滬通長江大橋鋼梁制造管理

張貴忠

（中國鐵路總公司 工程管理中心，北京 100844）

滬通長江大橋鋼梁制造管理

張貴忠

（中國鐵路總公司 工程管理中心，北京 100844）

滬通長江大橋鋼梁制造規(guī)模大，采用箱桁組合新結(jié)構(gòu)、兩節(jié)間大節(jié)段懸拼架設(shè)新工法，對(duì)制造工藝、制造精度提出了更高要求。為滿足鋼梁制造工藝、安全質(zhì)量以及工效需要，指揮部深入推廣標(biāo)準(zhǔn)化管理，以“工廠化、專業(yè)化”制造模式為依托，設(shè)計(jì)使用新型工裝胎具、引進(jìn)成套具有國際領(lǐng)先水平的制造設(shè)備，推動(dòng)生產(chǎn)線、設(shè)備的更新?lián)Q代，實(shí)現(xiàn)“機(jī)械化”制造，促進(jìn)制造工藝優(yōu)化與提升。與此同時(shí)，探索BIM技術(shù)、焊縫信息管理、虛擬拼裝等信息化手段，使自動(dòng)化制造、智能化管理與傳統(tǒng)制造工藝有機(jī)結(jié)合，對(duì)智能化建橋做出了有益嘗試。滬通長江大橋鋼梁制造管理體系保證了鋼梁制造高精度、高質(zhì)量、高產(chǎn)出，為優(yōu)質(zhì)高效的鋼梁安裝奠定基礎(chǔ)。

鋼梁制造；制孔工藝；BIM技術(shù)；無碼組裝；胎架虛擬；預(yù)拼裝系統(tǒng)；智能制造

0 引言

滬通長江大橋?yàn)樾陆ㄨF路的控制性工程，通行4線鐵路和6車道高速公路，全長11 km。兩岸大堤間正橋由主跨1 092 m鋼桁梁斜拉橋、主跨336 m鋼桁梁拱橋和26孔112 m簡(jiǎn)支鋼桁梁橋組成，全長5.8 km，用鋼25.29萬t，建成后是世界上跨度最大的公鐵兩用斜拉橋[1]。112 m簡(jiǎn)支鋼桁梁和主跨336 m鋼拱橋均采用3片主桁整體節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，工廠焊接制造桿件、工地懸臂栓接拼裝。主航道橋?yàn)殡p塔3索面3主桁斜拉橋，主桁斷面軸力超過70萬kN，國內(nèi)首次采用Q500qE鋼、兩節(jié)間全焊聯(lián)、兩節(jié)段整體制造架設(shè)工藝[2]。對(duì)鋼材預(yù)處理、下料、板單元加工、組裝、焊接、修整、鉆孔等構(gòu)件制造，以及桁架大節(jié)段模塊化拼裝、場(chǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)存放、下水裝船運(yùn)輸直至拼裝成橋等全過程進(jìn)行分析，存在弦桿焊接質(zhì)量及幾何精度、厚板焊接質(zhì)量及焊接變形、大型孔群精度、Q500qE鋼制造、復(fù)雜構(gòu)件制作工藝、箱桁式桁架兩節(jié)間拼裝、兩節(jié)間整體桁架預(yù)拼和運(yùn)輸?shù)戎T多控制重點(diǎn)和技術(shù)難題[3]。

結(jié)合鋼梁生產(chǎn)廠場(chǎng)地、設(shè)備、人員等實(shí)際情況，大橋建設(shè)指揮部推行標(biāo)準(zhǔn)化管理，提升鋼梁制造品質(zhì)。參建單位積極優(yōu)化流水線布局，加強(qiáng)工藝研究，推動(dòng)新型工裝和先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用，積極應(yīng)用BIM技術(shù)，探索信息化、智能化與傳統(tǒng)工藝融合，為建設(shè)這座世界矚目的重點(diǎn)工程做出有益探索。

1 推行標(biāo)準(zhǔn)化管理，提升鋼梁制造品質(zhì)

