實例探析大型懸索橋鋼桁梁工廠制造質量控制

袁 杰

湖南省高速公路建設開發總公司，湖南長沙 410000

鋼桁梁橋是由桁架桿件所組成的，鋼桁梁的桿件和節點較多，構造較為復雜，制造難度較大，其是鋼桁架橋的基本構成元件，鋼桁架橋的制造工藝會對鋼桁架橋質量、剛度等產生較大影響。因此，亟需對鋼桁梁工廠制造質量控制要點進行詳細探究。

1 杭瑞洞庭大橋鋼桁梁簡介

杭瑞洞庭大橋位于杭瑞高速湖南大岳段，樁號為 K52+896～K55+286.18，全長約2390.18m。主梁采用板桁結合鋼桁加勁梁，設計時均考慮板桁共同作用。該橋梁工程主桁架結構選用帶豎腹桿的華倫式結構，具體而言，其是由上弦桿、下弦桿、斜腹桿以及豎腹桿所組成的，其中，前面這選用箱形截面形式，梁端及索塔處采用箱型斷面結構形式，其余部分則采用H形截面形式。橋梁主桁架高度為9.0m，桁寬35.4m，節間長度8.4m。一個標準節段長度16.8m，由2個節間組成。主跨跨中兩個節段長17.6m，節間距離8.8m。在主桁的節點位置，采用焊接施工方式形成完整的節點板，在各個節段位置，采用H形腹桿進行焊接，與箱型腹桿采用螺栓連接。在每個節間處設置一道主橫桁架。

2 大型懸索橋鋼桁梁工廠制造一般規定

（1）制造廠對于鋼桁梁的設計圖紙，必須進行嚴格審查，如果需要對設計方案的工藝進行修改，則應該與原設計單位進行協商，如果確定變更設計方案，則應簽署設計變更文件。（2）對于設計圖紙中的鋼桁梁接頭形式，制造廠應進行焊接工藝試驗，對于試驗結果，還需要組織專家進行評審。（3）根據鋼桁梁設計圖紙中的要求，編制完善的施工工藝要求。（4）綜合考慮該橋梁工程實際情況，選擇典型桿件，并進行試制，對工藝合理性進行驗證，當確定合格后，方可進行首批件的生產。（5）在該橋梁工程鋼桁梁的制造和驗收過程中，都必須組織專業的計量單位進行檢查，保證合格。

3 大型懸索橋鋼桁梁工廠制造質量控制

3.1 鋼板預處理

（1）經復驗合格的鋼板在下料前，應進行輥平，使其平面度不大于1mm/m。（2）鋼板表面預處理拋丸除銹達到Sa2.5級，Rz30～75μ m，噴涂車間底漆一道25μ m。

3.2 切割質量要求

（1）第一，有些切割部分較為精密，對此，對于邊緣表面位置質量，必須符合相關規定；第二，切割面的硬度不超過HV350；第三，所有桿件的精切外露邊緣應倒R1～R2的圓角。（2）對于型鋼切割線與邊緣垂直度之間的偏差，應該控制在2.0mm以內。

3.3 零件矯正和彎曲

（1）對于制造零件，如果需要對其進行矯正處理，則應該采用冷矯正方式，在矯正完成后，對鋼料表面質量進行檢查，不應出現凹痕或明顯損傷。（2）對于鋼料，如果需要采用熱矯方式，應該將溫度控制在600～800℃之間，當鋼料溫度降低到室溫前，避免對鋼料進行錘擊。（3）對于主要零部件，在進行冷作彎曲時，應該將環境溫度控制在-5℃以上，對于內側彎曲半徑，應該控制在板厚的15倍以內。（4）U形肋采用冷壓彎曲成型，U形肋成型后要求圓角外邊緣不得有裂紋。

3.4 邊緣加工

（1）對于邊緣位置加工面的粗糙度，應該控制在25μm以內；另外，對于磨光頂緊面的粗糙度，要求控制在12.5μm以內，其與板面垂直度之間的偏差應控制在0.01t以內。（2）在邊緣加工過程中，應盡量避免受到油污的影響，并對邊緣進行打磨處理，保證表面光滑度。（3）對于坡口位置，可采用機械加工和精密切割施工方式，對于過渡段的坡口，必須做好仔細打磨，確保符合工程施工圖要求。

3.5 制孔

（1）螺栓孔為正圓柱形，螺栓孔壁的表面粗糙度應控制在25μm以內，不得采用沖孔、氣割孔。（2）在制孔過程中，應該選擇適宜的工藝進行第一根桿件制作，然后組織質檢人員以及工程監理人員進行檢查，當檢查合格后，即可繼續進行鉆孔施工。

