委內瑞拉迪阿鐵路橋鋼結構焊接制造工藝

趙慶杉

1. 概述

委內瑞拉迪阿鐵路橋采用鋼混結合雙線簡支梁設計，是委內瑞拉北部平原鐵路第一座鋼橋，該橋3跨，橋面板寬10.4m，梁高3.088m，橋長111m，每跨由4個盆式橡膠支墩支承。

2. 結構特點

本橋結構類型為有砟軌道鋼-混凝土簡支結合梁，跨度為31.5m，鋼箱梁采用雙箱單室，鋼箱梁寬6.4m, 箱高2.7m，兩箱中心距為4.0 m，箱梁中心線與線路中心線重合。兩箱梁之間每隔4.5~6.0m設置有橫梁，將兩箱梁連成穩定的空間結構，橫梁為工形斷面。一孔鋼箱梁由6個縱梁塊體和9個橫梁截面構成，單個縱梁類型為等高度箱型鋼混結合梁，鋼梁斷面為開口箱型。本橋采用栓焊結合的連接方式，梁段之間縱向采用上翼緣板工地焊接，腹板、底板采用高強度螺栓連接。橋梁橫向由兩個開口箱型及兩箱之間的工形橫梁構成，箱型與橫梁采用上翼緣板工地焊接，腹板、底板采用高強度螺栓連接。鋼箱梁三孔橋斷面如圖1所示。

3. 焊接工藝評定

（1）母材 焊接工藝評定試驗用鋼板為Q345q D鋼板，鋼板的化學成分和力學性能均符合GB/T 714—2008《橋梁用結構鋼》中規定的要求。

（2）焊接工藝 采用埋弧焊+CO2氣體保護焊+定位焊工藝。埋弧焊采用 EH-14+JF—B焊絲，CO2焊采用E71T—1藥芯焊絲，定位焊采用E7018焊條和E71T—1藥芯焊絲。

（3）焊接參數 按照合同要求，本橋焊接工藝評定按照美標AWS D1.5執行。經過對全橋結構及板厚分布的歸納總結，選取8組焊接工藝評定試驗，包括4組對接焊縫、4組角焊縫。試板的板厚組合、坡口形式及焊接位置等如表1所示。焊接工藝評定試驗用參數如表2所示。

（4）工藝評定試驗結果 接頭力學性能試驗結果如表3 所示，由表3可看出各項數據均符合AWS D1.5中相關規定。部分接頭宏觀腐蝕斷面如圖2所示，可見熔合狀況良好。

4. 鋼箱梁的組裝及焊接

縱梁為開口箱形，主要由底板、腹板、上翼緣及箱內隔板、加勁肋等組成，桿件斷面寬度2.4m，高度2.7m，長度分別為10.25m及12.1m兩種。縱梁整體結構形式如圖3所示。

圖1 委內瑞拉迪阿鐵路鋼箱梁三孔橋

表1 焊接工藝評定試驗項目

表2 焊接參數

表3 接頭力學性能試驗結果

圖2 部分接頭宏觀腐蝕斷面

圖3 委內瑞拉迪阿鐵路鋼箱梁縱梁

（1）下料 板材經過預處理線完成預處理后，采用數控切割機下料。由于開口箱體隔板頂板與上翼緣板有焊接及修整，所以箱梁腹板在設計預拱度基礎上按二次拋物線預加了一定拱度。腹板采用雙嘴對稱切割的方式，保證單個箱體每兩片對應腹板拱度值基本相同，避免相對拱度差超差。中間梁底板及腹板兩端留量以備箱梁出孔后的二次切割從而保證梁體長度。隔板周邊、橫梁接頭板等板件預留機加工量。

（2）組焊板單元 劃線組裝焊接腹板單元、隔板單元，其中腹板與上翼緣的焊縫采用埋弧焊焊接，其余焊縫采用CO2氣體保護焊。

腹板單元組裝時，在上翼緣劃線，將上翼緣組焊到腹板上，嚴格控制水平肋至上翼緣的距離，組裝豎肋時保證肋板間距。隔板與其加勁肋及人孔護圈等組焊為隔板單元。

（3）箱體組焊 將底板置于設有拱度的胎型上，以底板上的螺栓孔為基準劃出底板的縱向、橫向基準線，然后由基準線生成隔板位置線、腹板位置線。

按線在底板上組裝隔板單元。先用CO2氣體保護焊完成隔板焊縫，然后采用埋弧焊完成腹板與底板焊縫的焊接，最后焊接隔板單元的頂板與箱梁上翼緣的對接焊縫。組成箱體后在豎肋處測厚，配刨斜墊后打入箱體保證與箱梁底板頂緊，焊接時由豎肋頂緊端往上焊接，焊接采用CO2氣體保護焊。鋼箱梁縱梁組焊順序如圖4所示。

（4）橋址架設及組裝焊接順序 箱梁分段間工地連接采用栓焊結合的方式，即上翼緣焊接，底板、腹板通過拼接板采用高強度螺栓連接。橫梁與箱梁間的工地連接為高強度螺栓連接。施工順序為先采用沖釘和普通螺栓進行組裝，之后先焊后栓。工地焊接定位焊采用部分焊條電弧焊，其余大部分均采用CO2氣體保護焊。

鋼箱梁遠涉重洋運至橋位處，考慮到減小應力與變形對橋型的影響，根據實際情況制定了組裝順序，鋼箱梁組裝及焊接順序如圖5所示。首先將A2節段吊放在放置方木的地面上，采用栓接方式與其對應的橫梁進行連接，然后將A2節段與橫梁吊至臨時支墩工字鋼上。標高及橫縱向位置檢測合格后，起吊B2節段。吊至臨時墩上后，用兩個QYL50千斤頂調節標高，精調裝置調節橫縱向位置。B2節點就位后，采用栓接方式與A2節段與橫梁進行連接，在地面方木上將A1、C1節段對應的橫梁進行螺栓連接。吊車移動，起吊A1節段。起吊方式及調節方式同B2節段。兩側的A1、C1節段就位后，吊裝B1、D1節段。

圖4 鋼箱梁縱梁組焊順序

圖5 鋼箱梁組裝焊接順序

5. 結語

本橋是委內瑞拉迪阿鐵路上第一座鋼橋，該項目地理位置遠離祖國萬里之外加上爆發登革熱，而且這個國家物資匱乏頻發槍戰和持槍搶劫，使得人身安全都沒有保障，但是我們全體人員團結一致克服種種不利條件，圓滿的按時、按質完成工作，顯示了桿件的栓孔通過率高、幾何尺寸準確，這樣就保證了拼裝速度。工地架設順利，得到了業主贊揚。本工程的順利完工，可以為國外類似工程提供參考。

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