1.1 貫徹鋼梁制造全生命周期建設(shè)管理理念

滬通長江大橋鋼梁材料類型多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，技術(shù)難度大，專業(yè)化程度要求高，容易存在管理盲區(qū)和薄弱環(huán)節(jié)。為確保大橋建設(shè)質(zhì)量，指揮部大力推廣工廠化生產(chǎn)和信息化手段，采用新型工裝和新型設(shè)備。在材料、制造招標(biāo)中即明確產(chǎn)品技術(shù)條件、技術(shù)要求和質(zhì)量、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)文件，嚴(yán)格資格準(zhǔn)入，確保參加鋼梁生產(chǎn)的材料生產(chǎn)、制造單位均為國內(nèi)一流承包商，從根源上保證生產(chǎn)質(zhì)量。通過合同細(xì)化和條款完善，使標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)管理理念落實(shí)到合同履約監(jiān)督管理中，為鋼梁材料生產(chǎn)、供應(yīng)和鋼梁制造標(biāo)準(zhǔn)化管理提供了法律依據(jù)，使標(biāo)準(zhǔn)化管理實(shí)現(xiàn)了由行業(yè)主導(dǎo)到合同履約監(jiān)督管理的轉(zhuǎn)化。

1.2 建立鋼梁制造建設(shè)管理體系

組織參建單位編制《鋼桁梁標(biāo)準(zhǔn)化管理手冊(cè)》《監(jiān)理實(shí)施細(xì)則》和《橋梁鋼結(jié)構(gòu)第三方檢測(cè)實(shí)施細(xì)則》，并通過專家審定。其中《鋼桁梁標(biāo)準(zhǔn)化管理手冊(cè)》涵蓋了“鋼梁制造標(biāo)準(zhǔn)化管理辦法”“鋼梁監(jiān)造管理實(shí)施細(xì)則”和“制造廠標(biāo)準(zhǔn)化考評(píng)、綜合管理考評(píng)、勞動(dòng)競(jìng)賽”3個(gè)方面，與監(jiān)理、檢測(cè)細(xì)則一起形成了對(duì)橋梁鋼結(jié)構(gòu)制造的完整管理制度，有效構(gòu)建并深化了對(duì)專業(yè)化制造廠的管理。采取標(biāo)準(zhǔn)化達(dá)標(biāo)考評(píng)和鋼梁生產(chǎn)廠綜合考評(píng)等形式，促使施工單位、鋼梁生產(chǎn)廠提升自身管理能力，促進(jìn)鋼梁生產(chǎn)廠進(jìn)行技術(shù)革新，工裝、設(shè)備更新升級(jí)，開發(fā)一系列有利于提高質(zhì)量、精度、工效的施工工藝，設(shè)計(jì)制作一系列方便操作、提高工效、安全實(shí)用的工裝胎架，投入一系列的高度機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化的機(jī)械設(shè)備，提高機(jī)械化、專業(yè)化、工廠化、信息化水平，從根本上保證了鋼梁制造高質(zhì)量、高精度、高產(chǎn)出。

1.3 強(qiáng)化人員配置，持續(xù)開展培訓(xùn)，提高全員素質(zhì)

從專業(yè)資格、職稱、工作年限、類似工程工作經(jīng)驗(yàn)、實(shí)操技能等方面對(duì)作業(yè)人員、技術(shù)人員、管理人員進(jìn)行資格準(zhǔn)入認(rèn)可，并對(duì)持證上崗的作業(yè)工人進(jìn)行實(shí)操考試，確保參建人員證技相符；持續(xù)開展多形式、全方位技術(shù)培訓(xùn)，組織現(xiàn)場(chǎng)觀摩和技能比武等方式，提高全員認(rèn)知和實(shí)操水平，從源頭上保證鋼梁制造質(zhì)量、提升鋼梁制造工藝和管理水平。

