公路橋多跨連續鋼箱梁制作工藝

摘要：文章重點介紹了公路橋多跨連續鋼箱梁的制作工藝，結合工廠制作的實際經驗，有效控制了鋼箱梁外形尺寸，保證了橋梁的線型要求，滿足了施工現場的安裝要求；有助于指導連續鋼箱梁的制作。

關鍵詞：公路橋；連續鋼箱梁；線型控制；倒裝法；CO2氣體保護焊

中圖分類號：U448 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）13-0106-04

隨著城市化進展的加快，道路建設更加趨向于立交型空間發展，為了減少施工對居民的影響以及滿足綠色施工的要求，多跨公路連續鋼橋被大量應用于橋梁匝道、十字路口等施工環境復雜的區域，工廠鋼箱梁加工時，選擇合適的工藝，對產品的質量保證尤為重要。

1 工程概況

漕寶路（嘉閔高架～外環線）改建工程：為Pa10～Pa12線、Pa15～Pa18線、Pb01～Pb04線、Pc14～Pc18線等四部分組成，鋼梁曲率半徑小（最小達R=55.0m），橋梁跨度大（最大跨徑L=47m），離地面凈高達22m，總重約2234t。橋頂板、底板橫坡為2%；縱坡為緩和曲線；預拱度為二次拋物線。

2 制作的難點

（1）熔透焊縫數量多，焊接變形大，在制作中采取反變形、對稱焊等措施減少焊接變形。

（2）單體重量大、體積大，故采用整體組裝，分段出廠。

（3）外形尺寸過大，吊裝翻身比較困難，容易出現卡痕和扭曲變形，采用專用框型翻身吊具。

（4）橋為曲線線形，面板根據排版圖進行數控切割。

（5）結合橋梁整體外形及結構形式，采用倒裝法施工。

（6）執行標準：《橋梁用結構鋼（GB/T714-2008）》；《公路橋涵施工技術規范（JTG/TF50-2011）》；《鐵路鋼橋制造規范（TB10212-2009）》；《鋼結構焊接規范（GB50661-2011）》

3 材料要求

所有鋼材及焊材必須具備出廠質量合格證明書，并且有合格的復驗報告。

焊材使用前，必須進行烘干。焊劑烘干溫度250℃條件下，至少保證烘干時間2小時，并放于恒溫箱中保溫。

4 分段原則

根據車間起重能力及現場安裝要求進行整體制作、分段出廠。

5 制作工藝

5.1 原材料拋丸除銹

原材料拋丸除銹滿足Sa2.5等級。

原材料拋丸后應涂裝車間底漆，涂裝時分正反面，正面（鋼箱梁外表面需熱噴鋁）不涂車間底漆，反面（鋼箱梁內表面及其內部零件）涂裝車間底漆，漆膜厚度30μm。

5.2 放樣和號料

5.2.1 放樣和號料采用數學計算和電腦放樣同步進行，并相互校對。

（1）經全方面考慮，在車間內設置長90m、寬10m扇形胎具。

（2）為減小鋼橋因載荷集中而產生的彎距，應在鋼橋上載荷較為集中的橫隔板位置設置胎架受力支撐點。

（3）胎架的定位。

5.2.3 號料應根據來料進行排版，合理安排。

5.2.4 號料應考慮切割余量、焊接收縮余量及端部加工余量。腹板下料還應考慮起拱量。

5.2.5 號料時應標明需切坡口形式、角度、鈍邊以及組裝構件號等。

5.2.6 主部件的號料要有檢查線。檢查線距邊緣50mm，同時要在幾何線上作出鋼沖標記。

5.2.7 孔距、基準線用劃針；零部件外形尺寸打粉線或用石筆。

5.2.8 切割前用鋼絲刷和砂紙清除表面的油污、鐵銹，用火焰加熱的方法去除潮氣。

5.2.9 切割后用鐵鏟清除熔渣，火焰切割后產生的變形，應平板機矯正后才能流入下道工序。

5.2.10 切割邊緣及坡口如有大于1mm的缺棱等局部缺陷，應用手工焊修補并用磨光機磨平。

5.3 零件矯正與彎曲

5.3.1 鋼材拼接前應矯正平直。矯正時如用錘擊法要墊錘墊，以免損傷母材。如用火焰矯正法，加熱溫度應控制在600℃～800℃，Q345q（D）且應自然緩慢冷卻，嚴禁澆水速冷。溫度降至室溫前，不得錘擊鋼材。

5.3.2 零部件矯正可采用機械或火焰矯正法。

5.3.3 主要零件冷作彎曲時，環境溫度不宜低于-5℃，內側彎曲半徑不得小于板厚的15倍；小于者必須熱煨，熱煨溫度應控制在900℃～1000℃。彎曲后的零件邊緣不得產生裂紋。

