钢箱梁焊接变形质量控制_pdf

筑龙网开口式大截面钢箱梁焊接变形控制发表人：XX市梅观立交桥项目部钢箱梁质量控制QC小组年月筑龙网目录一、工程概况二、小组概况三、选题理由四、现状调查五、确定目标六、可行性分析七、原因分析八、对策与措施九、活动效果十、巩固措施十一、总结及发展方向筑龙网一、工程概况深圳市南坪快速路工程－梅观立交桥位于南坪快速干道东西部接合点，跨越皇岗路段，为全互通立交，有“深圳第一立交”之称。共有1个主线桥、8个匝道，其中主线桥、A、B、C、D匝道跨皇岗路段桥梁上部采用钢—砼预应力结合梁，钢箱梁采用开口式箱梁形式。我部承建的工程为钢箱梁的制造和安装。设计选材为国标GB/T1591-94中的Q345C级钢，腹板与上翼板和底板之间的主要角焊缝为全熔透焊缝。采用场内分段制作、整体拼装、分段运输及吊装、安装现场用高强螺栓进行拼接的制作工艺。主要工法为节段安装为简支梁，再用高栓连接成一联连续梁。根据桥梁结构按匝道划分成各分部工程，其几何参数各不相同，主要分为单箱单室和单箱双室两种截面形式，以A匝道和B匝道为例，具体情况如下：A匝道：范围为A10～A14墩，采用钢-砼组合梁，设置有竖曲线，平曲线半径R=105米，全长为142m。横向断面为单箱双室，钢梁高1350mm，顶宽6584mm，底宽6060mm，腹板为16、20mm，上翼板为22mm，底板为22、30mm，桥面横坡为1.5%，由腹板不等高实现。筑龙网匝道：范围为B6～B10墩，主梁采用钢-砼组合梁。设置有竖曲线，平曲线半径R=220米，全长152m，横向断面为单箱单室，钢梁高1450mm，顶宽4684mm，底宽4060mm，桥面设置有坡度为1.5%的横坡，由腹板不等高实现，腹板为16、18mm，上翼板为25mm，底板为25、36mm。B匝道钢箱梁横断面示意图筑龙网，桥宽11m，跨径布置：3×33m+(33+49+33)m+(31+44C匝道桥，C0+249.970～C0+676.763，+32.733)m+3×33m=420.733mC0+881.833通道人行桥B0+584.753通道E匝道B匝道F匝道D匝道H匝道A匝道与现状路面顺接破绿化修建路面梅观立交设计范围第六合同段设计范围梅观立交设计范围设计范围第六合同段37.327.93×(3×25m)+(25+46+46+25)m+3×25m=442m，主线桥，6+562.913～7+146.973，全长584.06m，桥宽2×17m，跨径布置：左幅桥：3×25m+(24+2×44.5+24)m+(27+2×51+27)m+2×(3×35m)＝578m(25.5+27+40+36.5+27)m+2×(3×35m)＝578m右幅桥：3×25m+(24+2×44.5+24)m+118005000+3×33m=553m，全长558.88m，桥宽9.5～13.25m，桥跨布置：(40+60+40)m+4×25m+3×33m+(33+49+33)mD匝道桥，D0+175.486～D0+735.000，5×25m+(30+42+50+30)m=252m全长283.06m，桥宽8m，桥跨布置：B匝道桥，B0+228.225～B0+511.285，A匝道桥，A0+237.732～A0+685.792，全长448.06m，桥宽11m，桥跨布置：梅观立交第六合同段设计范围设计范围保留现状中央防撞墙保留现状中央防撞墙破绿化修建路面3号挡土墙5号挡土墙4号挡土墙7号挡土墙6号挡土墙8号挡土墙9号挡土墙11号挡土墙10号挡土墙与现状皇岗路顺接筑龙网二、小组概况小组名称深圳市梅观立交桥项目部钢箱梁质量控制QC小组成立时间2005年5月课题名称开口式大截面钢箱梁