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 1和 2。
表 1 钢材焊接材料品种
母材 Q420qD Q370qD Q345qD Q345 埋弧焊焊丝 H08MnMoA H08Mn2E/H08MnE H08MnA H08MnA 埋弧焊焊剂 HJ350 SJ101q SJ101q SJ101q 手工焊条 J557MoV SHJ507Ni J507 J507 CO2气体保护焊丝 E712C E712C H08Mn2SiA 表 2 涂装材料品种
涂装部位 涂层名称 特制环氧富锌防锈底漆 杆件 环氧云铁中间漆 脂肪属聚氨脂面漆 涂层厚度 80μm 80μm 80μm 1.1 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
①跨度2(2×84)+(108+192+336+336+192+108)m连续钢桁拱桥,整体节点。 ②六线(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。
③桥节间为变节间长度、变截面布置。
④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。 ⑤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。
⑥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
①Q420qD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。
②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。
③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 mm×8250mm,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。
④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85m×195m，对试装场地与设备能力要求非常高。
⑤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。
⑥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。
⑦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：21m×150m两座；10t桁车5台。
厂房：24m×100m两座；32t桁车2台；20t桁车2台。 杆件存放场地：150m×300m。
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：21m×100m 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：30m×200m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16m×96m
结构厂试拼场38m×200m龙门吊50t×3台 (2)中支点处：试拼节段77m×183m
重型钢构厂试拼场120m×250m配100t、50t、30t汽车吊各1台 (3)主跨拱肋段：试拼节段35 m×211 m
重型钢构厂试拼场120m×250m配100t、50t、30t汽车吊各1台 3.6 涂装场地
桥梁厂涂装区：100m×300m 重构厂涂装区：40m×300m
涂装区有3个喷砂车间，1座大型涂装厂房，20m×30m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。