簡蒲高速匝道橋鋼箱梁制造焊接及安裝技術研究

胡學明

摘? 要：改革開放以來，隨著交通網絡的日益完善，人們的出行方式變得更加多元和便捷。道路建設施工技術的發展及各類先進設備的應用使道路橋梁的施工建設效率和質量獲得了顯著提升。在高速匝道橋的鋼箱梁制造、焊接及安裝過程中，相關施工工藝，工序的合理性與操作的規范性都會決定工程建設的整體質量。該文針對簡蒲高速匝道橋建設項目中鋼箱梁的制造、焊接及安裝施工進行深入分析。結合項目實際，總結施工經驗，重點關注施工工藝及技術的應用方式。希望以此為后續的類似工程項目建設提供參考依據。

關鍵詞：高速匝道橋;鋼箱梁;焊接工藝;安裝技術

中圖分類號：U448? ? ? ? 文獻標志碼：A

1 項目背景與工程概況

該項目的施工范圍屬于成都經濟區環線高速公路簡陽至蒲江段中的禾豐樞紐互通部分，與剛剛建成的成安渝高速公路相交，成十字型交叉，采用反8字混合式樞紐方案。橋跨由混凝土現澆連續箱梁和鋼箱梁2個部分構成。其中，鋼箱梁平面位于緩和曲線和R=100m的圓曲線上，全長共計120 m。項目的施工建設過程主要包括鋼箱梁的制造、焊接、運輸、安裝等工序。除了要保證施工的整體質量和工程進度外，還需對施工期間的安全管理和組織保證措施形成足夠重視并落實到位。該文將主要關注高速匝道橋鋼箱梁的制造、焊接以及安裝過程中的關鍵技術和施工工藝。

2 鋼箱梁制造及施工的前期準備工作

在進行鋼箱梁的分段制造之前，需要根據工程項目的施工工期及現場施工條件，綜合確定詳細的施工方案。并結合甲方、監理及設計院的意見展開溝通和交流后，確定基礎的施工技術方案。同時，要組織參與生產和提供技術支持的施工人員對施工方案的圖紙及施工工藝進行技術性審查，保證各施工環節都能夠順利推進。在圍繞設計圖紙進行交流和溝通后，施工人員在領會設計意圖和主要施工方式的基礎上，應在審批的分段方案圖上對施工圖紙深化設計進一步探討。充分細化具體的施工細節，明確各環節的注意事項。為了保證鋼箱梁制造及安裝過程的效率和質量，還需編制相應的施工工藝方案及施工工藝文件，報送甲方及監理部門進行審批，保證施工方案的有效性及高可行度。

前期準備工作還包括擬采用焊接工藝的客觀評定，需結合監理工程師的審批標準，根據焊接工藝的評定方案制造相應的工藝試板，結合項目的實際建造需求展開有針對性的檢驗和試驗。在工藝評定的試驗結果確認合格后，負責人員需將所有相關資料整理成冊并上報各相關單位和監理部門進行技術工藝的評審。

3 鋼箱梁的制造技術與實施方案

3.1 鋼板預處理

用于制造鋼箱梁的鋼板在下料前需對不平整或不合格的鋼板進行矯平處理。通過在鋼板預處理流水線上進行噴砂處理和噴涂車間底漆的操作，使其表面的噴砂除銹等級達到Sa2.5，表面粗糙度達到30μm～70μm，并噴涂無機硅酸鋅車間底漆1道，漆膜厚度≥30μm。

3.2 零件下料與加工

零件下料過程中的放樣與號料應嚴格按照施工計劃和圖紙標注的規格參數進行，施工工藝對放樣及號料的效果有一定要求，樣板、樣桿、樣條制作的誤差也應與項目容許的誤差范圍相吻合。在進行預留制作和安裝時需保證對于焊接收縮余量及切割、刨邊、銑平等加工余量的放映和號料。號料前檢查鋼料的牌號、規格、質量，當發現鋼料不平直、有蝕銹、油漆等污物影響號料質量時，對鋼材進行矯正、清理后再號料;主要零部件原則上采用氣割切割，并優先采用精密切割、數控自動切割。對于要求再行加工的氣割零部件，其尺寸偏差可按工藝技術文件或圖紙上注明的尺寸執行。對于形狀不規范不標準的零件，采用冷矯正時環境溫度不宜低于-12℃，矯正后零件的表面不應有明顯的凹痕或損傷，否則仍需進行整形。采用熱矯正時，加熱溫度應控制在設計要求的溫度范圍內，矯正后零件溫度應緩慢冷卻，降至室溫以前嚴禁對零件錘擊以及用水急冷。

