、腹板数控切割下料4)板料校正5)不等厚盖板对接边铣斜面、开坡口、对接、内侧焊缝刨削成型、打磨、检查；6)腹板铣边，盖板倒棱7)焊线打磨8)在胎架上组拼成H型并点固焊。9)埋弧自动焊焊接10)探伤11)割引弧板12)铲磨13)工梁校正机校正14)火焰调校15)划线16)用三维数控钻床钻定位孔17)用覆盖式模板钻其余孔(模板与杆件用不少于2个定位销定位，用不少于2个螺栓将模板与杆件夹紧)18)喷砂19)油漆20)编号21)包装、发运箱型杆件箱型杆件1)钢材整平2)放样、划线编号3)竖板和加劲肋多头精密切割下料，顶(底)板、隔板数控精密切割下料4)竖板对接边铣斜面、开坡口、对接、内侧焊缝刨削成型、打磨5)竖板铣边、隔板铣边6)顶(底)板刨坡口7) 焊线打磨8)组拼划线组拼顶(底)板与加劲肋成顶(底)板单元 CO2气体保护自动焊焊接 调校划线底板单元在组拼胎架上定位按线组拼端隔板及中间隔板，并在箱体两端加设工艺隔板。组拼一侧腹板 组拼另一侧腹板9) 焊接隔板、打磨、检查10) 调校11) 组拼顶板单元检查12) 取下工艺隔板，焊端隔板外箱体内四条角焊缝。 棱(坡口)角焊缝埋弧自动焊探伤校正13)划线14)三维数控钻床或钻定位孔胎架钻定位孔15) 用覆盖式小模板套钻每一处孔群(模板与杆件用不少于2个定位销定位，用不少于2个螺栓将模板与杆件夹紧16)焰切手孔、修磨17)喷砂18)油漆、腻封端隔板外侧19)编号包装、发运节点板节点板1)钢材整平2)数控精密切割下料3)编号4)划线5)数控钻床钻定位孔(每处孔群最少4个)6) 用覆盖式小模板套钻每一处孔群(定位销与夹紧螺栓各不少于2个)7)喷砂8)喷铝、编号9)包装、发运表6.4整体节点杆件制造工艺流程(以S24节点为例工艺流程).名称说明图例备注1、单元件制造节 点 板板料下料开双面坡口平台上对接探伤割除引熄弧板钢厂轧制能力限制，增加对接焊缝以及相应的随桥试板划线精密切割下料(底边预留机加工余量、磨光顶紧正公差、焊接收缩量)，在板面划出系统线模板钻孔根据孔位划出铣边线底边铣边、开坡口隔 板多头切割机精密切割下料板边缘铣边部分开坡口横 梁 接 头 板多头切割机精密切割下料板边缘铣边开坡口模板钻孔平联连接板数控精密切割下料边缘铣边开坡口模板钻孔底 板数控精密切割划系统线、拼装线加 劲 肋多头切割机精密切割下料板边缘铣边2、整体节点梁拼装焊接1平台上铺设节点板(N1)2安装腹板(N5、N6、N7、N8、N9) 装焊靠模加对系统线辅助定位，刚性固定，控制焊接收缩变形3装面板(N1)在刚性胎模中施焊4装底板(N2)焊接5装焊加劲肋(N18)装焊隔板(N16)6装端封板(N10、N11、N12、N13、N14、N15)7装焊靠模加对系统线辅助拼装横梁连接板(N19、N20)装焊加劲肋(N17)8拼装靠模加对系统线辅助拼装平联节点板(N21、N22、N23、N24)9钻底板支座孔表6.5整体节点杆件制造工艺流程(以E18节点为例工艺流程)名称说明图例备注 数控精密切割下料两端对接位置铣斜面开对接坡口对接在板面划出系统线板单元预制纵肋拼焊于底板、盖板、腹板上 组拼胎架上铺设底板单元根据底板系统线拼装隔板(N6、N6a、N6b、N6c、N6d)装一侧腹板单元(N1)装另一侧腹板单元(N1)焊接内部焊缝隔板距端部尖角100mm不焊盖板单元(节点板从盖板开孔穿出)对腹板节点板(N1)预制反变形焊接三维数控钻床钻定位孔模板钻孔装N3a装焊横梁、横肋连接板N7、N8等装焊N11、N12 、N13(11)桥面板制作工艺桥面采用正交异性钢梁面板，每节间桥面板横桥向分沪汉蓉铁路(HR)、京沪铁路客运专线(GS)2类，桥面板纵向分为2块，长度分为3740(6740)mm、8260mm。