钢管拱制造工艺

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摘要：介绍钢管拱制造一般工艺。

关键词：钢管拱；主拱肋；工艺

中图分类号： TU511.3+7文献标识码：A 文章编号：

Abstract：It introduces the pipeline arch manufacturing process.

Keywords: pipeline arch, main arch, process

钢管拱桥主拱肋一般为空间桁架结构。拱肋钢管主桁架为全焊接结构，其焊接质量和结构空间几何尺寸及线型的要求都很高。根据设计要求及制造、安装特点，主拱肋制造对其拱形线性精度、节段与节段之间联接的匹配精度、吊杆锚固及横撑安装位置精度和焊接质量等是关键质量要素。影响这些质量的因素也很多，有下料切割、弦管煨变、相贯线加工、工装胎具制、组装合样和焊接变形控制等，涉及到每道工序。为保证制造质量，将根据各工序的工艺特点，分别制定相应的工艺技术措施，设置关键质量控制点。因此，针对钢管拱桁架的结构特点、质量及精度要求，按精度控制技术、成组制造技术以及工艺相似性和结构相似性原理，将拱肋桁架吊装节段的制造实行多条流水线分道平行作业，其工艺大致如下：

一、主拱肋制造工艺

1材料采购及复验

钢管拱桁架结构制造用料，如钢管、钢板、焊接材料及涂装材料等应符合设计文件的要求和现行标准的规定。其中直缝焊接钢管和钢板按定尺要求采购，尽量避免对接焊缝。材料供应商须经评审合格。所有材料除必须提供完整的材料质量证明书和产品合格证外，还应进行复验，复验合格者方可办理入库手续。 如果受供应商或运输条件限制，直缝焊接钢管和钢板不能按定尺供应时，工厂将采用埋弧自动焊对接。直缝焊接钢管对接在焊接转胎上进行，其内环缝采用CO2气体保护电弧焊封底焊接。 材质复验及直缝焊接管直径控制是该工序质量控制的关键。

2零件放样、下料及加工

根据设计院提供的设计图和相关文件绘制施工图，并编制制造工艺。施工者根据施工图和制造工艺对零件进行放样，全部零件应做好标识。

(1).零件的放样：①板类零件直接或用样板放样，放样前钢板应进行机械校平处理。②管类零件用微机制图做出样板放样。

(2).零件的下料及加工：①板类零件可以直接用精密数控等离子切割机或多头切割机精密切割下料，对板厚在12mm以下的板零件，也可用剪切方法下料，但剪切后加工剪切边缘，消除因剪切可能产生的微裂纹。 ②连接板钻孔直接用精密数控钻床完成。 ③管类零件以钢管中线为基准，用样板划两端相贯线。允许用氧乙炔焰精密切割完成，或初步切割后再用相贯线组合加工机床加工完成，然后再按焊接要求制作焊接坡口。

本工序对下料精度的控制，特别是对钢管相贯线精度及其坡口尺寸精度的控制是质量控制的关键。

3弦管煨弯

(1)根据设计要求合理分配弦管对接位置，确定对接弦管长度。

(2)用微机制图，计算出各弦管拱形曲线的控制点。相邻控制点间距不超过1000mm，以保证获得连续的曲线。

(3)在工厂自制的特大型弯管设备，全液压--远红外自动弯管机上,按给定的控制点，调节煨弯工艺拱度曲线、安装弦管及辅件，煨弯弦管。

(4)热煨弯温度应设定在720-780度。在此温度下，金属处于塑性状态，通过液压顶推装置缓慢地施加一定的外力，使钢管发生弯曲变形。煨弯加热位置由钢管中间向两端移动，每处煨弯量根据预拱曲线确定，并通过调节钢管夹持装置进行控制。

(5)在工作平台上根据弦管预拱曲线按1:1比例放大样，待煨弯的钢管完全冷却至室温后将其放在平台上合样检查，并辅之以局部火焰矫正，使其精度达到要求，同时做上基准线及编号等标识，以利下步工作。

钢管煨弯工艺的关键在于：①严格控制各点加热温度，过高或过低都不适宜。②煨弯是渐进的，过程控制必须严格，各点弯曲量及加载速度必须严格控制。③煨弯后合样检查和调整，是保证弦管拱形曲线符合要求的不可缺少的控制措施。

4胎架制造

根据设计图样及组拼装工艺方法，设计制造主拱肋节段桁架组拼装胎架、“K”形及“米”形横撑组拼装胎架，胎架线型值由计算机提供，胎架必须牢固可靠，各种标记（中心线、检查线、轮廓线等）齐全，并作出明显样冲印记，施工时根据胎架设计图纸进行制造。

