港珠澳大桥主体工程桥梁工程
钢箱梁制造新工艺及关键技术
中铁山桥集团有限公司港珠澳大桥项目经理部
目录
钢箱梁简介 钢箱梁制造新工艺 钢箱梁制造关键技术
钢箱梁简介
钢箱梁结构简介
港珠澳工程总体布置图
钢箱梁结构简介
边腹板 悬臂隔板
钢箱梁结构简介
横隔板
顶板
斜底板
底板
中腹板
横肋板
钢箱梁结构简
组焊
修整检验
的施工顺序，组装、焊接均采用自动化设备，不仅可以提高生产效率，还能稳定产品质量，
消除质量隐患。
通
过
原材料取样复验 焊接工艺评定 上岗前技术培训 焊工操作考试
板材预处理
数控等离子切割下料
板单元组装
海
板单元焊接
运
至
中
梁段装船运输 采用安全、高效的龙门吊+港池的装船方案。 中山基地配备2台大型龙门吊和50米×160米港
✓ 自动化焊接－迷你焊接机器人
钢箱梁制造新工艺
➢ 焊接数据信息化管理
✓ 焊接数据信息化管理
钢箱梁制造新工艺
✓ 焊接数据信息化管理
有线联网方式
钢箱梁制造新工艺
No.1
No.n
一车间
No.1
No.n
二车间
客户端 服务器
办公室
✓ 焊接数据信息化管理
无线联网方式
服务器 一车间
局域网 无线路由器
WiFi模块
运输船定位
大节段吊装
大节段调整就位
港珠澳大桥总体制造工艺流程
现场施工临时施工平台
箱内施工
钢箱梁制造新工艺
➢ 钢板下料 ➢ Ｕ形肋制造 ➢ 板单元组装 ➢ 自动化焊接 ➢ 焊接数据信息化管理
钢箱梁制造新工艺
➢ 钢板下料
✓ 钢板下料
钢箱梁制造新工艺
钢箱梁制造新工艺
➢ Ｕ形肋制造
✓ U形肋
钢箱梁制造新工艺
利用焊丝接触 工件，检测工件X 、Y、Z三个方向 的参考点位置，计 算出检测点位置的 偏移量，加算到程 序中，准确定位焊 缝位置。
三方向传感示意
✓ 示教编程技术
钢箱梁制造关键技术
✓ U形肋坡口成形技术
钢箱梁制造关键技术
✓ 反变形船位焊接技术
钢箱梁制造关键技术
谢谢大家倾听!
✓ 板单元组装－Ｕ形肋板单元
钢箱梁制造新工艺
定位焊接工艺参数
焊接设备 焊接方法
焊材
电流 (A)
电压 (V)
焊接速度 （cm/分）
焊丝干 伸长度 (mm)
摆动频率 （次/分）
气体流量 (ml/分)
Arc-man焊 接机器人
富氩气保 护焊接
ER50-6 （Φ1.2）
230±20
28±2
55
2
200
15~25
No.1
No.2
No.n
No.1
No.2
客户端 二车间
No.n
✓ 焊接数据信息化管理
移动存储传输方式
服务器 一车间
局域网
客户端 二车间
No.1 No.2
No.n
No.1 No.2
No.n
✓ 焊接数据信息化管理
（1）多客户端/服务器模式，实现多机监控 （2）实现断线续传 （3）支持不同权限用户分类 （4）实时显示焊机状态与详细参数 （5）按车间进行焊机管理 （6）焊工排班管理 （7）管理焊接规范，超规范报警 （8）丰富的统计报表
钢箱梁制造新工艺
焊接机器人焊接横隔板
✓ 自动化焊接－横隔板板单元
钢箱梁制造新工艺
δ20+20mm，平位焊
δ12+20mm，平位焊
横隔板机器人焊接的角焊缝接头断面照片
✓ 自动化焊接－迷你焊接机器人
钢箱梁制造新工艺
✓ 自动化焊接－迷你焊接机器人
钢箱梁制造新工艺
焊接机器人立位焊接
自动检测坡口后生成的规范参数
钢箱梁制造新工艺
δ6+20，熔透深度5.5mm， 板厚的92%
δ6+20，熔透深度5.0mm， 板厚的83%
δ8+20，熔透深度7.0mm， 板厚的88%
δ8+20，熔透深度7.0mm， 板厚的88%
（δ20+20mm）
机器人反变形船位焊接的角焊缝接头断面照片
（δ20+20mm）
✓ 自动化焊接－横隔板板单元
✓ 焊接数据信息化管理
参数设置 在联网焊机与服务器联网后应进行系统设置，以设定焊机的工作 位置，班组的交接时间、焊接电流统计的标准依据，焊接电能采集的 方式、焊接信息采集的方式等；显示设置则对绘图参数、列表显示、 参数显示等显示的方式和内容进行设定。
✓ 焊接数据信息化管理