桥面板板厚16 mm,采用板肋、型肋，长度为3740(6740)mm的桥面板中间设横梁一道(横梁两侧间隔2m各一道横肋)，长度为8260mm纵向每3 m设置一道横肋，横向布置4道纵梁。桥面板制造要点钢材首先进行预处理后，根据排板图及工艺放收缩量下料。下料采用数控及多头精密切割；顶板采用多头精密切割机切割并切坡口。单元件校正采用火焰或机械方法。桥面板拼装焊接采用倒拼法，刚性胎架与T型纵、横梁、板肋上栓孔冲钉、螺栓连接，在刚性胎架内焊接。图6.4桥面板焊接刚性胎架示意图顶板精密切下料后用平板机赶平，控制平面度。保证横肋与桥面板间隙不大于0.5mm，每道横肋上外露缺口均要求最小打磨深度为0.5mm。顶板与纵肋、纵梁、横梁、横肋拼装时，采用桥面板倒装装焊胎架组装,组装胎设有纵、横梁栓孔定位装置。组装时将纵、横基线反到顶板上。 在刚性装焊胎架内,CO2气体保护焊施平角焊。工地焊接：板面板之间纵向对接，单面陶质衬垫下CO2气体保护焊打底2道、埋弧自动焊盖面1道。焊缝缺陷的返修和修磨：缝经外观检查和无损检测发现有超标缺陷应及时返修。凡是局部返修焊，当板厚大于25mm时，返修焊的预热温度应高于正式焊缝预热温度2030。孔、夹渣、未熔透等超出规定和无损检测有超标缺陷，应查明原因，用气刨清楚缺陷，用小砂轮打磨干净，然后再用原焊接工艺方法和焊接材料进行返修焊。所有返修焊的焊缝应进行修磨，并按原质量标准要求进行复检，返修焊次数不宜超过两次。桥面板制造工艺流程图表6.6桥面板制造工艺流程图名称说明图例桥 面 板多头切割机(数控切割机)精密切割下料纵肋、横肋、横梁、纵梁腹板、面板钻孔T形纵梁、T形横肋预制采用倒装法在专用组拼焊接胎架组拼(N1、N2、N3&N4、N5&N6、N7&N8)刚性焊接胎架强制施焊N9、N10安装、焊接(12)工厂试拼钢桁梁构件在工厂试拼场地进行试装时，发现构件尺寸有误不符时，即可在试拼场地进行尺寸修正和调整，避免在高空调整，减少高空作业的难度和加快安装速度，确保全桥钢桁梁的钢桁梁和正交异性钢桥面顺利架设。钢梁应该按试拼图进行厂内试拼，试拼原则上采用平面辗转局部试装法，分主桁(桁拱)、桥面系(包括下平联)、拱肋上平纵联、拱肋下平纵联、加劲桁横向联结系、桥门架及上、下横向联结系等部分，其中主桁(桁拱)全部类型杆件参与试拼，主桁节间和上下平联及桥面系(除桥面系板单元)进行桁片拼装，拼装长度不小于4个节间。试装用紧固螺栓必须使板层密帖，各联结点的冲钉不得少于孔眼总数的15%，螺栓不得少于孔眼总数的25%。试装时，必须用试孔器检查所有工地孔，应有95%的孔能自由通过较设计孔小0.5mm的试孔器；100%自由通过较设计孔径小0.75mm的试孔器，方可认为合格。试装过程中，应检查拼接处有无互相抵触情况，有无不易施拧螺栓处，螺栓头、焊缝等是否影响安装。