竇建波 朱光耀 苑高建

一、工程概況

許昌至信陽(yáng)高速公路第1合同段位于許昌市建安區(qū)，項(xiàng)目榆林樞紐互通立交位于許廣高速公路與永登高速公路交叉口位置，為立交改建工程。其中，跨線鋼箱梁為互通區(qū)域內(nèi)主線1號(hào)橋、A匝道、C匝道、F匝道2號(hào)橋、G匝道橋及新天橋，共計(jì)6座跨線橋梁。主線1號(hào)橋?yàn)橹锌玟撓淞?，長(zhǎng)度60米，分左右幅，重量905.6噸；A、C、G匝道橋?yàn)槿邕B續(xù)鋼箱梁，長(zhǎng)度40+60+40米，重量均為867噸；F匝道2號(hào)橋?yàn)橹锌玟撓淞海L(zhǎng)度60米，重量291.6噸；新天橋?yàn)橹锌玟撓淞?，長(zhǎng)度為60米，重量284.6噸。所有鋼箱梁在加工廠分段制作，驗(yàn)收合格后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)項(xiàng)安裝施工。

二、鋼箱梁制作流程及分段

1. 制作流程

技術(shù)準(zhǔn)備→原材采購(gòu)→原材復(fù)驗(yàn)→鋼材預(yù)處理→下料→單元件焊接→分段總裝→工廠預(yù)拼裝→現(xiàn)場(chǎng)焊接→防腐涂裝→驗(yàn)收。

2. 鋼箱梁分段

本項(xiàng)目榆林樞紐互通范圍內(nèi)被交叉道路交通流量較大，施工環(huán)境復(fù)雜，鋼箱梁分段首先應(yīng)滿足復(fù)雜施工環(huán)境下箱梁吊裝的安全性和可靠性，同時(shí)盡量減少對(duì)道路交通的影響；其次應(yīng)滿足箱梁節(jié)段運(yùn)輸和吊裝的要求。鋼箱梁分段首先要滿足設(shè)計(jì)要求，其次加工廠對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行深化，深化后的分段圖紙需要上報(bào)原設(shè)計(jì)院審批，審批通過后方能執(zhí)行，分段要滿足現(xiàn)場(chǎng)吊裝施工、安全質(zhì)量可靠等要求。結(jié)合生產(chǎn)廠家實(shí)際，本工程鋼箱梁?jiǎn)喂?jié)段重量原則上控制在45噸以內(nèi)、寬度控制住在5米以內(nèi)、長(zhǎng)度控制住20米以內(nèi)。

三、鋼箱梁精益制造質(zhì)量控制

1. 技術(shù)準(zhǔn)備

首先結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙及各種規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，采用BOX-3D、TEKLA軟件進(jìn)行施工圖紙深化，這一步非常關(guān)鍵，通過圖紙深化可以將鋼材利用率最大化，將各類構(gòu)件鋼材損耗率降到最低，得到各類構(gòu)件施工下料的詳細(xì)數(shù)據(jù)，對(duì)焊接及總裝都十分重要。

2. 原材采購(gòu)

根據(jù)鋼箱梁專業(yè)分包技術(shù)部提供的鋼材用量匯總表，物供部編制《原材采購(gòu)計(jì)劃》，報(bào)項(xiàng)目經(jīng)理審批，審批后按公司物資采購(gòu)制度進(jìn)行采購(gòu)，原材單位從公司原材供應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中篩選，選擇評(píng)分等級(jí)較高的生產(chǎn)廠家，對(duì)選定的單位需要通過公司各部門民主投票表決，對(duì)通過表決的原材供應(yīng)商采用邀標(biāo)方式。

3. 原材復(fù)驗(yàn)

本標(biāo)段鋼箱梁采用Q345qD及Q355qD鋼板，按三同原則（同廠、同材、同厚），每10個(gè)爐（批）號(hào)抽檢一組試件，作化學(xué)成份和力學(xué)性能試驗(yàn)，后續(xù)各批做化學(xué)成分分析，所有材料均應(yīng)根據(jù)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)復(fù)檢合格后方可使用。

4. 鋼板預(yù)處理

鋼板預(yù)處理前在校平機(jī)上校平，控制平面度≤1mm/m，鋼板在鋼材預(yù)處理流水線上完成拋丸處理和噴涂車間底漆工作，表面處理等級(jí)達(dá)到Sa2.5。