焊接变形控制小组类型现场型组长赵玉民活动日期2005.5.12～2005.7.18课题注册2005.5.18小组成员8人注册编号QC51—001活动频率2次/月，出勤率100％QC教育时间48小时以上QC小组成员表序号姓名年龄性别职务组内职务文化程度1赵玉民48男项目经理组长本科2陆军26男项目总工副组长本科3严志利35男事业部副部长组员本科4曾智荣23男工程师组员本科5柴仕运49男质检部长组员中专6杜桂香52女监造工程师组员本科7郭爱宝50男质检员组员中专8史秀梅22女测量员组员本科三、选题理由施工要点第一次制造具有平曲线、竖曲线、横坡相结合的单箱双室钢箱梁，经验不足。工艺不成熟控制焊接变形是提高产品质量的重点和难点。筑龙网四、现状调查现状一：1、本工程所用钢板厚度为中厚板，最厚为36mm，钢板对接时焊接变形大；2、工艺不够成熟；3、施工人员对工艺理解程度不够，不按照工艺要求进行施工；4、现有的设备无法满足施工要求；现状二：节段梁的制造误差超出《铁路钢桥制造规范》(TB10212-98)要求,对各项控制参数进行抽样检查，检查结果如下：项目检查数目允许误差合格数合格率优良数优良率横断面对角线差1004mm8888％7272％旁弯100(3+0.1L)mm8585％7474％拱度100(+10，-5)8686％6969％扭曲100每米≤1mm且每段≤10mm8181％6565％结论：产品质量平均合格率为85％，优良率为70％。五、确定目标制造误差控制在《铁路钢桥制造规范》(TB10212-98)的要求内，安装筑龙网后整桥达到设计要求的预拱度和线形。产品质量平均合格率为95％，优良率为85％。85709585020406080100活动前活动后合格率优良率六、可行性分析可行性分析技术人员设备场地通过试验梁的制造，再拟定制造工艺。QC小组由项目总工牵头进行活动，对技术管理人员进行岗前培训。有两台30t和一台50t的30m跨大型龙门吊，场地大，长200m×宽120m，接料、翻身、倒运工作比较方便。目标可实现筑龙网七、原因分析焊接变形焊接规范选择不合理焊接顺序、方向不合理焊接接头布置不合理反变形工装不合理施工人员经验不足、质量意识不强焊接工艺不完善设备简陋无工装夹无数控切无铣边机下料前未进行平板工作环境不好气温高、露天作业噪音大单元件精度低、组装顺序不合理施工人员经验不足不按要求矫正方法不合理梁体本身结构太大设备受限无多头切无平板机筑龙网施工人员操作技能、经验及质量意识不足制梁现场施工人员操作技能经验及质量意识影响钢箱梁整个施工过程是主因2焊接工艺不完善制梁现场焊接工艺不合理引起严重的焊接变形，缺陷等，这是焊接质量的主要控制点是主因3下料前钢板平整度达不到要求制梁现场无平板机，靠火焰矫正非主因4胎架的刚度不够、放样误差制梁现场影响整桥的拱度、整体线形非主因5矫正方法不合理制梁现场施工人员经验不足、钢梁本身结构尺寸大以及设备受限等使焊接变形不能得到有效的矫正是主因6单元件的精度低组装顺序不合理制梁现场单元件的精度低使焊接变形量增大，组装顺序关系到焊接顺序，而焊接顺序将引起箱梁内部应力问题。不合理的拼装、焊接顺序导致内应力不平衡，使钢梁变形是主因7设备简陋制梁现场无平板机、数控切割机、多头切割机、铣边机等非主因筑龙网工作环境恶劣制梁现场噪音大，气温高，露天作业，无降温措施非主因八、对策与措施对策表序号影响因素目标对策措施执行人时间效果1施工人员经验及质量意识不足施工人员熟练掌握施工工艺，有较强的质量意识提高施工人员的施工水平加强管理人员及施工人员的培训学习，对每道工序进行详细的技术交底陆军全过程好2焊接工艺不完善使工艺更合理化，减小焊接变形，提高焊接质量