韓國釜山鋼橋加工制作施工工藝

魏炳寧

(上海振華重工(集團)股份公司，上海 200125)

?

韓國釜山鋼橋加工制作施工工藝

魏炳寧

(上海振華重工(集團)股份公司，上海 200125)

摘要：釜山鋼橋因其規模和強度要求產生了諸如樣條曲線結構、梁段制作工藝質量控制、現場組裝精度等難題。通過胎架控制變形，以及擬合樣條曲線數據，控制焊接變形和焊接應力，保證鉆孔精度，采用分組鋼印編號等施工工藝，成功解決了一系列施工難題，積累了非標鋼橋施工的寶貴經驗。

關鍵詞：鋼橋制造；箱梁組裝；組裝精度；變形控制；施工工藝

中圖分類號：U448.23

文獻標志碼：A

0引言

釜山鋼橋是由圓弧、樣條曲線連接而成的曲面線形鋼橋，在橫向上是樣條曲線。上下翼板、加強筋、腹板箱梁立體單元在制作時需順應這種曲率，保證橋面設計是線形的，同時還需保證一定的縱向坡度，這兩者是施工圖轉化為工程實際過程中的難題。

釜山鋼橋的7個橋梁段在縱向均具有一定拱度和坡度(最大8‰)。除NB9橋梁段，其他6段橫向具有一定彎度，這將導致梁段上下翼板的筋板、左右腹板下料時均具有一定弧度，上下翼板單元在制作時也具有相應的弧度。梁段成型焊接時，變形對弧度有較大的影響，梁段弧度的精度將影響橋梁整體的成型質量，如何進行整體質量控制是另一大難題。

7個橋梁段共由200多個部件、5 000多塊連接板、10萬多個螺栓連接而成。施工中，要求散件發運，并要保證發運前的預組裝狀態與現場安裝狀態是一致的。NB9橋梁段為復雜的三維立體結構，由144個部件和2 612個連接板連接而成，在保證預組裝精度的情況下，還要保證施工的安全和進度，這又是一大工藝難題。

針對以上3個施工難點，本文制定了有針對性的施工方案。

1釜山鋼橋結構

圖1　雙箱梁雙軌鋼橋

圖2　變截面箱梁式拱橋

2施工方案

2.1　上下翼板腹板單元曲線線形的控制

由于主橋面具有一定的拱度、坡度，橫向具有一定彎度，上下翼板及其筋板具有立體彎曲線形，因此為保證制作精度，應采取如下的措施。

(1)具有曲線形的零件采用數控切割下料。

(2)根據曲線形坐標數據，搭制胎架，從而控制板單元和梁分段曲線性。經過對圖紙分析，利用極限值法，將給出的2條曲線取盡可能多的等分點，保證復合后與原空間曲線盡可能相似。最終提供1萬多組曲線等分點數據，這些數據是保證控制板單元曲線形的關鍵。

(3)焊接單元筋板采用對稱焊接方法，可以有效降低焊接變形對曲線成型的影響。

2.2　箱梁分段制作

2.2.1箱梁分段組裝

(1)板單元制作：在線性胎架上，用卡馬將板固定在線性胎架上。測量、檢查各控制點線性數據，根據圖紙上俯視圖中的平面曲線和前視圖中的拱度曲線，劃出各筋板、腹板、橫隔板的裝配位置線，檢查無誤后將筋板裝配到位，采用對稱焊接完成筋板與翼板焊接。在固定卡馬不拆除的情況下，采用火焰加熱消除焊接應力，降低焊接應力、變形對板單元線性的影響[2]。

(2)分別將隔板、上翼板裝配到位并點焊固定。復查上、下翼板曲線形控制點數據。數據檢查無誤后采用如下順序焊接：向內側拱板單元與隔板焊縫→隔板與腹板焊縫→向內側拱板單元與腹板焊縫→向外側拱板單元與隔板焊縫→向外側拱板單元與腹板焊縫。

2.2.2焊后檢驗

箱梁分段焊接完成并火焰矯正后，利用激光、全站儀等檢測儀器檢測各控制點線性數據，若各項目數據符合設計或規范偏差要求，則梁段外形尺寸檢驗判定合格。如果數據偏差超出要求，應在固定卡馬不拆除的情況下，采用火焰加熱進行矯正和消應力處理，直至線性數據滿足理論要求。箱梁外形尺寸檢驗合格后，依據設計要求及相關規范，對焊縫進行外觀檢查。外觀檢查合格后才能對焊縫進行內部質量檢查，直至所有都合格為止[3]。