5. 下料

橋梁各類構(gòu)件均可采用數(shù)控火焰或等離子切割，精密切割表面質(zhì)量控制對(duì)于表面粗糙度主要零部件控制在25μm內(nèi)，次要零部件控制在50μm內(nèi)；崩坑主要零部件不允許，次要零部件1米長(zhǎng)度內(nèi)允許有一處，深度≤1.0mm；塌角允許半徑小于0.5mm程度的圓角；氣割垂直度不大于板厚的5%且不大于2mm。

6. 單元件焊接

焊接質(zhì)量與焊接變形的控制是本工程制造精度控制的基礎(chǔ)。鋼箱梁焊接前通過焊接工藝評(píng)定確保焊縫質(zhì)量滿足結(jié)構(gòu)受力要求。按設(shè)計(jì)要求，鋼箱梁各種板件的對(duì)接焊縫采用開坡口全熔透焊接，腹板與頂?shù)装逯g采用開坡口全熔透焊接，普通橫隔板與頂?shù)赘拱逯g采用雙面貼角焊縫，支點(diǎn)橫隔板與頂?shù)赘拱逯g采用開坡口全熔透對(duì)接與角接組焊焊縫，支點(diǎn)加勁板與橫隔板、底板之間采用開坡口全熔透對(duì)接與角接組和合焊縫，U肋與頂?shù)装逯g采用U肋開坡口深熔焊（熔透深度≥80%），頂?shù)赘拱蹇v向T肋或Ⅰ肋與頂?shù)赘拱逯g采用雙面貼角焊縫。在本工程制造中，工廠將運(yùn)用先進(jìn)的機(jī)械臂焊接技術(shù)，提高焊接效率和質(zhì)量，保證制造精度。

7. 分段總裝及工廠預(yù)拼裝

本工程鋼箱梁總拼及預(yù)拼裝同時(shí)進(jìn)行（以下簡(jiǎn)稱總拼）?？偲床捎谩暗寡b”工藝。為滿足現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)易于調(diào)校各板的相互位置，對(duì)內(nèi)、外腹板焊縫預(yù)留200mm現(xiàn)場(chǎng)施焊。以道路中心線為基準(zhǔn)線橫向向兩側(cè)對(duì)稱組裝，寬度收縮量預(yù)留3mm/道，襯墊焊接間隙保證為6～8mm；縱向按照從一邊向另一邊組裝。因面、底、腹板配切余量約為15～20mm，相鄰梁段間距比理論大80mm，避免安裝時(shí)面、底、腹板發(fā)生抵觸，待一個(gè)輪次鋼箱梁組焊完畢并解除所有約束、調(diào)校完畢及箱口匹配調(diào)整后對(duì)非基準(zhǔn)端端面進(jìn)行配切，配切預(yù)留現(xiàn)場(chǎng)焊接間隙6～8mm、對(duì)接焊縫收縮量3mm/道。鋼箱梁兩端中心線及橫隔板位置，均需設(shè)置長(zhǎng)度、標(biāo)高、軸線測(cè)量控制點(diǎn)。

8. 現(xiàn)場(chǎng)焊接

鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)場(chǎng)對(duì)橋梁線形進(jìn)行復(fù)測(cè)，核對(duì)鋼箱梁支座位置及高程。鋼構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)前，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)俅螌?duì)支座進(jìn)行復(fù)測(cè)，有問題查明原因及時(shí)與設(shè)計(jì)協(xié)商，在加工廠內(nèi)處理。鋼箱梁吊裝就位時(shí)梁段精確匹配高程誤差控制在2mm之內(nèi)。箱梁安裝偏差的調(diào)整按照先平面位置再高程的順序進(jìn)行。鋼箱梁就位后經(jīng)測(cè)量校正后，加設(shè)馬板進(jìn)行固定，待焊接完成后拆除馬板。

本工程鋼箱梁跨度大，采用臨時(shí)支架法施工時(shí)，為保證鋼箱梁的豎向曲線，在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，鋼箱梁應(yīng)考慮施工預(yù)起拱，施工預(yù)起拱按照以往的施工經(jīng)驗(yàn)和結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)施工規(guī)范的要求，通過胎架的高度變化來實(shí)現(xiàn)。