3.3 鋼箱梁單元件制作

匝道橋鋼箱梁的頂板單元通常由頂板、T肋以及板肋組成，底板單元由底板、板條組成。制作底板單元時，底板長度方向按照L+20 mm進行下料，寬度方向按照L-4 mm進行下料。在劃定位基準線、板肋定位線后開始組裝板肋，需按照板肋定位線從一端（開坡口側）往另外一端依次點焊固定。底板單元焊接宜采用細絲實芯或藥芯焊絲二氧化碳氣體保護自動焊，過程中還應使用底板單元焊接設計專用的反變形胎架，根據不同的板寬、厚度，橫向設置不同的反變形量。此外，橫隔板零件采用數控火焰切割機編程下料，其余零件可采用半自動火焰切割機下料。最后，鋼箱梁的中腹板和邊腹板結構基本相同，下料方式也和橫隔板零件類似。

3.4 鋼箱梁焊接技術

鋼箱梁常采用二氧化碳氣體保護焊焊接方式，按照先焊橫隔板與板條肋的貼腳焊縫，再焊橫隔板與頂、底、腹板的焊縫，再焊腹板與頂、底板的焊縫，再焊底板對接焊縫，最后焊頂板的對接焊縫的次序完成整個焊接過程。待縫焊接完畢后，應及時進行焊縫外觀檢測，并填寫檢測記錄。需確認所有鋼箱梁的焊縫不存在裂紋、未熔合、焊瘤、夾渣、未填滿及焊漏等缺陷問題。焊接完成24小時后，具有專業資質的探傷人員須持證上崗完成超聲波焊縫探傷。質量檢查的內容包括鋼箱梁的各部件焊縫等級及探傷部位存在的質量缺陷。

在對焊縫進行返修時應首先確認其產生原因，并采取相同的焊接工藝進行補焊。返修操作時要將清除部位的焊縫兩端刨成斜率小于1∶5的斜坡，并將周邊的氧化層和含碳層打磨干凈。

4 鋼箱梁預拼及安裝技術

為了確保箱梁制造時與成橋狀態一致，胎架縱向和橫向均按照橋位狀態設置縱坡和橫坡。根據梁段的重量、結構形式、外形輪廓、梁段制作預變形、設計線型及鋼箱梁轉運等因素對胎架進行設計和制作，節段組拼采取“正裝法”方案。

安裝鋼箱梁時，根據鋼箱梁的分段方案搭建安裝臨時支架并根據施工載荷等級進行支墩的受力計算，保證安裝過程的安全。分析數據選用midas整體建模分析方式，明確最大軸應力、剪切力、彎曲力和組合應力，并確保各強度指標均在容許強度范圍內。

在確定吊裝設備和輔件選型的環節，應根據全橋最大、最重及吊裝半徑最大位置確定吊裝設備選型并計算起重機的高度限制和最大吊裝重量。吊裝過程所使用的鋼絲繩和卸扣應滿足最大受力承載要求。鋼絲繩與箱梁的安裝夾角及最大承受拉力都要結合實際的安裝施工方案進行精確計算，以此保證鋼箱梁安裝全過程的施工安全。吊裝吊耳的選型和參數確定涉及吊耳的抗剪強度、抗拉強度、擠壓強度和焊縫強度。各項基礎指標和參數的規范會給吊裝施工帶來安全保障。

鋼箱梁在吊裝前需做好充分的準備工作，包括對測量工具的反復校驗，根據現有的橋墩標高進行復查，并對參與施工的所有人員進行安全教育。通過安全技術交底和吊裝技術交底讓施工人員明確操作的流程和關鍵步驟。在夜間進行吊裝施工時，還要對施工區域的照明裝置進行檢查，確保不存在照明死角。

吊裝后的焊接過程需參照“焊接工藝評定”執行，段內先焊單側橫隔板與腹板的貼腳焊縫，再焊底板對接焊縫，最后焊頂板對接焊縫。段間先焊頂、底板對接焊縫，待無損檢測合格后，組裝焊接U肋、加勁肋嵌補段。

5 結語

通過該文對于簡蒲高速匝道橋鋼箱梁制造，焊接及安裝過程的關鍵步驟及施工工藝的研究、分析與論述，充分明確了各施工環節的關鍵技術和重點參數指標。實際施工時，需從前期準備到方案實施和安裝完成后的質量檢查都嚴格貫徹規范化、流程化的操作步驟，全面保證施工建設質量。

參考文獻

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