钢箱梁制作外形尺寸控制QC

中铁四局集团合肥中铁钢结构有限公司甬台温铁路—雁荡山特大桥2-90m叠合拱钢梁制造工程钢箱梁制作外形尺寸控制中铁四局集团合肥中铁钢结构有限公司甬台温铁路—雁荡山特大桥2-90m叠合拱钢梁制造工程钢箱梁制作外形尺寸控制QC小组二零零七年十月中铁四局集团合肥中铁钢结构有限公司一、工程概况新建甬台温铁路雁荡山特大桥位于浙江省乐清市雁荡镇境内，属于中国东南沿海铁路客运专线上的高速铁路桥。主桥上跨甬台温高速公路，采用2-90m连续下承式叠合拱桥结构形式。本桥新型叠合拱组合全焊接结构，在我国高速铁路上是首次使用。主桥采用连续钢箱梁与钢箱拱叠合组合全焊接结构，2-90m整体连续钢箱梁为单箱九室等高度箱形截面，钢箱梁顶面宽14.8m，底面宽12.6m，横截面中线处高2.2m，箱顶面横向设双向2%泄水坡。按照设计划分，连续钢箱梁由边支点梁拱结合段、中支点梁拱结合段和标准梁段组成。主桥全长184m，两榀平行钢箱主拱肋矢高18m，矢跨比为1：5，主拱肋横向间距11.2m，拱轴线为二次抛物线。在连续两孔主拱之间由辅助拱肋联结，辅拱采用两榀平行钢箱拱肋，辅拱跨度114m，辅拱线形采用圆弧形。吊杆采用柔性吊杆。主桥材料采用Q345qD桥梁钢，重量约3450吨。主桥2-90m叠合拱钢箱梁制造方案采用在工厂分段制造，先梁后拱运至施工现场，在桥墩间满布支架上拼装焊接，拖拉就位施工。中铁四局集团合肥中铁钢结构有限公司二、QC小组简介在甬台温铁路——雁荡山特大桥2-90m叠合拱钢梁制造工程开工之前，我们针对客运专线“三高三新”（“运行速度高，规范规程新；技术含量高，设计标准新；质量要求高，施工工艺新”）的工程特点，以及工期紧、部件数量多、各部件外形尺寸相互关系复杂的特点，成立了雁荡山特大桥钢箱梁制作外形尺寸控制QC小组。本QC小组将标准梁段钢箱梁外形尺寸质量控制作为小组的攻关课题。中铁四局集团合肥中铁钢结构有限公司小组名称雁荡山特大桥钢梁制作外形尺寸控制QC小组小组注册编号课题名称标准梁段钢箱梁外形尺寸质量控制注册日期活动日期2007.4.1——2007.10.20课题类型攻关型序号姓名分工性别年龄职称职务接受TQM教育时间（h）1李荣浩组长男47高级工程师项目经理482张庆发副组长男33工程师项目总工483王炳岩副组长男42工程师项目副经理484金健组员男25助理工程师工程部长485王伟组员男24助理工程师技术员486黄绍泉组员男30技师技师487李青松组员男23助理工程师技术员488李德学组员男26助理工程师技术员489梁崇双组员男23见习生技术员4810王凯组员男45技师技师48QC小组成员简介表一中铁四局集团合肥中铁钢结构有限公司三、选题理由根据设计要求及雁荡山特大桥2-90m叠合拱连续钢箱梁加工制造方案，我们把叠合拱连续钢箱梁的标准梁段分成两部分：第一部分是主拱肋对应下的钢箱梁部分（即腹板N5、N6和顶板N1、底板N2围成的箱体部分），第二部分即是构成钢箱梁及其他的顶板、底板、腹板和横隔板单元部分。根据现场的总拼装方案，在现场总拼装时，我们是通过先对主拱肋对应下的钢箱梁定位，确定其纵、横向轴线和线形，然后依次拼装钢箱梁段的其他组成部分，即底板、横隔板、腹板、和顶板单元部分。由此知道决定大桥桥形主要因素就是主拱肋对应下的标准梁段钢箱梁的拼装定位；而决定拼装定位准确性的关键是钢箱梁加工制作的外形尺寸的准确性。所以我们成立雁荡山特大桥钢箱梁制作外形尺寸质量控制QC小组，把钢箱梁的外形尺寸质量控制作为大桥制造的重要质量控制点。中铁四局集团合肥中铁钢结构有限公司四、课题目标及可行性分析目标边箱拼装合格率100%，优良率大于95%外形尺寸符合规范及设计要求1）该工程是中铁四局2007年重点工程，集团公司领导高度重视，在人力和财力等资源的配备上能够确保满足施工需要。2）针对客运专线铁路桥“三高三新”的工程特点，公司抽调技术精湛、经验丰富的人员组成项目部，项目队具有丰富的桥梁施工经验，且各员工信心十足，准备工作比较充分。