9. 防腐涂裝

涂料漆膜應(yīng)均勻、細(xì)致、光亮、完整和色澤一致，不得有粗糙不平、漏漆、錯(cuò)漆、皺紋、針孔及嚴(yán)重流掛等缺陷。

涂層厚度采用磁性測(cè)厚儀檢測(cè)，按GB/T13452.2規(guī)定進(jìn)行。10m2以下每類構(gòu)件為一個(gè)測(cè)量單元，大構(gòu)件以10m2為一個(gè)測(cè)量單元，每個(gè)測(cè)量單元至少先取三處基準(zhǔn)面，每個(gè)基準(zhǔn)面測(cè)量5個(gè)點(diǎn)，取算術(shù)平均值，要求90%的測(cè)量點(diǎn)厚度應(yīng)符合要求，其余測(cè)量點(diǎn)的厚應(yīng)度不低于本規(guī)程規(guī)定值的90%。

涂膜沒有完全固化前要按規(guī)定時(shí)間進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，涂膜達(dá)到規(guī)范要求的標(biāo)準(zhǔn)前嚴(yán)禁吊裝、淋雨、浸水以及接觸腐蝕介質(zhì)。

本工程鋼箱梁所有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件均需進(jìn)行防腐涂裝，防腐設(shè)計(jì)年限為 25年（長(zhǎng)效型）。鋼結(jié)構(gòu)涂裝前進(jìn)行表面處理，噴砂除銹不低于 Sa2.5 級(jí)，粗糙度 Rz30～75μm。表面清理、涂層質(zhì)量、施工工藝嚴(yán)格按照《公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件》(JT-T722-2008）技術(shù)要求執(zhí)行。

四、鋼箱梁精益制造質(zhì)量保證措施

1. 質(zhì)量保證組織機(jī)構(gòu)建立

鋼箱梁加工生產(chǎn)單位組建“許昌至信陽(yáng)高速公路1標(biāo)榆林樞紐互通式立交鋼箱梁工程質(zhì)量保證體系”，任命項(xiàng)目經(jīng)理、項(xiàng)目總工、工程主管、技術(shù)主管、質(zhì)量主管、材料主管、設(shè)備主管及安全員等管理人員對(duì)鋼箱梁全壽命周期進(jìn)行質(zhì)量把控，確保其在全壽命周期內(nèi)滿足各項(xiàng)要求。

2. 各工序的質(zhì)量控制

堅(jiān)持以“預(yù)防為主，防治結(jié)合，綜合治理”的方針，對(duì)施工全過程進(jìn)行全面質(zhì)量控制。重點(diǎn)對(duì)本工程制造中的結(jié)構(gòu)外形、單元件制造、預(yù)拼裝質(zhì)量、焊縫的內(nèi)外焊接質(zhì)量、涂裝質(zhì)量及工地拼裝等主要質(zhì)量要素進(jìn)行有全面控制。嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝質(zhì)量作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行施工，建立構(gòu)件從下料到總裝全過程工藝記錄臺(tái)賬；并行施工實(shí)名制銘牌制度，做到任何質(zhì)量問題均能快速追溯源頭及原因定位，做到質(zhì)量問題及時(shí)處理。

同時(shí)項(xiàng)目部安排專業(yè)管理人員進(jìn)行駐廠監(jiān)造工作，監(jiān)造人員嚴(yán)格按照監(jiān)造細(xì)節(jié)實(shí)施監(jiān)造，接受監(jiān)理及業(yè)主的抽查，全面完成質(zhì)量目標(biāo)。

3. 檢測(cè)試驗(yàn)手段

（1）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)檢設(shè)備

生產(chǎn)過程中采用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、全站儀、游標(biāo)卡尺、鋼尺、水平尺、角度儀、漆膜測(cè)厚儀等量具對(duì)生產(chǎn)加工過程進(jìn)行質(zhì)量控制。

（2）原材理化檢驗(yàn)

鋼結(jié)構(gòu)制造所用材料嚴(yán)格按技術(shù)要求進(jìn)行理化檢驗(yàn)。

（3）原材無損檢驗(yàn)