试装结果应有详细的检查记录并由工厂总工程师组织鉴定，合格后方可出厂。试装内容、要求和范围、试装的检查标准等均应符合招标文件、图纸设计要求、铁路钢桥制造规范(TB1021298)的相关规定。主桁(桁拱)试拼主桁桁拱试拼选用90m250m场地，试拼胎架分三次搭设，首次搭设胎架为加劲桁，90m250m场地可满足2个加劲桁同时试拼，第二次搭设胎架为拱肋试拼胎架，2个胎架同时试拼，第3次搭设胎架为拱肋合龙试拼胎架。在试拼场地硬化地面放1：1大样，按大样搭设胎架，胎架与基础预埋件连接，胎架平面操平，根据大样线形在胎架上设置定位挡块。主桁(桁拱)试拼采用100吨汽车起重机倒退法拼装，由边跨向跨中方向依次拼装，每拼完一个单元(或节间)应先行检查和调整合格后再继续试拼下一单元。当四个节间检验合格后可拆除前两节间并转移到其他试拼项目中(考虑到试拼各项目中构件存在交叉的情况，首批试拼长度应大于6节间，以确保2节间保留作下2节间的试拼用，同时保证其他试拼项目4节间试拼所需构件)。主桁之外的试拼项目主桁之外的试拼项目场地选在结构厂38m跨50吨龙门天车(38m200m)区域试拼。加劲桁联结系、桥门架、横联全拼，上下拱肋平联根据矢高大小，取58节间作为试装分段，按竖曲线搭设胎架，逐段全拼。 图6.5 主桁加劲桁试拼(两片占用面积85195m) 图6.6主桁拱肋试拼(两片占用面积75187m)试装要求试装用紧固螺栓必须使板层密帖，各联结点的冲钉不得少于孔眼总数的15%，螺栓不得少于孔眼总数的25%。试装应循序进行。每拼完一个单元(或节间)应先行检查和调整合格后再继续试拼下一单元。试装时，必须用试孔器检查所有工地孔，应有95%的孔能自由通过较设计孔小0.5mm的试孔器；100%自由通过较设计孔径小0.75mm的试孔器，方可认为合格。试装过程中，应检查拼接处有无互相抵触情况，有无不易施拧螺栓处，螺栓头、焊缝等是否影响安装。试装钢梁的主要尺寸应符合表下表的规定。表6.7 钢桁梁试装主要尺寸允许偏差(mm)序号项 目允许偏差说 明1桁高2上下弦杆中心距离2主桁中心距3两片主桁中心3试装全长5S50000S/10000S500004拱度3当f60时(f计算拱度)5f/100当f60时(f计算拱度)5旁弯S/5000桥面系中线与其试装全长(S)的两端中心所连接直线的偏差6节间长度27对角线3每个节间8平联节间对角线差3表6.8 钢桥面板试装主要尺寸允许偏差(mm)序号项 目允许偏差说 明1板高h2h2m2跨度l3支座中心至中心3纵梁中心距24纵梁倾斜25旁弯l/5000桥面系中线与其试装全长(l)的两端中心所连接直线的偏差6支点高低差2支座处三点水平时，另一点翘起高度试装结果应有详细的检查记录并由工厂总工程师组织鉴定，合格后方可出厂。5、涂装方案5.1 钢桁梁厂内涂装方案南京大胜关长江大桥主桥钢桁梁钢结构涂装施工工程，具体涂装内容包括：钢梁主桁、主桁腹杆、联结系、钢桁桥面系、人行道部分钢结构涂装工程。(1)钢箱梁表面涂装体系杆件外表面及桥面板顶、底面：表面清理Sa2.5级后，喷环氧富锌底漆80m，环氧云铁中间漆80m，脂肪属聚氨脂面漆工厂、工地各一度各40m。工地在完成拼装之后，所有板缝的间隙用弹性腻子封嵌，再涂工地面漆。混凝土道碴槽底面的钢板：表面清理a2.5级后，涂装环氧富锌底漆8