2.2.3制造中鉆孔精度控制

在鋼橋裝配過程中，鋼橋部件的制造精度是能否成功組裝的關鍵。制造精度不僅直接影響到鋼橋的現場安裝架設，還影響到鋼橋的安全使用。由于各梁分段均采用連接板法蘭連接，鉆孔的精度將嚴重影響最終的裝配精度。

鉆孔精度與所采用的工藝方法密切相關，還需結合各自工廠設備進行。螺栓孔的加工可采用如下幾種工藝方法進行：

(1)數控鉆孔加工制作工藝模板，在工藝模板上安裝耐磨鉆套。

(2)箱梁腹板、翼板、筋板在板單元制作前采用耐磨工藝板、空心磁力鉆將一半的螺栓孔加工完成。

(3)連接板一半的螺栓孔采用耐磨工藝板、空心磁力鉆將螺栓孔加工完成,另外一半螺栓孔在預組裝時匹配加工。

(4)在箱梁分段預組裝完成后，利用工藝螺栓將連接板連接在箱梁分段上，再利用耐磨工藝板一半螺栓孔、空心磁力鉆配鉆加工連接板另外一半螺栓孔。

通過以上鉆孔順序和制作方法，既避免了大量數控鉆機投入帶來施工成本的增加，也保證了螺栓孔的加工精度，減少了對后續預組裝精度的影響和累積誤差。

2.3　箱梁預組裝和編號系統

2.3.1箱梁預組裝

(1)拼裝順序：為保證橋梁段眾多部件的拼裝精度，其基本拼裝原則為：關聯尺寸較多的部件先拼裝，關聯尺寸單一的部件后拼裝。例如NB9橋梁段在進行水平橋面的拼裝時，首先拼裝具有3個關聯尺寸的水平梁，然后拼裝有2個關聯尺寸的橫梁，最后拼裝只有單一關聯尺寸的縱梁。

(2)拼裝方法：就目前的技術條件，有水平分散拼裝和立體整體拼裝2種方式的選擇。水平分散拼裝的特點是工期短，均為地面作業，安全隱患少；立體整體拼裝的特點是拼裝過程與總裝狀態較吻合，但需要大量的工裝件，存在較多的高空作業，安全隱患多，技術難度大，工期較長。比較后選擇水平分散拼裝作為最終的拼裝方法。

(3)拼裝精度的控制：

①線型的控制：由于線型復雜，拼裝節段較多，為保證拼裝精度，采用在地面繪制標準樣線的形式，以此為依據來控制拼裝精度。

②累計誤差的控制：為減小多節段拼裝帶來的累計誤差，余量的修割和尺寸的測量均以同一基準進行。

溫度對尺寸的影響：由于橋梁結構尺寸較大，韓國現場常年平均溫度較低，基地拼裝溫度較高，從而導致溫差帶來較大的尺寸變化，故在拼裝時整體長度尺寸需減去溫差帶來的誤差。

2.3.2編號系統

由于發運部件和連接板非常多，為保證現場總裝狀態與拼裝狀態的一致性，對于每個不同位置的發運部件和連接板給予一個唯一的編號，此編號以

鋼印的形式打印于發運部件和連接板上。基地發運前連接板裝配和現場總裝均以此編號為依據來確定部件和連接板的安裝位置和方位。

2.3.3連接板發運方法

對于如此眾多的連接板，為降低現場總裝的難度，每塊連接板在發運前均根據編號系統裝配于相應的部件上，可降低現場工作強度，提高施工效率。

3結語

通過研究釜山鋼橋的裝配焊接、運輸及現場組裝，針對釜山鋼橋出現的技術難點，例如，線型的控制，焊接變形對線型影響控制，螺栓孔加工綜合制作考慮，安裝強度和制作精度控制等，形成了一套相對成熟的非標準線性鋼橋施工制作工藝和大批量散件組裝、運輸工藝，并積累了大量寶貴的經驗。釜山鋼橋梁段的成功制作，不僅為國內外普通鋼橋施工提供比較完善的施工操作手段，而且對于非標準鋼橋的制作提供了一套行之有效的工藝方法。

參考文獻：

[1]張志建,楊傳峰.三維曲線線型鋼箱梁施工方法[J]. 公路交通技術,2015(4)：106-110，115.

[2]郜戰良.淺談預制箱梁裂紋質量控制[J].中華民居,2011 (11)：428-429.

[3]黃濤.武漢二環線漢口段高架橋鋼箱梁制作技術[J]. 鋼結構,2011(2)：44-48.

作者簡介：魏炳寧(1981—)，男，工程師，從事石油平臺及鋼橋的制造工作。

收稿日期：2015-09-02