1.4 深化現(xiàn)場(chǎng)管理，過程控制，檢測(cè)驗(yàn)收

高度重視施工技術(shù)文件的編制和審查，組織行業(yè)專家對(duì)關(guān)鍵工序進(jìn)行專項(xiàng)方案評(píng)審、工藝評(píng)定；實(shí)行首件認(rèn)可、樣板引路，通過對(duì)桿件制造、涂裝、拼裝等進(jìn)行首件評(píng)估，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、改進(jìn)不足，固化成功的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)、檢測(cè)流程，保證產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的穩(wěn)定，真正形成工廠化、專業(yè)化生產(chǎn)能力和品質(zhì)保證。強(qiáng)化過程控制，實(shí)行監(jiān)理駐廠監(jiān)造制度，從原材料進(jìn)場(chǎng)、板單元、桿件、涂裝、拼裝等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行過程質(zhì)量把控。指揮部各職能部門定期對(duì)各單位管理體系運(yùn)行情況進(jìn)行巡檢，避免存在系統(tǒng)性管理風(fēng)險(xiǎn)。在此基礎(chǔ)上，引進(jìn)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)，對(duì)原材料性能、焊接、涂裝質(zhì)量等進(jìn)行全過程監(jiān)控，對(duì)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的問題，及時(shí)深入分析，指出產(chǎn)生質(zhì)量問題的原因，提出改進(jìn)措施，為鋼梁制造質(zhì)量把控提供進(jìn)一步保障。

2 優(yōu)化流水線布局，加強(qiáng)工藝研究

針對(duì)鋼桁梁生產(chǎn)工序特點(diǎn)，嚴(yán)格按工序流程進(jìn)行生產(chǎn)線設(shè)施規(guī)劃、布局、設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)工位化、工裝化、機(jī)械化和自動(dòng)化的生產(chǎn)流水線布置，做到車間內(nèi)工序不回頭。生產(chǎn)線實(shí)行工位制管理，各工位配制相應(yīng)的工藝裝備。構(gòu)件集中配送，集中開坡口、拼板、矯正、冷加工，通過改善生產(chǎn)裝備工位布局，做到零件擺放整齊、規(guī)范化，車間的生產(chǎn)信息傳達(dá)和反饋及時(shí)，提高構(gòu)件周轉(zhuǎn)速度和制作速度，從而使得生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率更高，有效控制生產(chǎn)制造成本。與此同時(shí)，進(jìn)一步加強(qiáng)箱型桿件內(nèi)隔板及箱型弦桿蓋板加工、弦桿節(jié)點(diǎn)板開檔、箱體桿件焊接及斜桿接頭板安裝、超聲波錘擊和制孔等重點(diǎn)工藝研究，優(yōu)化提升工藝水平。將各個(gè)廠家掌握的專項(xiàng)工藝，推廣到全體參建廠家，并進(jìn)行橫向交流考核評(píng)比，提高了行業(yè)平均水平。

2.1 箱型桿件內(nèi)隔板及箱型弦桿蓋板加工

為保證箱型桿件的外形尺寸，采用銑床進(jìn)行加工，既保證箱型桿件的外形尺寸，又提高桿件的制作效率。其中，內(nèi)隔板銑邊機(jī)一次定位加工隔板4個(gè)面，減少隔板的定位裝夾次數(shù)，提高加工效率和精度。新設(shè)備能夠加工2%坡度的隔板，讓銑床的使用更加靈活，達(dá)到快速、高效、精確的加工目的。

2.2 弦桿節(jié)點(diǎn)板開檔

為有效控制弦桿節(jié)點(diǎn)板開檔尺寸，根據(jù)箱口焊接、熱矯正收縮規(guī)律，確定節(jié)點(diǎn)板尺寸公差，編制合理的焊接工藝，并采用預(yù)變形等措施控制焊接、修整變形。如火焰加熱法在焊接前對(duì)節(jié)點(diǎn)板箱體外部進(jìn)行預(yù)彎，有效保證箱口尺寸和平面度要求。