本工程全熔透焊縫采用超聲波檢測(cè)和無損探傷儀進(jìn)行焊縫質(zhì)量檢查。

4. 加工制造過程檢驗(yàn)

（1）鋼箱梁加工制造各工序嚴(yán)格執(zhí)行驗(yàn)收“三檢制”；

（2）項(xiàng)目部監(jiān)造人員驗(yàn)收通過后報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收，監(jiān)理單位驗(yàn)收合格后方可進(jìn)入下道生產(chǎn)工序；

（3）項(xiàng)目部委派專業(yè)管理人員駐廠監(jiān)造，負(fù)責(zé)鋼箱梁生產(chǎn)加工質(zhì)量全過程控制；

（4）駐廠監(jiān)造管理人員現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查，檢查生產(chǎn)過程中質(zhì)量管理制度、檢驗(yàn)制度以及工藝指導(dǎo)書的執(zhí)行情況；

（5） 駐廠監(jiān)造管理人員不定期抽查各工序的生產(chǎn)質(zhì)量；

（6）駐廠監(jiān)造管理人員協(xié)調(diào)處理現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的各類質(zhì)量問題，保證各工序處于受控狀態(tài)，維護(hù)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量體系的正常運(yùn)行。

五、加工生產(chǎn)質(zhì)量返工控制措施

本項(xiàng)目鋼箱梁處在榆林互通樞紐區(qū)的咽喉，鋼箱梁全部跨線，施工工期非常緊張，已通過審批的保通方案對(duì)鋼箱梁吊裝工期僅為67天，這就要求鋼箱梁在加工制造過程中，盡量減少返工，提高精益制造的質(zhì)量。項(xiàng)目部為提高精益制造，專門成立了QC管理小組，通過QC活動(dòng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)返工問題進(jìn)行控制，將焊縫合格率提升到96%以上，這樣返工工程量非常少，有效保證了工期要求。

鋼箱梁加工生產(chǎn)過程中，項(xiàng)目部編制《許昌至信陽(yáng)高速公路項(xiàng)目第1合同段鋼箱梁質(zhì)量管理獎(jiǎng)罰辦法》，并落實(shí)該文件各項(xiàng)規(guī)定，加工生產(chǎn)每道工序建立詳細(xì)的施工臺(tái)賬，焊工全員實(shí)行實(shí)名制，對(duì)施工落實(shí)到個(gè)人，通過這樣的辦法可以達(dá)到預(yù)定的效果。

六、成品驗(yàn)收和工程資料的控制

（1）構(gòu)件于加工廠制造完成后出廠之前，由項(xiàng)目部質(zhì)量管理部門進(jìn)行全面質(zhì)量檢查，質(zhì)量檢查驗(yàn)收文件資料均符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTG/TF50-2020的要求，并經(jīng)監(jiān)理工程師確認(rèn)，簽證合格后，填發(fā)產(chǎn)品合格證。

（2）鋼結(jié)構(gòu)制造、工地焊接工程竣工資料按業(yè)主要求進(jìn)行編制、整理、立卷、歸檔。

（3）質(zhì)量檢驗(yàn)原始資料保證做到真實(shí)、準(zhǔn)確、可靠，內(nèi)容完整。

（4）監(jiān)理獨(dú)立檢查的工序，接受檢查時(shí)向監(jiān)理出示原始資料。

（5） 按照業(yè)主、監(jiān)理和合同及技術(shù)規(guī)范的要求，整理好鋼結(jié)構(gòu)制造各分部、分項(xiàng)的竣工資料、竣工圖，均報(bào)監(jiān)理及業(yè)主審查確認(rèn)后提交。

七、結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合工程實(shí)例，從鋼箱梁加工生產(chǎn)質(zhì)量控制角度出發(fā)，闡述了鋼箱梁在工廠生產(chǎn)過程中如何進(jìn)行精益制造及質(zhì)量控制；對(duì)行業(yè)從業(yè)人員會(huì)起到一定的指導(dǎo)作用。鋼箱梁是高速跨線橋的主流結(jié)構(gòu)形式，因其加工精密，技術(shù)要求高，專業(yè)性強(qiáng)等特點(diǎn)，使得在施工過程中要嚴(yán)格控制其制造的質(zhì)量，只有加強(qiáng)精益制造過程才能起到風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避，提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。