3.6 桿件組裝

（1）在桿件組裝施工前，技術人員首先需要根據設計圖紙中的要求，對各個零件的尺寸進行檢查，在確定合格后，才能夠繼續組裝。（2）在桿件組裝中，應合理選擇組裝平臺，在完成首件組裝后，監理工程師對安裝質量進行檢查，確定合格后，即可進行后續組裝施工。（3）在接頭焊接中，可結合實際情況選用氣體保護焊、埋弧焊或者低氫型焊條手工焊等焊接方式，并注意對焊接位置進行徹底清理，去除油污、水分、鐵銹等污物，保證焊接區域表面的光澤度。（4）如果選用埋弧焊進行焊接施工，對于焊縫，可采用引板進行連接，對于引板的材質、厚度等，都應該與焊件保持一致，同時，引板的長度應該控制在10cm以內。（5）對于產品試板，應該在焊縫的端部位置進行連接，對于試板的厚度、材質等，都必須與對接板材保持一致，同時，產品試板的長度應該控制在60cm以內。（5）在對組裝桿件檢查合格后，即可進行吊裝，在吊裝環節，應該注意輕起輕落，避免桿件發生變形或者焊接縫出現裂縫，另外，還應該注意對桿件采取保護措施，如果桿件出現損傷，則應該根據規定進行修補。

3.7 焊接

（1）上崗的焊工應按焊接方法和不同的焊接位置進行考試，考試合格后，才能夠持證上崗。（2）在焊接施工中，必須嚴格依據相關施工規范，避免對焊接工藝進行隨意更改。（3）在焊接施工前，對所用設備工作狀態、儀表的可靠度進行檢查。（4）在焊接施工中，應該盡量選擇室內焊機，對于環境溫度，應控制在5℃以上，同時環境濕度應控制在80%以內。如果必須進行露天焊接，則應該采取防風、防雨措施，雨、雪、大風、嚴寒等惡劣氣候條件，不應進行橋上焊接作業。（5）對于主要構件，應該在室內進行組裝，組裝完成24h內進行焊接，而如果構件是在室外環境組裝的，則應該在組裝完成12h內進行焊接。（6）在焊接施工前，對于預熱溫度，應通過焊接試驗，并滿足焊接工藝要求。

3.8 桿件矯正

（1）如果需要對桿件進行冷矯正，則應該注意緩慢加力，對于室內溫度，應該控制在5℃以上，矯正過程中的總變形量必須控制在3%以內。（2）如果需要對桿件進行熱矯正，則應該將溫度控制在600～800℃以內，同時，對于同一位置，應該注意避免多次重復加熱，在桿件溫度沒有降低至室溫前，避免對桿件進行錘擊。（2）桿件矯正完成后，對桿件表面進行檢查，避免出現明顯損傷。

3.9 鋼桁梁節段制造及預拼裝

（1）在節段制造以及預拼裝施工過程中，必須嚴格依據施工圖紙中的規定，每次預拼裝長度應該控制在5個節段以內，在預拼裝完成后，還需要對拼裝質量進行檢查，對于最后一個鋼桁梁節段，應前移，然后再進行下一批次預拼裝。（2）參與拼裝的所有構件均應檢驗合格。（3）節段制造及預拼裝應該在胎架上進行。（4）對于節段制造及預拼裝胎架，應該保證足夠剛度，同時要求基礎承載力達到一定的施工要求，拼裝支撐點應位于桿件剛度較大的位置。（5）胎架標高根據拼裝線形設置，每輪次拼裝均需測量調整標高。（6）節段制造及預拼裝施工時，應按高空安全作業相關規定做好安全防護。（7）預拼裝時，對于板層的沖釘，應該控制在螺栓孔總數的10%以內。（8）在預拼裝施工過程中，需要對拼裝位置進行檢查，判斷是否出現相互抵觸的現象，同時還應該對螺栓位置的擰緊度進行檢查。（9）對于螺栓孔，可采用試孔器進行檢查，對于主桁間連接的螺栓孔，必須保證能夠通過試孔器。（10）節段制造及預拼裝檢測時，應避開日照的影響。

3.10 防腐涂裝

（1）漆膜的外觀要求平整、均勻一致，允許輕微桔皮和局部輕微流掛。電弧噴鋁層表面均勻一致，不允許有漏涂、起皮等，允許有輕微結疤和起皺。（2）涂膜厚度按圖紙規定，采用《磁性基體上非磁性覆蓋層覆蓋層厚度測量磁性法》（GB/T 4956—2003）的磁性測厚儀進行測量。（3）在對漆膜附著力進行檢驗時，必須嚴格依據《色漆和清漆漆膜的劃格試驗》中的規范，必須達到1級或0級；漆膜附著力的檢驗采用《色漆和清漆拉開法附著力試驗》（GB/T 5210—2006）進行評定時，涂裝體系附著力要求≥3MPa，電弧噴鋁鋁層附著力要求≥5.9MPa，STC鋼橋面富鋅底漆附著力要求≥6MPa。（4）鋼桁梁桿件外表面漆膜厚度測量值應該滿足相關規范，同時，在所有測量值中，必須保證90%以上的測量值能夠滿足厚度要求。

4 結語

綜上所述，本文主要結合實例，對大型懸索橋鋼桁梁工廠制造質量控制進行了詳細探究。鋼桁梁的制造屬于系統工程，并且制作環節較多，在具體制造過程中，應該嚴格控制下料、焊接等質量控制，保證鋼桁梁的制造質量。