2.3 箱體桿件焊接及斜桿接頭板安裝

將埋弧焊接小車改裝成雙頭焊接小車，工效提高近1倍，而且兩側(cè)同時(shí)焊接減小了構(gòu)件扭曲變形，減少矯正，提高構(gòu)件制作精度。斜桿接頭板的角度和孔群關(guān)系直接影響到斜桿、上弦桿的安裝，為保證其角度和孔群關(guān)系的精度，利用節(jié)點(diǎn)板上已鉆制的斜桿連接孔群為基準(zhǔn)，研究高精度定位工裝，控制節(jié)點(diǎn)板與連接板孔群關(guān)系，定位、組裝斜桿接頭板，保證兩者孔群相對(duì)關(guān)系。

2.4 超聲波錘擊

弦桿橫梁連接板的兩端圓弧部位、弦桿斜桿連接板的一端圓弧部位的焊縫為熔透角焊縫，為保證此處焊縫的熔透以及探傷區(qū)域要求，下料時(shí)預(yù)留一定寬度，待焊接、探傷完成后使用切割靠板進(jìn)行焰切，并打磨勻順后進(jìn)行超聲波錘擊處理，以控制焊縫疲勞裂紋的產(chǎn)生。

2.5 制孔

以后孔法為主、先孔法為輔的制孔工藝，減小焊接變形、矯正變形的影響，提高制孔精度。采用專用劃線平臺(tái)水平儀和經(jīng)緯儀劃線工藝，同時(shí)對(duì)超長極邊孔群設(shè)置鉆孔校準(zhǔn)線，利用數(shù)控鉆床對(duì)校準(zhǔn)線進(jìn)行復(fù)核的雙保險(xiǎn)措施，預(yù)防數(shù)控鉆床意外出錯(cuò)。設(shè)計(jì)高精度的制孔工藝裝備，包括鉆孔樣板、鉆孔胎架等，采用數(shù)控鉆、搖臂鉆及磁力鉆相結(jié)合的鉆孔工藝，對(duì)于節(jié)點(diǎn)板多向連接關(guān)系的孔群采用整體式大模板一次對(duì)線鉆孔，桿件頂面與腹板面的孔群位置，通過立體模板進(jìn)行保證。

3 推動(dòng)新型工裝和先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用

參建單位以實(shí)用便捷、安全高效為理念，設(shè)計(jì)應(yīng)用了專用無碼組裝胎架、多功能快速翻身吊具和整體吊耳等新型工裝胎具。

3.1 專用無碼組裝胎架

根據(jù)桿件特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了可以調(diào)節(jié)桿件線性的專用無碼組裝胎架。胎架通過采用設(shè)置線性牙板、胎架橫縱基線及端擋塊、千斤頂擋塊和限位擋塊、翻身吊具專用通道等一系列措施，設(shè)計(jì)出制作精度高、效率高、胎架調(diào)整量小的專用無碼拼裝胎架。通過檢測(cè)，無碼組裝胎架制作桿件質(zhì)量優(yōu)異，與傳統(tǒng)工藝比較，可有效提高拼裝桿件精度，縮短施工工期。

3.2 多功能快速翻身吊具

滬通長江大橋主桁上下弦桿規(guī)格尺寸大、質(zhì)量重，上下弦截面尺寸變化大，蓋板均伸出箱體，給吊裝和翻身帶來極大不便。為保證桿件制作質(zhì)量和生產(chǎn)安全，并提高生產(chǎn)效率，從構(gòu)件自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、起重機(jī)械性能、吊具結(jié)構(gòu)和傳力方式等角度展開分析，設(shè)計(jì)出適用于滬通長江大橋的多功能快速翻身吊具。多功能翻身吊具的使用，使大部分需要翻身焊接的焊縫順利實(shí)現(xiàn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)平位焊接，提高焊縫質(zhì)量和焊接效率。

3.3 整體吊耳等其他工裝胎架

整體節(jié)點(diǎn)板在下料程切過程中預(yù)設(shè)整體吊耳，在板件吊裝、翻身過程中，避免傷及母材。此外，還設(shè)計(jì)制造了工型和箱型桿件組裝胎架、上弦桿組裝胎架、鐵路和公路橋面板塊拼裝胎架、豎板單元裝配吊裝等一系列專用工裝。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)，在降低施工難度、提供安全保障的同時(shí)，能有效提高生產(chǎn)效率。

