桁架式500t纜載吊機鋼結構制造工藝

覃武雄　黎岳偉

摘 要：文章闡述了桁架式500t纜載吊機鋼結構制造工藝。采用“鋼桁架倒裝技術”和“中、厚板T型全熔透焊縫質量控制方法”，確保了鋼桁梁的整體質量。

關鍵詞：鋼結構橋；鋼桁梁；鉆模鉆孔；預組裝

中圖分類號：U448.36 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）16-0111-02

Abstract： This paper describes the manufacturing technology of steel structure of truss 500t cable crane. The whole quality of steel truss beam is ensured by adopting "steel truss inverted technology" and "T-shape full penetration weld quality control method of medium and thick plate".

Keywords： steel structure bridge； steel truss beam； drilling tool drilling； preassembly

1概述

重型纜載吊機是大跨徑懸索橋橋體加勁主梁安裝的專用吊裝設備，液壓步履式纜載吊機是國內首次自主研制，為國內首創。我們制造的重型纜載吊機成功應用于湖南矮寨大橋、重慶青草背長江大橋、武漢鸚鵡洲長江大橋等工程，設備性能達到了同類進口設備水平，填補了國內空白。

2 施工工藝要點

2.1 施工工藝流程

施工準備→提升節段制作→邊跨提升節段制作→中跨節段制作→整體預組裝→噴砂、防腐。

2.2 操作要點

2.2.1 提升節段制作

提升節段由T型梁a、負重傳遞梁、上連接梁、下連接梁、提升負重梁、T型梁b組成。

為保證焊接質量，下料前對進廠的中厚板用CAD排版確定焊縫位置，用UT復驗，如有超標缺陷應重新排版避開或更換材料。

數控火焰切割下料后，刨邊機加工坡口。應用“中厚板T型全熔透焊縫質量控制”技術，根據材料、接頭型式、焊接工藝要求和《鐵路鋼橋制造規范》（TB10212-98）標準中的有關規定，進行焊接工藝評定，制作試件進行接頭硬度試驗、宏觀斷面酸蝕試驗、焊縫金屬拉伸試驗。根據腹板厚度采用不同坡口。組對前將焊縫附近40mm范圍內打磨清理干凈氧化皮、油漬等雜質，組對時預留間隙。氬弧焊打底，CO2氣體保護焊填充，埋弧自動焊蓋面，背面碳弧氣刨清根。應選擇技術水平較高、經驗豐富，有施焊項目相應資格的焊工施焊，焊接參數執行評定合格的焊接工藝規程。由于焊縫填充量較大，焊接變形控制須注重層間溫度，及時測量，反面加焊加強筋，正面填充完后背面清根、填充焊，再進行埋弧自動焊蓋面。焊后腹板與翼板間的焊縫100%-UT檢測，符合GB11345中Ⅱ以上為合格。

負重傳遞梁丁字梁焊接、校正合格后，加工單片加工鉸接孔。H型梁焊接、校正合格后，采用模板鉆孔，確保加工精度和孔簇聯接精度。

在鋼制平臺上放T型梁a（b）地樣，控制孔簇中心線和T型梁高度尺寸，制作拼裝模，為方便調整，架空一定高度。組裝前按焊接工藝要求加工坡口。H型梁組對成T形梁后，各接口及連接座的焊接質量及焊接變形是控制的難點和關鍵點。為方便焊接，斜撐H型梁短弦兩端腹板開半圓焊接通道，先焊外側，從焊接通道清根后焊接。長邊從內側焊后從外側清根焊接。連接座板厚30mm，由于開檔僅為90mm，內側坡口焊接困難，開外側單面坡口，從內側封底焊后，外側清根焊接，焊接時為保證同軸度應先焊兩端。所有H型梁間的連接焊縫、各梁柱接口、連接板焊縫100%-UT檢測，符合GB11345中Ⅱ以上為合格。

將加工好鉸接孔的負重傳遞梁丁字板腹板平放于拼裝模上，放線拼裝內部肋板。拼裝鉸接孔肋板和另一丁字板時，采用通軸拼裝，確保同軸度。同時控制丁字板間及丁字板與鉸接孔肋板間的開檔尺寸，不允許為負偏差，拼裝外側肋板后整體焊接。焊前鉸接孔肋板間用3根通長的角鋼加固，以防止焊接變形，整體加固打底焊后焊接。為減少焊接變形，保證鉸接孔同軸度，中間兩件鉸接孔座板最后拼焊。焊后檢驗鉸接孔開檔尺寸，如有變形，采用火焰校正。提升負重梁的制作與負重傳遞梁的制作方式相同。

鋼桁架提升節段的組裝采用倒置組裝方法。按設計圖紙在鋼制平臺上放地樣，控制好各連接梁中心線尺寸（L）和負重傳遞梁鉸接孔中心線。組裝前將負重傳遞梁、上連接梁、下連接梁的連接端板分別用定位銷定位，用螺栓上緊在T型梁a、T型梁b上，保證連接端板孔簇不錯位，確保穿孔精度。將T型梁a的H型梁平放在平臺上，并用水準儀檢測梁面的水平度，用經緯儀、磁力線錘吊線找準垂直度、水平度，調整好后固定。以T型梁a為組裝基準分別吊裝提升負重梁、負重傳遞梁、下連接梁，最后裝T型梁b。

