橋吊聯系梁及尾梁承軌梁制作拼裝精度控制

錢燕燕，馮子壘，崔銀玲

（上海振華重工（集團）股份有限公司，上海 201913）

雙小車橋吊的門框聯系梁布置的軌道承載著門架小車運行，其軌道鋪設面的承軌梁平整度和整體直線度的質量是運行平穩基礎。為滿足自動化感應系統中主小車和門架小車對中誤差±25mm的允許范圍，保證門架小車軌道排裝和減少油漆后門框尾梁動火校正等工作，設計部門對門架小車軌道鋪設可調范圍進行優化，將左右側范圍由±6mm提升至±50mm，此種形式的改善仍然采用原施工工藝導致承軌梁的制作誤差無法滿足精度要求，迫使制作工藝進行改進和優化。

1 承軌梁精控難點

承軌梁制作時面板易變形。新的承軌梁設計形式在承載門架小車軌道區域增加了整條的熔透對筋腹板，這些加強的對筋焊縫，裝配焊接時承軌梁面板易變形彎曲。門框拼裝局部焊接變形大。門框聯系梁、尾梁和陸側立柱承軌梁拼裝時，因對接處焊接量大，箱體對接位置的門架小車承軌梁的整體直線度、面板平整度難以控制，造成面板對接位置的平整度、直線度超差。

2 承軌梁精控方案

針對以上制作難點分析，進行了深入的討論研究，編制出相應的施工工藝方案。該方案在實施過程中經過了多次優化和改進，要求門架小車承軌梁制作、施焊和測量都必須按照此精控要求來執行，確保每一項尺寸都達到要求范圍內。相關精控方案如下：（1）承軌梁制作精控。（2）承軌梁斜腹板安裝、焊接工藝精控。（3）門框拼裝時門架小車承軌梁對接處斜腹板安裝工藝。

3 承軌梁試驗段

在此之前尚未制作過此種形式的承軌梁，為積累制作經驗和提前暴露出制作過程中存在的問題，分別采用3種工藝方案制作5m承軌梁試驗段。

（1）制作承軌梁1號試驗段。承軌梁1號試驗段按照正常施工工藝進行焊接裝配，由于承軌梁局部焊接量大和制作經驗不足，承軌梁面板因焊縫收縮導致面板產生角變形（圖1）。經分析后總結出主要原因為：①未采取變形控制。承軌梁制作時未對斜腹板與承軌梁面板的燒焊區域進行反變形校正。②斜腹板焊縫坡口過大。焊接時斜腹板與面板的自然坡口以及襯墊焊的間隙要求，導致間隙超標，斜腹板與承軌梁面板焊接時熱輸入量大，焊縫收縮嚴重，導致承軌梁面板角變形達13mm，通過多次校火后在焊縫位置出現急彎，無法滿足門框承軌梁平整度要求。③焊接模擬演算。根據記錄的焊縫焊接參數、裝配間隙和設計結構形式；由焊接工程師對斜腹板與承軌梁焊接產生的焊接變形進行模擬計算（圖2）。

圖1 第一次試制段角變形嚴重

圖2 承軌梁焊接變形模擬計算

（2）制作承軌梁2號試驗段。針對第一種情況，翼板上安裝臨時工藝卡碼和斜腹板上安裝加強板的形式強制控制變形，按照WPS嚴格控制電流、電壓裝配間隙等施工，并跟施工部門進行了技術交底，雖平整度和尺寸都能夠達到圖紙技術要求，但存在以下缺陷：①焊后應力釋放。應力延遲釋放可能會發生變形，平整度仍然無法控制。②焊后修補。增加的牢固工藝卡碼有效的克服焊接變形，但拆除時打磨和修補的工作量大，增加生產成本，極易對母材造成損傷。③疲勞等級下降。搭焊的臨時焊縫對母材的疲勞等級減低，周期載荷的作用下容易產生裂紋，后期無法彌補的損失。