按照標(biāo)準(zhǔn)化管理要求，參建單位以整體匹配、效率最高為原則，成套配置先進(jìn)、精密設(shè)備，扎實(shí)推進(jìn)“機(jī)械化”，以提升工藝工法控制水平。投入了全自動(dòng)鋼板預(yù)處理生產(chǎn)線、龍門三維數(shù)控鉆床、U形肋加工檢測(cè)系統(tǒng)、三維劃線機(jī)等一系列適用滬通長江大橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的自動(dòng)化、數(shù)控化、智能化的機(jī)械設(shè)備，最大限度消除人為因素對(duì)制造質(zhì)量的影響，保證產(chǎn)品高精度、高質(zhì)量和高產(chǎn)出。

（1）全自動(dòng)鋼板預(yù)處理生產(chǎn)線。全自動(dòng)鋼板預(yù)處理生產(chǎn)線能夠?qū)崿F(xiàn)鋼板的平板、拋丸除銹、噴涂車間底漆、烘干等功能，滿足超寬鋼板、Q500qE高性能鋼材的矯平需求。

（2）龍門三維數(shù)控鉆床。龍門三維數(shù)控鉆床具有鉆孔精度高、工效高、規(guī)格大等特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)大型整體節(jié)點(diǎn)桿件兩端栓孔的同時(shí)鉆制。以其精準(zhǔn)聯(lián)動(dòng)，保證極邊孔距精度，三向同時(shí)施鉆，確保不同平面栓孔的縱向、橫向不錯(cuò)位。以主桁上、下弦桿極邊孔距為例，目前已完成制造的主桁上、下弦桿極邊孔距最大偏差值1.0 mm，絕大部分極邊孔距偏差值達(dá)到0.5 mm，滿足允許偏差±1.0 mm要求。

（3）U形肋加工、檢測(cè)系統(tǒng)。U形肋加工采用全新的生產(chǎn)線，應(yīng)用U形肋邊緣銑床、數(shù)控雙邊坡口銑床、數(shù)控折彎機(jī)床等一系列先進(jìn)設(shè)備，進(jìn)行高精度加工。應(yīng)用板單元自動(dòng)定位組裝以及精準(zhǔn)的反變形船位焊接機(jī)器人電弧自動(dòng)跟蹤技術(shù)，保證焊縫根部熔合、熔透深度以及焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性，全面提升U形肋的加工精度和生產(chǎn)能力。通過提高動(dòng)力頭功率和改進(jìn)軌道，使工作效率提高30%，邊緣加工粗糙度達(dá)到Ra12.5。加工后，板邊直線度和尺寸精度更加穩(wěn)定，直線度偏差不超過1 mm，寬度偏差不超過0.5 mm。U形肋板單元自動(dòng)組裝定位機(jī)床取代了常規(guī)人工打磨，員工施工環(huán)境得到改善。裝配一種具有液壓自動(dòng)定位和壓緊機(jī)構(gòu)的裝置，精確完成U形肋板單元的定位。U形肋板單元自動(dòng)化焊接系統(tǒng)消除了人為因素對(duì)焊接質(zhì)量的影響，焊接質(zhì)量和穩(wěn)定性明顯提高，焊后返修和修整工作量較傳統(tǒng)工藝減少80%以上，焊縫疲勞強(qiáng)度大幅提高。

利用相控陣探頭中具有一定相位差的多個(gè)晶片，各自發(fā)射的超聲波在工件中相互干涉而形成聚焦，并在顯示屏上形成二維圖像的相控陣超聲波檢測(cè)技術(shù)，確保U形肋熔深厚度的測(cè)量精度，保證檢測(cè)靈敏度、精度和準(zhǔn)確性，最終提高U形肋施工質(zhì)量。