每個連接梁的位置應按地樣組裝，負重傳遞梁、提升負重梁按加工后的鉸接連接孔中線對地樣線組裝，并用水準儀檢測梁面的水平度，確保達到圖紙要求的幾何尺寸要求。調整好后，點焊、加固焊連接端板，確保桁架整體組裝精度。

2.2.2 邊跨提升節段組裝

邊跨提升節段由T型梁c、T型梁d、下連接梁c、下連接梁d、上連接梁b、提升段下部1、提升段下部2、斜腹桿、豎腹桿、上弦桿等組成。

T型梁c、d中的H型梁、H型柱，長度方向按比實際尺寸加預留預拱修割余量下料，為鋼桁梁預拱修割余量，T型梁按預拱度要求放樣組裝。T型梁、連接梁制作工藝與提升節段相同。

提升段下部1（2）、上弦桿長度方向按比實際尺寸加余量下料，預留預拱修割余量。斜腹桿整體下料鉆孔后將連接座切斷。提升段下部1（2）按地樣組焊，所有連接端板、連接座待鋼桁架整體組裝時組裝。

鋼桁梁邊跨提升節段組裝只組裝T型梁部分，提升段下部、腹桿、提升段上弦桿待鋼桁架整體組裝時組裝。鋼桁梁邊跨提升節段T型梁部分結構與提升節段結構類似，因此在組裝時同樣采用倒置組裝工藝。在提升節段組裝地模上組裝，控制好與提升節段部分連接處的寬度尺寸，因邊跨提升節段與提升節段部分連接處無連接梁，調整好水平度、垂直度后，為確保寬度尺寸，點焊工字鋼固定，點焊、加固焊連接端板，確保桁架整體組裝精度。

2.2.3 中跨節段制作

中跨節段主要由中段底部、斜腹桿、豎腹桿、上弦桿、上橫梁等組成。

鋼桁梁設計預拱度為1L/1000，為消除桁架結構自重產生的下撓影響，實際制作時按經驗預拱度制作。所有桿件因預留預拱修配余量，連接孔簇加工時以中線為基準，保證孔簇間距。

鋼桁梁中跨節段上下平臺框架梁的預拱成型，采用火焰高溫加熱后，200噸液壓頂頂壓，達到預拱要求尺寸（L為起拱尺寸）。

中跨節段提升段下部、上框架平臺組裝，在組裝平臺（地模）上劃出上下平臺定位線，打上樣沖眼，并用油漆標記。將鋼桁梁中跨節段上下平臺與鋼桁梁邊跨提升節段上下平臺部分整體組裝，對角線找正，對角線誤差尺寸不超過允許值，形成框架結構，鋼桁梁整體預組裝時上下框架結構的平臺整體吊裝。為保證兩端與T型梁連接的孔位準確，連接板在桁架整體組裝時拼裝。

2.2.4 鋼桁架整體預組裝

為檢驗鋼桁架的整體尺寸和預拱度，保證現場組裝連接準確，在工廠制作中必須進行整體預組裝。

在組裝平臺上，劃出鋼桁架定位十字中心線、鋼桁架提升節段定位線、鋼桁架邊跨節段定位線、負重梁雙鉸接定位線等，打上樣沖眼，并用油漆標記，以便保存組裝定位基準線。在組裝平臺上根據地樣線設置預拱胎模，在桁架每個連接段兩邊設置預拱度調節點，按放樣預拱量設置高度。

為支撐鋼桁架提升節段吊裝就位，在平臺兩端提升節段T型梁端部位置各立兩根支撐柱，支撐高度應比設計高度小，將兩支撐柱連接、焊接牢固，在支撐柱上部適當位置焊接千斤頂支座，用于調整雙鉸接孔高度尺寸。

鋼桁架為中心對稱結構，組裝順序為先兩端后中間，組裝前先將各連接板與連接面用定位銷定位，上緊螺栓。吊裝提升節段，按地樣定位，對負重傳遞梁與行走機構鉸接孔位置吊線，與平臺放樣的定位線對應，調整高度尺寸。將提升節段支撐固定后，依次吊裝邊跨提升節段下平臺、T型梁。按地模調整邊跨提升節段與提升節段的相對位置、預拱度，將各節段與連接板點焊固定。吊裝中跨節段下平臺，調整好預拱度后固定，依次吊裝豎腹桿，臨時支撐牢固后，整體吊裝上平臺框架，調整尺寸后與連接板點焊固定，再依次組裝斜腹桿。用水準儀復測各點預拱度，確認各構件尺寸及相對位置符合設計要求后，鋼桁架整體加固焊接。按接口標識編碼后拆分解體。

各連接梁連接端板焊接前，在兩端各用兩根角鋼加焊固定，防止連接端板焊接變形，保證各構件間的連接板與連接面間的緊密貼合，確保連接件間的抗滑移系數達到設計要求。

為保證連接面抗摩擦系數達到設計要求，必須做抗摩擦試驗，產品的打砂、噴鍍鋅嚴格按試驗合格的標準執行。

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