（3）制作承軌梁3號試驗段。承軌梁制作經驗和燒焊變形的原因分析，制作第三根承軌梁試制段。制定相應的反變形控制方案，防止承軌梁斜腹板焊接后面板變形方案和現場制作過程：①為保證承軌梁斜腹板焊接后面板變形，在制作H型鋼時，承軌梁面板預放反變形量。承軌梁面板橫向校正反變形量6mm，保證面板與斜腹板裝配線位置2mm反變形量，縱向平整度2mm。裝配承軌梁加強板件，需要保證斜腹板裝配線位置的2mm反變形。注意襯墊與母材之間點焊在坡口位置，不得點焊在母材區域，按照反變形校正翼板燒焊完斜腹板后翼板邊絲變形1.5mm以內，校反變形時，使用半自動火焰割刀進行校正，保證面板校正時均勻受熱，溫度控制在600℃左右，避免出現因面板受熱不均產生波浪現象。 ②裝配承軌梁斜腹板。斜腹板焊接坡口不開制，利用斜腹板與門框承軌梁面板形成的自然角度進行焊接，減少焊接收縮，規范焊接順序和焊角大小。③根據上述試制段焊接后測量數據，在承軌梁斜腹板、承軌梁面板上安裝卡碼和加強板，測量焊前、焊后H型鋼直線度和扭曲度等。按照以上方法進行試制的第三根承軌梁經測量檢驗面板平度在1mm/1m，符合相關制作要求。事先放的反變形和控制焊角和控制焊接順序，門框承軌梁焊接后經過校正后；面板平度在±1mm/2m，符合圖紙要求。針對上述原因，對試制段中的問題難點進行針對性的討論研究，制定詳細的施工工藝，包括WPS和斜腹板與承軌梁焊接順序及焊角大小等因素進行嚴格要求。

4 門框聯系梁及尾梁的承軌梁精控

承軌梁貫穿門框聯系梁、陸側立柱連接段、門架尾梁3部分箱體。首先承軌梁T型鋼單獨進行預制，承軌梁斜腹板暫時不安裝。門框聯系梁、陸側立柱連接段、門架尾梁箱體制作時安裝承軌梁T型鋼。箱體制作成型后，保證門框聯系梁、陸側立柱連接段、門架尾梁直線度后，安裝承軌梁斜腹板。

（1）承軌梁與結構箱體裝配。安裝承軌梁時需按照以下工藝要求進行操作：①安裝斜腹板前，要按照制作第三根承軌梁試驗段時的要求對承軌梁面板校反變形量。②承軌梁斜腹板安裝時，受空間限制斜腹板與承軌梁面板焊接采用鋼襯墊焊接（見圖3）。注意鋼襯墊與T型鋼裝配前打磨倒角2mm，與母材之間點焊在坡口位置，不得點焊在母材其他區域。定位焊兩端打磨斜勢，以便保證焊縫要求。③燒焊斜腹板焊縫時，先燒焊①處焊縫，再燒焊②處焊縫（見圖3）。每一條焊縫燒焊時，從中間位置向兩端對稱施焊。④焊接完成后，檢查承軌梁翼板縱向的局部平整度（1mm/1m），橫向的角變形以及承軌梁的直線度和扭曲度。

圖3 斜腹板裝配襯墊及燒焊要求

（2）門框聯系梁段、陸側立柱與門架尾梁段拼接精控要求。防止門框豎立后尾梁段會有下繞，設計對尾部進行了反自重的線型設計，可以滿足帶載的情況達到預期的線型效果，門框拼裝時預放拱度值。①為方便承軌梁直線度及承軌梁面板平整度調整和線型控制，結構制造時需要在承軌梁T型鋼對接端口兩側各預留500mm暫不施焊。待對接端口調整到位，承軌梁直線度及平整度符合圖紙要求后燒焊對接焊縫。②拼裝焊縫檢驗合格后，將對接處兩端未安裝的承軌梁斜腹板（L=1000mm）安裝到位。斜腹板對接采用襯墊焊，焊縫做UT100%+MT100%探傷檢測。③門框拼裝焊接工作完成后，檢測門架小車承軌梁面板縱向的局部平整度、橫向的角變形以及承軌梁的直線度和扭曲度。

5 結語

承軌梁焊接反變形控制、焊接順序優化和門框拼裝尺寸的有效控制能夠完全達到制作精度要求，實踐證明該技術方案可行、有效。目前已經成功的運用到公司青島自動化岸橋、洋山自動化岸橋、摩洛哥自動化化岸橋等都得到成熟運用，為自動化岸橋的推廣做出有力的技術支持，提升了自動化岸橋的競爭力。