（4）三維劃線機(jī)。突破鋼橋制造行業(yè)中傳統(tǒng)的手工劃線作業(yè)模式，利用高精度的三維劃線機(jī)進(jìn)行劃線作業(yè)，機(jī)械化施工。本設(shè)備具有雙向3軸數(shù)字顯示器，數(shù)據(jù)直觀，方便對(duì)每1軸的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，方便劃線作業(yè)及劃線復(fù)驗(yàn)。設(shè)計(jì)液壓調(diào)整裝置進(jìn)行桿件找正調(diào)整作業(yè)，找正方便，效率高。劃線時(shí)，在平臺(tái)上將桿件各項(xiàng)偏差調(diào)整到最佳狀態(tài)，根據(jù)劃線鉆孔，最接近橋位實(shí)際安裝狀態(tài)。

（5）起重、運(yùn)輸設(shè)備等其他制造設(shè)備。主航道橋鋼桁梁采用整節(jié)段架設(shè)方案，裝備2臺(tái)8 000 kN龍門吊機(jī)，基本實(shí)現(xiàn)大部分整體節(jié)段的轉(zhuǎn)運(yùn)、裝船需求。其他超出龍門吊聯(lián)合吊運(yùn)吊裝能力的整節(jié)段，采用滾裝上船方案，將載重13萬kN、18萬kN的平板駁船運(yùn)輸?shù)綐蛭?。此外，雙側(cè)銑邊機(jī)、平板數(shù)控鉆床、箱體主角焊縫焊接用半門式自動(dòng)埋弧焊接機(jī)床、數(shù)控空氣等離子切割機(jī)、磁力吊等先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用，保證制造精度，創(chuàng)造舒適安全的工作環(huán)境，提高生產(chǎn)效率。

4 應(yīng)用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息化、智能化與傳統(tǒng)工藝融合

滬通長江大橋建設(shè)中推廣使用了BIM技術(shù)，針對(duì)目前我國鋼橋建造仍處于傳統(tǒng)控制模式的現(xiàn)狀[4-6]，梳理鐵路鋼橋建造控制關(guān)鍵工序，探索信息化、智能化與傳統(tǒng)工藝融合。基于BIM技術(shù)，對(duì)鋼梁加工制造流程再塑造，將升級(jí)行業(yè)技術(shù)水平。

4.1 三維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)與加工詳圖設(shè)計(jì)一體化

根據(jù)設(shè)計(jì)院施工藍(lán)圖和招標(biāo)文件技術(shù)條款，采用Tekla鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)、TRIBON等軟件進(jìn)行三維建模。在三維環(huán)境下，對(duì)零部件、節(jié)點(diǎn)連接進(jìn)行準(zhǔn)確無誤的放樣，直觀的碰撞檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)平面設(shè)計(jì)中未能發(fā)現(xiàn)的問題。所有零件、構(gòu)件圖紙和材料清單報(bào)表都可以通過三維模型自動(dòng)生成，高效率零差錯(cuò)完成加工詳圖設(shè)計(jì)工作，實(shí)現(xiàn)BIM模型下三維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)與加工詳圖設(shè)計(jì)一體化。BIM技術(shù)應(yīng)用到鋼梁制造領(lǐng)域，將有效提升鋼梁加工制造的信息化水平，未來也將有更加廣闊的應(yīng)用。

4.2 數(shù)字化套料系統(tǒng)

基于鋼結(jié)構(gòu)三維建模Tekla軟件基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)，形成全橋BIM模型。對(duì)三維模型導(dǎo)出的NC文件進(jìn)行批量處理，生成可直接應(yīng)用于Sigmanest套料軟件的數(shù)據(jù)文件，進(jìn)行切割套料，并能進(jìn)行高效的余料、零件庫、材料庫存等管理，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與工藝的有機(jī)結(jié)合和銜接，形成完整的數(shù)據(jù)鏈，節(jié)省人力、減少重復(fù)工作和人為差錯(cuò)，利用套料結(jié)果指導(dǎo)鋼材采購，準(zhǔn)確控制鋼材的采購數(shù)量，提高材料的利用率。

4.3 測(cè)量控制系統(tǒng)