5主拱肋节段拱圈桁架组拼装

(1)、拱肋节段桁片的组拼及焊接（小拼）

在钢制平台上的钢制胎架内进行拱肋节段桁片(腹杆与上、下弦管所组成的平面单元)的组拼及焊接。①按桁片构造图制作地样，放上、下主弦管的位置线及直腹管的位置线，安装好定位板并确认。②将上、下主弦管按地样位置分别定位，复查弦管间的尺寸，复查桁片上、 下弦管的预拱曲线。 ③直腹管按地样位置分别定位。④再全面复查桁片各部位的拼装尺寸，确认后做好记录。⑤焊接：桁片点固后按施焊顺序焊接。⑥焊接检验。⑦合样及校正：上拼装平台合样检验，检查弦管椭园度、弦管中心组合误差及对角线误差，矫正达图纸要求，并作好记录。⑧划线：划上、下主弦管端口的十字中心线及安装吊索扣点的位置线，并打样冲，作好标识。⑨检验。⑩编号并作好标识。

该工序的关键控制点是：两弦管之中心距精度；组焊后拱肋节段桁片单元之扭曲和拱形曲线精度；腹杆与弦管之焊接质量。

（2）、拱肋节段组装及焊接（中拼）

拱肋节段的组装及焊接在专用拼装胎架上进行。①将一片拱肋节段桁片吊入胎架，定位好后固定。②将节段内上、下弦管单元的上横联盖板、缀板、平联板（或管）吊入并定位。③将相应的另一片拱肋节段桁片吊入胎架并定位固定，使横联盖板、缀板、平联板（或管）与上、下弦管密贴。④再全面复查拱肋节段各部位的拼装尺寸，确认后并作好记录。⑤焊接：点固后在胎模中按施焊顺序对称施焊。⑥拱肋节段内上、下弦管单元的上盖板、缀板、平联板（或管）拼装完成后，再将拱肋节段翻身并固定在专用拼装胎架上，然后再吊入上、下弦管单元的下盖板并定位，使下盖板与上、下弦管密贴。焊接方法同上。⑦校正及检验。 ⑧节段端口联接部位的确认。⑨用手工气割方法修割弦管端部，至符合要求。⑩节段间联接部位的制备。⑾交验。⑿编号并作好标识

该工序控制要点：节段拱形曲线精度；缀板与弦管的焊缝焊接质量；节段端口的尺寸精度。

（3）单拱肋节段接头组装定位（预拼）

为了保证拱肋节段间的精密配合，确保节段的准确定位，达到拱肋总拼后拱轴线符合设计要求，必须进行拱肋节段与节段间的预拼装，预拼装方式为半孔平卧式。 在拱肋节段预拼装阶段，主要完成相邻拱肋阶段配合精度及弦管连接结合精度的调整工作，确保相邻拱肋阶段结合面的配合精度，使弦管弧线正确无误并光顺一致。

预拼在胎架上进行，按半孔拱肋节段为一组进行预拼。预拼胎架制造第一节段拱肋上胎架调整水平拱度等尺寸定位检验第二节段拱肋上胎架调整水平拱度等尺寸定位检验第三节段拱肋上胎架调整水平拱度等尺寸定位检验预栓接相邻节段间的结合焊检验打上各种标识 双件拱肋预拼准.

该工序关键控制点：主拱圈的拱轴曲线精度；拱脚连接法兰座、横撑、吊杆锚座的位置精度；焊接质量。

（4）、双拱肋试装（大拼）

为了同段拱肋节段间横撑的拼装。在拱肋节段与横撑总拼装阶段，主要完成拱肋节段弦管与横撑连接管（件）的定位及焊接工作，确保拱肋节段与横撑的结合精度。

预拼胎架制造 一件拱肋上胎架定位“K”型横撑、“米”型横撑、单元上胎架定位 相对应的另一件拱肋上胎架定位调整水平拱度等尺寸 横撑座管装焊 临时连接试装检验 解体发运前准备 发运.

以钢管十字线为基准，在工作平台上，调整好两拱肋相对距离（确定左右位置）并使相应节段中心线重合（确定前后高低位置），试装横撑，验证、调整横撑座位置并焊接。

二、横撑组件制造

根据设计要求在工作平台上放出1:1大样图，按与主拱肋相似的方法组装焊接。

横撑制造的关键是严格控制与拱肋连接的端口尺寸精度和焊接质量。

1“K”型横撑单元件制造

“K”型横撑组拼装（平面桁片和立体组拼）胎架制造左横撑主管上胎架定位桁片平联杆装配右横撑主管上胎架定位组装成片体焊接修磨、校正检验 将四个片体上“K”型横撑组拼装胎架定位斜杆装配定位焊接 检验吊点及临时支撑装焊预拼前的准备。

2“米”型横撑单元件制造

“米”型横撑组拼装（平面桁片和立体组拼）胎架制造 左横撑主管上胎架定位 桁片平联杆装配右横撑主管上胎架定位组装成片体焊接 修磨、校正 检验 将一个片体上“米”型横撑组拼装胎架定位斜杆装配定位焊接检验吊点及临时支撑装焊预拼前的准备。

三、结束语

终上所述，进一步收集该类型结构的制造工艺，对今后学习具有重要帮助。