5.4 組裝

5.4.1 鋼箱梁頂板、底板、腹板、隔板應分別按照材料排板圖在材料拼接區進行拼板并焊接。拼接應設置引弧板，焊縫的引弧板在離母材5mm處切割斷，并用砂輪機打磨修平，嚴禁用錘擊落。蓋、腹板接料長度不宜小于1000mm，寬度不得小于200mm，橫向接料焊縫軸線距孔中心線不宜小于100mm。

5.4.2 頂板和底板接板前，根據作業區域測放弧形輪廓和斜角地樣，保證接板準確性。平臺縱向方向間隔1000mm設置地樣定位點，復測無誤后點焊接料定位板。

5.4.4 零部件預先裝配。

5.4.5 組裝流程。

（1）將拼接完整的頂板吊運到搭建好的胎架上，用水平儀進行校正。（2）根據地樣隔板定位點，吊線墜將定位點反映到頂板上；在頂板上畫出隔板定位線并復測無誤后，打鋼沖定位點。（3）根據圖紙畫出腹板和U型加勁定位線，并復測無誤后，打鋼沖定位點。（4）將U型槽吊運到指定位置并做調整，保證尺寸的準確性，并施定位焊。（5）將橫隔板按照尺寸線吊裝到頂板上并施定位焊。（6）將中腹板按照尺寸線吊裝到頂板上并施定位焊。（7）將另一側橫隔板按照尺寸線吊裝到頂板上并施定位焊；然后將兩側斜腹板按照尺寸線吊裝到頂板上并施定位焊。（8）將球型扁鋼按照圖紙吊裝到隔板上并施定位焊。（9）將飛翼處T型挑臂腹板和翼板按照尺寸線吊裝到頂板上并施定位焊。（10）將底板按照圖紙尺寸吊裝到隔板和腹板上，并施定位焊。（11）將端支座支撐底板按照圖紙尺寸吊裝到隔板上并施定位焊。（12）端支座處，箱體內部焊接完成后，組裝封頭板。

5.5 焊接

5.5.1 引弧和熄弧。重要的對接接頭和T接頭的兩端應裝焊引弧板和熄弧板，其材料及接頭原則上應與母材相同，其尺寸為：手工焊、半自動50×30×tmm；自動焊100×50×tmm；焊后用氣割割除，磨平割口。

5.5.5 CO2氣體保護焊焊接方法。

（1）鋼箱梁所有角焊縫均采用CO2氣體保護焊施焊。（其中坡口的具體尺寸以焊接工藝評定所確定的坡口尺寸為準）。（2）用磨光機將焊縫兩側30mm范圍內的油污/銹/氧化物等清理干凈。（3）焊接前應檢查焊道的坡口形式、定位焊有無裂紋及雜物是否清除干凈，合格后方可施焊。板厚t<20mm，坡口形式采用50°單坡口；板厚t≥20mm，采用50°雙坡口。（4）CO2氣體保護焊工藝參數如表2所示。

5.5.6 筋板與翼緣板、腹板的手工焊接方法：

（1）焊接前將焊縫兩側30mm范圍內的油污/銹/氧化物等清理干凈。（2）筋板點焊時特別要注意不要點在端頭部位，點焊焊縫不易太高，應該成細長狀，便于焊接時保證焊縫的外觀質量。（3）加勁肋、連接板的端部焊接應采用不間斷圍焊，引弧和熄弧點要距端部10mm以上，弧坑應填滿。（4）焊接電壓為30～34V，焊接電流250～310A。

5.5.7 焊接順序：組裝好后，先焊接隔板與下頂板，然后焊接隔板與腹板，再從中心往兩側同時對稱焊接腹板與頂板的主焊縫，最后焊接上頂板與隔板的焊縫。

5.6 二次拼裝

正裝胎架的定位：根據拼接口位置，在隔板位置設置6個H型鋼胎架，間隔6000mm。

按照正向定位圖和控制點標高，設置胎架，并用水準儀復測無誤后固定牢固。

二次拼裝對接口位置，采用單面焊雙面成型工藝；焊縫背面沿焊縫貼陶瓷襯墊，對接板制備單坡口，采用埋弧焊焊接。箱梁腹板采用CO2藥芯氣體保護焊。

6 結語

通過上海市漕寶路橋、中環線3標橋、滬青平公路橋的制作，我們的制作工藝日趨成熟，為我公司今后公路橋、鐵路橋的制作積累了經驗。

參考文獻

[1] 姚玲森.橋梁工程[M].北京：人民交通出版社，2002.

[2] 公路橋涵施工技術規范[S].北京：人民交通出版社，2011.

[3] 鐵路鋼橋制造規范[S].北京：中國鐵道出版社，2009.

作者簡介：秦超（1981—），男，山東新泰人，中冶天工上海十三冶建設有限公司工程師，研究方向：建筑工程鋼結構。

（責任編輯：周加轉）