采用API系統(tǒng)、高精度激光跟蹤測(cè)量系統(tǒng)、DACS尺寸與精度控制系統(tǒng)等，對(duì)鉆孔模板、桿件構(gòu)件制作、節(jié)段拼裝進(jìn)行實(shí)時(shí)高精度測(cè)量，采集實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與三維理論模型進(jìn)行最佳擬合、數(shù)據(jù)對(duì)比，得到關(guān)鍵尺寸誤差，從而達(dá)到構(gòu)件制造精度控制、節(jié)段拼裝精度監(jiān)控與調(diào)整。

4.4 焊接群控技術(shù)應(yīng)用

在Q500qE高強(qiáng)鋼焊接中引入焊接群控技術(shù)，鎖定焊接工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品焊接過程監(jiān)控，有效保證現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝的嚴(yán)格執(zhí)行，確保Q500qE鋼的焊接質(zhì)量。通過統(tǒng)一焊接規(guī)范，防止焊接人員超規(guī)范焊接，提高焊縫質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)規(guī)范化、精細(xì)化、科學(xué)化的管理目標(biāo)。

4.5 虛擬預(yù)拼裝系統(tǒng)

在Tekla三維模型的基礎(chǔ)上，利用全站儀和攝影測(cè)量設(shè)備，對(duì)桿件端口控制點(diǎn)和孔群位置進(jìn)行精確測(cè)量，得到其三維坐標(biāo)。將其導(dǎo)入虛擬預(yù)拼裝分析系統(tǒng)，并與桿件三維理論模型進(jìn)行對(duì)比分析，計(jì)算出桿件實(shí)際制作尺寸與理論尺寸的偏差值，以此為依據(jù)對(duì)桿件進(jìn)行矯正，實(shí)現(xiàn)虛擬拼裝。

4.6 物聯(lián)網(wǎng)跟蹤系統(tǒng)

通過內(nèi)含構(gòu)件信息的二維碼標(biāo)牌作為構(gòu)件信息載體，利用可聯(lián)網(wǎng)的二維碼掃描器（智能手機(jī)）讀取數(shù)據(jù)，以便相關(guān)技術(shù)和管理人員快速獲取構(gòu)件當(dāng)前生產(chǎn)狀態(tài)信息，并實(shí)時(shí)更新到數(shù)據(jù)庫中，更好地進(jìn)行項(xiàng)目管理。滬通長江大橋的鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，均采用物聯(lián)網(wǎng)跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行工序狀態(tài)的跟蹤和反饋，提高信息化水平。同時(shí)該系統(tǒng)所反饋的工序狀態(tài)信息能夠?qū)崟r(shí)更新于滬通長江大橋BIM信息集成平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)采集、傳輸與應(yīng)用。通過模型顏色進(jìn)行區(qū)分，使管理者能夠直觀形象地掌握整個(gè)項(xiàng)目的總體進(jìn)度，使項(xiàng)目資源調(diào)配更加及時(shí)、合理。

5 結(jié)束語

鋼梁具有材質(zhì)均勻、強(qiáng)度高、承載能力強(qiáng)、工廠化加工程度高、施工周期短、單位能耗和排放低、回收利用率高、可循環(huán)利用等諸多優(yōu)點(diǎn)。我國是鋼材產(chǎn)能大國，大力發(fā)展鋼橋是橋梁工程發(fā)展的方向。從設(shè)計(jì)理念、理論模型、結(jié)構(gòu)型式到橋梁專業(yè)用鋼的研發(fā)，以及針對(duì)鋼梁施工和配套工裝、設(shè)備、工藝等方面均存在巨大發(fā)展空間。廣闊的市場(chǎng)需求是企業(yè)最直接的生產(chǎn)動(dòng)力，必將促進(jìn)鋼梁制造企業(yè)工裝、設(shè)備的研發(fā)和升級(jí)換代，促進(jìn)鋼梁制造技術(shù)革新領(lǐng)域和新工藝、新工法的研發(fā)應(yīng)用，推動(dòng)鋼梁制造標(biāo)準(zhǔn)提升和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