3）制定控制钢箱梁制作专项工艺方案，制定严格的专项质量检查流程，实施制作质检“三检”制，设计制作专用胎具控制各零部件的外形尺寸，确保钢箱梁的外形尺寸精度。2、目标可行性分析1、课题目标结论分析：通过目标可行性分析，小组讨论认为目标是可行的。中铁四局集团合肥中铁钢结构有限公司五、现状调查在甬台温铁路——雁荡山特大桥2-90m叠合拱钢箱梁制造工程开工前，我们组织了项目部全员参与的一次关于学习铁路钢桥制造工艺流程知识的培训，组织了对现行的《铁路钢桥制造规范》TB10212-98的学习。我们QC小组针对课题目标展开了认真的讨论，认为控制钢箱梁外形尺寸质量主要取决于构成钢箱梁的零部件的加工制作质量，取决于钢箱梁的各零部件拼装质量，取决于钢箱梁的拼装胎具的设计，取决于焊接工艺的制定和焊接收缩余量的确定，取决于对钢箱梁制造的测量方法等因素。因此在钢箱梁制造过程中，我们QC小组主要从以下几方面进行质量控制：1、钢箱梁的零部件顶板、底板、腹板和锚箱座的加工制作质量控制；2、钢箱梁拼装胎具的设计和各零部件拼装质量控制；3、焊接工艺的试验及焊接收缩余量的确定，4、焊接变形控制和矫正5、测量方法的选择。中铁四局集团合肥中铁钢结构有限公司QC小组根据《铁路钢桥制造规范》（TB10212-98）和《甬台温铁路——雁荡山特大桥2-90m叠合拱钢梁制造规则》的有关制作标准，对组成钢箱梁的所有加工出来的零部件进行逐件检验，检验的方法主要有：每批构件进行首件检验和每日加工构件进行首件检验，通过对检验结果进行分析比较，得出结论，优化加工工艺，指导后续构件加工制作，并对后续批量加工构件逐件检测；不断反馈，持续改进，直至结果符合设计及相关规范要求。在本桥设计要求、现行标准《铁路钢桥制造规范》（TB10212-98）及本桥的《甬台温铁路——雁荡山特大桥2-90m叠合拱钢梁制造规则》中，对钢箱梁外形尺寸规定要求见表：中铁四局集团合肥中铁钢结构有限公司序号控制项目允许偏差（mm）备注1顶、底板单元外形尺寸（长、宽）±2.02腹板单元外形尺寸（长、宽）2.03锚箱座纵向间距±2.04钢箱梁截面高度2.05钢箱梁长度、宽度±2.06钢箱梁截面对角线4.07横隔板间距±2.08钢箱梁侧向旁弯5.0钢箱梁外形尺寸规定要求表二中铁四局集团合肥中铁钢结构有限公司我们QC小组在质量控制活动中，对前期加工的10片钢箱梁外形尺寸检查（每片钢箱梁每个控制项目检查10点），尺寸偏差缺陷频次统计如下表：序号控制项目尺寸偏差频数频率（%）累计频率（%）1钢箱梁截面对角线4223.723.72钢箱梁截面高度3620.3443钢箱梁长度、宽度3318.762.74锚箱座纵向间距2715.3785横隔板间距148.0866顶、底板单元外形尺寸（长、宽）116.292.27腹板单元外形尺寸（长、宽）73.996.18钢箱梁侧向旁弯73.9100尺寸偏差频次统计表表三中铁四局集团合肥中铁钢结构有限公司根据尺寸偏差频数检查统计表，列出排列图如下：从上面排列可以看出，钢箱梁的截面对角线、截面高度、钢箱梁长宽尺寸和锚箱纵向间距是决定钢箱梁外形尺寸质量的关键因素。0102040305020%40%80%60%100%12437865频数累计频率中铁四局集团合肥中铁钢结构有限公司六、原因分析在找出影响钢箱梁加工制造质量的关键因素后，我们QC小组组织召开小组全体成员会议，小组成员开动脑筋，开阔思路，对关键因素从操作人员的技能和工作态度、加工设备的性能好坏、工装胎具的科学性、加工材料的性能、加工制造工艺方法、过程检测方法、加工制造环境等方面做了较具体分析，分析原因如下：责任心不强技能不高胎具刚度不够钢材表面锈蚀人机料操作不熟练胎具定位不准截面对角线偏差法环焊接工艺不正确过程“三检”未落实焊接间隙超标焊接变形矫正不到位箱梁拼装拼接口超差切割机状况差（一）钢箱梁截面对角线偏差首件检验后未总结测量仪器未鉴定中铁四局集团合肥中铁钢结构有限公司（二