质量分析
钢箱梁制造新工艺
通过焊枪摆动 检测出两端焊 接电流差值， 计算出相对于 焊缝中央的偏 移量并实时纠 正，跟踪焊缝 熔池。
摆动跟踪示意
钢箱梁制造关键技术
✓ 接触传感技术
通过在焊丝前端加载传感电压，检测出工件位置，避免由于工件的尺寸 或位置误差造成误操作，有开始点传感、三方向传感、圆弧传感、间隙 传感等多种功能，具有操作精度高，定位准确、在坡口内也可以应用的 优点。
✓ 焊接数据信息化管理
成本分析
钢箱梁制造新工艺
✓ 焊接数据信息化管理
设备管理
钢箱梁制造新工艺
✓ 焊接数据信息化管理
焊工管理
钢箱梁制造新工艺
✓ 焊接数据信息化管理
规范管理
钢箱梁制造新工艺
✓ 焊接数据信息化管理
报表统计
钢箱梁制造新工艺
钢箱梁制造关键技术
钢箱梁制造关键技术
✓ 电弧跟踪技术
通过焊接过程中机器手的摆动，感知焊接电流和电弧电压的变化，实现 对焊缝的跟踪，同时对跟踪结果产生记忆，在往复多层多道焊中，可利 用第一层焊接时获取的工件变化信息，利用控制系统整理计算，将结果 直接作用于后道工序。
✓ U形肋制作工艺-工艺流程
钢箱梁制造新工艺
切割 Ｕ型肋成品
铣边 数控折弯
钻孔 坡口加工
✓ U形肋制作工艺-切割
钢箱梁制造新工艺
Ｕ形肋采用多嘴精密火焰切割机对称切割
✓ U形肋制作工艺-边缘加工
钢箱梁制造新工艺
双面边缘加工，能够确保边缘直线度在 2mm内
✓ U形肋制作工艺-钻孔
钢箱梁制造新工艺
用机械样板钻孔
✓ U形肋制作工艺-坡口加工
钢箱梁制造新工艺
坡口铣削加工
✓ U形肋制作工艺-折弯
钢箱梁制造新工艺
数控折弯机冷弯成型
✓ U形肋制作工艺-手孔切割
钢箱梁制造新工艺
U形肋手孔仿形切割
钢箱梁制造新工艺
➢ 板单元自动组装定位
✓ 板单元组装
钢箱梁制造新工艺
U形肋板单元自动组装定位机床
板肋板单元自动组装定位机床
机器人进行定位焊接
✓ 板单元组装－板肋板单元
钢箱梁制造新工艺
✓ 板单元组装－板肋板单元
钢箱梁制造新工艺
自动加紧、定位、点焊
钢箱梁制造新工艺
➢ 自动化焊接
✓ 自动化焊接－U形肋板单元
钢箱梁制造新工艺
U形肋反变形多头机器人焊接系统
✓ 自动化焊接－板肋板单元
钢箱梁制造新工艺
板肋反变形多头机器人焊接系统
钢箱梁结构简介
中腹板 横隔板
顶板
风嘴
底板
横肋板
锚箱
钢箱梁制造新工艺
钢箱梁制造新工艺
技术、生产准备 认真研究理解钢箱梁技术文件，对进场原材料按相关标准进行取样 复验，进行焊接工艺评定，根据评定结果确定焊接工艺参数。对参加本 项目全体员工进行上岗前技术培训，实行持证上岗制度。
板单元制造
板单元制造遵循 板材预处理
✓ 板单元组装－Ｕ形肋板单元
钢箱梁制造新工艺
自动打磨、除尘
钢箱梁制造新工艺 ✓ 板单元组装－Ｕ形肋板单元
任意两根Ｕ形肋中心距偏差在±1mm内; Ｕ形肋定位直线度偏差不超过1mm; 压紧后Ｕ形肋与面板间隙不超过0.5mm.
自动定位、压紧
✓ 板单元组装－Ｕ形肋板单元
钢箱梁制造新工艺
机器人进行定位焊接
址
运输船到达指定位置后，采用四锚定位，
同时注意与浮吊之间的位置关系,不能相互有
干涉，检查确认无任何影响吊装的障碍后，
方可下令加载起吊。
厂房化拼装
梁段拼装制造
防腐涂装
大节段拼接厂房
工地连接 梁段就位后，完成节段间顶板U形肋栓接，顶板、腹板、底板环缝的焊接、桥面附属件的现场安装和焊 接，以及环缝补涂等作业内容。 施工期间要加强环境卫生管理，各类生产生活垃圾分别定点投放、存储，定期进行清除，从根本上抓环 境保护，减少污染源的产生、扩散，从而防止因人为的原因使污染扩大。
梁段制造 梁段拼装采用多梁段连续匹配组焊和预拼装同时完成的工艺方法。拼装在封闭厂房内进行，避免恶劣天 气对工程质量的影响。节段涂装在涂装房内进行，涂装房内安装除湿、加热和通风设备，保证环境符合涂装
山 基 地
池。
工艺要求。大节段拼接也在厂房内进行。
通
过
海
大节段抬吊装船
大节段运输
运
运
至
桥
运输船定位、梁段吊装