“中國制造2025”要求制造業(yè)堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、智能轉(zhuǎn)型、強(qiáng)化基礎(chǔ)、綠色發(fā)展，加快從制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)化。在這一過程中，智能制造是主攻方向，也是根本途徑。通過在鋼梁制造加工領(lǐng)域全面引入BIM技術(shù)、信息化手段，順應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展趨勢(shì)，促進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合，將進(jìn)一步推動(dòng)鋼梁加工制造的智能化和產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?。

滬通長江大橋建設(shè)大力推廣鐵路標(biāo)準(zhǔn)化管理，落實(shí)“四化”支撐手段，按照“工廠化”原則，將施工現(xiàn)場(chǎng)工序集合到車間完成，把單個(gè)構(gòu)件工廠加工變?yōu)闂U件、大節(jié)段合格產(chǎn)品出廠，形成“工廠制造、現(xiàn)場(chǎng)組拼”，實(shí)現(xiàn)橋梁施工的裝配化、構(gòu)配件的標(biāo)準(zhǔn)化；全自動(dòng)鋼板預(yù)處理生產(chǎn)線、三維數(shù)控鉆床、U形肋加工系統(tǒng)等自動(dòng)化設(shè)備和數(shù)字化套料、焊縫管理系統(tǒng)、虛擬拼裝系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)等BIM技術(shù)、信息化等手段的應(yīng)用，大大提高了工效和質(zhì)量控制水平，為鋼梁的快速施工和智能化制造做出有益嘗試。

[1] 陳凱，葉先培，賈文久. 滬通長江大橋主航道橋 28號(hào)主墩鋼沉井制造質(zhì)量控制[J]. 橋梁建設(shè)， 2016，46(2)：109-114.

[2] 高宗余. 滬通長江大橋主橋技術(shù)特點(diǎn)[J]. 橋梁建 設(shè)，2014，44(2)：1-5.

[3] 孔文亞，閆志剛. 滬通長江大橋科技創(chuàng)新管理[J]. 鐵道建筑，2017(2)：1-6.

[4] 劉延宏. BIM技術(shù)在鐵路橋梁建設(shè)中的應(yīng)用[J]．鐵路 技術(shù)創(chuàng)新，2015(3)：47-50．

[5] 王同軍. 基于BIM的鐵路工程管理平臺(tái)建設(shè)與展望[J]. 鐵路技術(shù)創(chuàng)新，2015(3)：8-13．

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責(zé)任編輯 李葳

Management of Steel Girder Manufacturing for Hutong Yangtze River Bridge

ZHANG Guizhong
（Engineering Management Center，CHINA RAILWAY，Beijing 100844，China）

The manufacturing of steel girders of the Hutong Yangtze River Bridge is large in scale. Application of the new box girder-truss structure and the new construction method of cantilever assembly erection in the large joint between two sections of the bridge poses higher requirements on the manufacturing process and manufacturing precision. To meet the demands on process, safety, quality and efficiency of steel girder manufacturing, the construction headquarter promoted standardized management, and with "factory-like, specialized" manufacturing model as the basis, designed and used new tool machining model, introduced complete sets of globally advanced manufacturing equipment, promoted the upgrade production lines and equipment, achieved "mechanized" manufacturing, and promoted the optimization and upgrading of manufacturing processes. At the same time, it also explored ways to apply BIM technology, weld information management, virtual assembly and other high-tech means, so that automated manufacturing, intelligent management and traditional manufacturing are organically combined, making a useful attempt at intelligent bridge building. Management of steel girder manufacturing for Hutong Yangtze River Bridge ensures high precision, quality and output of steel girders, laying a strong foundation for the efficient and high quality installation of steel girders.

steel girder manufacturing；hole making process；BIM technology；codeless assembly；virtual moulding bed；pre-assembly system；intelligent manufacturing

U445.1；TU605

：A

：1001-683X（2017）06-0001-06

10.19549/j.issn.1001-683x.2017.06.001

2017-04-12

張貴忠（1970—），男，高級(jí)工程師。

E-mail：zgz36216@sina.com