加强焊接质量的控制，严肃工艺纪律通过对试验梁的试验，完善焊接工艺，形成焊接工艺文件，现场直接监督指导作业曾智荣全过程好3单元件的精度低、组装顺序不合理提高精度、组装顺序合理化，减小焊接变形严格按工艺要求进行施工提高单元件制造的精度、提高施工人员对工艺的理解程度，并按照工艺进行组装柴仕运全过程好筑龙网矫正方法不合理对焊接变形进行有效的矫正技术人员提出矫正方案对不同情况的焊接变形做出矫正方案，通过对试验梁进行试验得出变形曲线郭爱宝全过程好对策实施实施一：在施工过程中，项目总工从施工的各个方面对施工队伍进行了培训，对工艺流程（材料进场母材复验工艺评定超探检验号料检查气割下料检查组拼检查接长接宽隔板组拼检查腹板与翼板组拼T型梁底板钻孔检查节段组拼检查节段焊接检查探伤检查节段大拼检查制孔检查主缝焊接检查探伤检查防腐处理检查合格出场）每一道工序进行详细的技术交底，并派技术人员到现场指导并监督执行，提高技术管理人员、施工队伍的施工技能和质量意识。在此期间项目部定时对人员进行培训，同时在出现问题时及时组织人员进行分析问题和解决问题，并制定防范措施。效果：通过对人员的培训大大提高了技术管理人员及施工队伍的管理、筑龙网施工水平和质量意识，有效地促进了生产走向正轨。实施二：在施工过程中，由理论指导实践，从实践中得出经验，通过试验梁的试验得到的试验结果对焊接规范、焊接顺序、焊接接头的布置、反变形工装进行调整，使其更合理化，使得构件的变形和残留应力等控制在最小的状态。焊接时尽量采用平位焊，避免仰角焊，埋弧自动焊时采用平位焊或船形焊。底板对接后进行角变形的矫正后再进行接长或接宽。主角焊缝及底板纵肋焊缝焊接顺序从跨中向两端由双人从两侧对称同时施焊。根据设计板厚的分布情况和设计接头形式编制焊接作业指导书，逐步完善焊接工艺。所有焊工必须持证上岗，技术人员现场监督焊接过程，发现违规操作时做到立即纠正，实行焊接质量责任制，对焊缝探伤检查一次性合格率达到100％的施工人员进行奖励，对返工率高的焊接清理出队。效果：通过对策的实施，从中得出了不少好的经验，从而完善了焊接工艺，并使焊工素质明显提高，焊缝质量有了明显的改观，从而大大减小了焊接变形。实施三：箱形梁的组装精度是控制箱形梁变形的决定因素，而单元件的尺寸精度是保证箱梁组装质量的关键，腹板和隔板又是最重要的构件，所以必须控制好腹板和隔板的尺寸精度。隔板的垂直度、尺寸公差和腹板的弧度、拱度、角变形直接影响组装的钢箱梁的旁弯、扭曲度。由于现场没有精密切割设备，通过制造靠模的筑龙网方法来检查隔板的尺寸公差，构件宽度、高度、对角线误差等尺寸的修磨和补焊均在此工序进行，使得整桥的每一块隔板的尺寸一致，如下图所示：留一条边进行补焊和用砂轮机对打捆的隔板进行整体修磨，最终达到规范要求：宽度（+0.5，0）、高度（+0.5，-0.5）、垂直度≤h/2000、对角线（-1.0，+1.0）。用火焰矫正的方法对腹板对接所引起的角变行进行矫正，采用半自动气割按图纸中给出的拱度值切割出预拱曲线，如下图所示：腹板的弧度在其与翼板组对成T型梁时通过在翼板上画定位线和定位挡块实现，对组对后的T型梁拱度达不到要求处，采用人工火焰矫正的方法，最终将整跨的拱度值控制在规范要求内（-5，+10）。组装顺序关系到焊接顺序，而焊接顺序将引起箱梁内部应力问题。不合理的拼装、焊接顺序导致内应力不平衡，使钢梁变形，所以控制好组装顺序对钢梁变形具有重要的意义。通过试验梁变形的控制制定出组装顺序筑龙网如下：1、单元件组装：①隔板组装：将下好料的隔板与其加劲肋、钢护筒进行组拼，检查合格后再进行施焊；②T型梁的组装：在翼板上划出腹板与其接合线，设置定位挡块，按腹板的上拱度将翼缘板间垫实贴紧