）钢箱梁截面高度偏差（三）钢箱梁长宽尺寸偏差工作态度差技能不高切割精度低钢材波浪变形人机料技术交底不清胎具定位不准截面高度偏差法环焊接工艺不当自检不到位下料缺陷超标未预留焊接收缩余量箱梁拼装拼接口超差机械性能差露天制作，气候因素欠考虑测量方法不妥工作态度差技能不高切割精度低钢材未预处理人机料技术交底不清胎具定位不准钢箱长宽尺寸偏差法环焊接顺序不当环境温度欠考虑下料尺寸超标拼装未能正确选择基准面拼装未能刚性固定构件下料轨道不直调运方案不合理卷尺使用不正确中铁四局集团合肥中铁钢结构有限公司（四）锚箱纵向间距偏差工作态度差技能不高放样划线超差钢材未预处理人机料技术交底不清胎具定位不准锚箱纵向间距偏差法环磨光顶紧面不紧密自检不到位下料缺陷超标定位尺寸出现误差未留焊接收缩余量机器性能差首件检验后未总结测量方法不妥中铁四局集团合肥中铁钢结构有限公司七、要因确认针对以上分析原因，小组成员对所有因素进行要因确认。(一)钢箱梁截面对角线偏差要因确认序号原因名称原因分析原因类别1操作不熟练接受培训时间太短，次要原因2责任心不强激励措施不到位次要原因3技能不高岗前培训时间不够，业务不熟主要原因4切割机状况差设备保养不够次要原因5胎具定位不准胎具设计不科学，无纵向挡块主要原因6胎具刚度不够胎具设计不科学次要原因7焊接间隙超标焊接坡口超差，次要原因8钢材表面锈蚀钢材进厂检验不到位次要原因9箱梁拼装拼接口超差操作人员未按工艺方案拼装主要原因10焊接变形矫正不到位矫正方法单一主要原因11焊接工艺不正确焊接工艺未评定,参数不使用次要原因12测量仪器未鉴定质量检验制度不完善次要原因13过程三检未落实质量检验制度不完善次要原因14首件检验后未总结质量检验制度不完善次要原因要因确认表表四中铁四局集团合肥中铁钢结构有限公司(二)钢箱梁截面高度偏差要因确认序号原因名称原因分析原因类别1技术交底不清工艺技术交底不到位次要原因2工作态度差激励措施不到位次要原因3技能不高岗前培训时间不够，业务不熟主要原因4机器性能差设备保养不够次要原因5胎具定位不准胎具设计不科学，无纵向挡块主要原因6切割精度低切割割嘴锋线未清理次要原因7下料缺陷超标下料工序缺乏自检次要原因8钢材波浪变形钢材进厂未预处理次要原因9箱梁拼装拼接口超差操作人员未按工艺方案拼装主要原因10未预留焊接收缩余量技术交底不全面,工艺不成熟主要原因11焊接顺序不当焊接工艺未评定次要原因12测量方法不妥没有正确使用测量仪器次要原因13自检不到位质量检验制度不完善次要原因14露天制作，气候因素欠考虑没有全面考虑环境温度影响次要原因要因确认表表五中铁四局集团合肥中铁钢结构有限公司(三)钢箱梁长度宽度尺寸偏差要因确认序号原因名称原因分析原因类别1技术交底不清工艺技术交底不到位次要原因2工作态度差激励措施不到位次要原因3技能不高岗前培训时间不够，业务不熟主要原因4下料轨道不直设备保养不够次要原因5胎具定位不准胎具设计不科学，无纵向挡块主要原因6切割精度低割嘴锋线未清理次要原因7下料尺寸超标下料工序缺乏自检次要原因8钢材未预处理钢材进厂检验不到位次要原因9拼装未能刚性固定构件胎具设计不科学,未按工艺要求拼装主要原因10拼装基准面选择不正确操作人员未按工艺方案拼装主要原因11焊接顺序不当焊接工艺未评定，未按要求作次要原因12卷尺使用不正确没正确使用拉力器辅助测量次要原因13环境温度欠考虑没有考虑温度对构件热影响次要原因14吊运方案不合理吊点选择不合理，产生变形次要原因要因确认表表六中铁四局集团合肥中铁钢结构有限公司(四)锚箱纵向间距偏差要因确认序号原因名称原因分析原因类别1技术交底不清接受培训时间太短次要原因2工作态度差激励措施不到位次要原因3技能不高岗前培训时间不够，业务不熟主要原因4机器性能差设备保养不够次要原因5胎具定位不准胎具设计不科学，无纵向挡块主要原因6放样划线超差划线缺乏测量复核，主要原因7下料缺陷超标下料工序缺乏自检次要原因8钢材未预处理钢材进厂检验不到位次要原因9