一種橋上過橋裝置制造工藝的探討

趙金鵬，姚行杰，梁 昊，仉健康

（山東豐匯設備技術有限公司，山東 濟南 250200）

隨著經濟全球化的普及和應用，大噸位產品的運輸必不可少，在過橋運輸方面，橋上過橋裝置的出現解決了大噸位過橋運輸的難題。在預通過橋梁上臨時加設一個鋼制拱橋，鋼制拱橋保持必要的拱度，保證其除兩端外與原橋梁無接觸，避免大型車輛通過時超重對現有橋梁造成影響，從而保證了橋體的結構安全。該裝置可根據橋梁的長度，通過增加或減少中間懸空部分的數量實現跨距可變。參見圖1。

圖1 橋上過橋裝置（單排）

1 制作的難點和關鍵

通過過橋裝置的車輛，一般是多輪軸線車，主要為降低車輪輪壓為目的，以減少車輪對過橋裝置橋面的局部壓力。過橋裝置內部也會設置筋板，以提高其橋面的抗壓能力。過橋裝置各分段以螺栓或銷軸連接的方式居多。特別是銷軸連接方式，由于連接耳板多，連接銷軸細長，對結構制作的尺寸控制要求，以及軸孔公差和同心度的加工要求較高，參見圖2。制作的難點和關鍵歸納起來主要有以下幾點。

圖2 變跨距接口

1）起拱 橋上過橋裝置懸空段在受到載荷和自重作用時會出現下撓情況，為避免懸空段受力下撓與橋體接觸，要求其在無載荷情況下具備一定的起拱值。

2）分段互換 由于運輸經過的橋梁長度不盡相同，所以橋上過橋裝置在制造過程中要充分考慮變跨距適應不同橋梁長度的分段互換性能，從而滿足各種工況的使用條件。

3）關鍵點 在保證整體起拱值的前提下，實現變跨距部分的分段互換，是該橋上過橋裝置制造的重點和難點。因此，選擇何種起拱方式，采取何種保證措施，實現起拱條件下的分段互換是該橋上過橋裝置制造能否成功的關鍵。

2 起拱方式的選擇

有起拱要求的鋼結構或起重設備，如鍋爐大板梁、橋機主梁，在結構制作時一般選用連續曲線起拱、分段曲線起拱、折線起拱等幾種起拱方式。前兩種曲線起拱方式不適用于該過橋裝置的制作，主要因為:①曲線起拱不易保證變跨距分段互換接口處頂緊翼板的平面度；②分段變跨距位置若在長度非中對稱位置時，曲線局部拱度的不連續會造成接口處頂緊翼板的錯口和錯邊；③曲線起拱帶拱度的各分段腹板為曲線，內隔板高度隨拱度變化，內隔板焊接定位位置不易保證，箱體焊接變形不易控制，變形后不易校正。

考慮以上不利因素，該橋上過橋裝置選擇用折線起拱代替連續的曲線起拱。對比曲線起拱的方式，采用折線起拱的最主要優勢和特點有：①將連續變化的拱度曲線變為由多段直線組成的多折線，并滿足整體結構的拱度值；②在保證軸孔中心與上端頂緊面水平相對位置不變的前提下，保證上端頂緊面加工時垂直于水平面（圖3），用以實現各變跨距分段拆分組合時，保證拆分面上端頂緊面的緊密接觸，避免出現因加工角度不一致帶來的接觸縫隙；③將互換部件的曲線拱度分段變為直線分段，腹板、內隔板變為矩形下料，結構組合難度降低，焊接變形易于控制。

圖3 各變跨距分段拆分面與水平面的垂直關系

3 折線起拱下的分段互換保證措施

3.1 制作工藝保證

首先在下料時，各段頂緊接觸的翼緣板、連接耳板軸孔必須根據拱度的大小，軸孔中心相對絕對頂緊垂直面的長度偏差要求，預留焊接收縮長度，以及必要的加工余量；其次在制作過程中，必須保證連接耳板軸孔中心與頂緊垂直面的長度偏差要求，即：相對各分段腹板中心位置而言，翼緣板中心位置相對腹板中心位置向該分段跨中偏移，偏移值的大小根據起拱高低對應。

3.2 加工工藝的保證

該橋上過橋裝置下端連接耳板較多，連接銷軸較長，耳板軸孔同軸度的保證是過橋裝置滿足起拱要求和分段互換的關鍵。各段寬度較大，端部耳板數量較多，在加工設備允許的條件下，可采用兩端同時通軸鏜孔的加工工藝，這樣對多孔群同軸度的保證相對簡單，但是對加工設備的要求比較高，特別是對主軸和刀桿的剛性要求較高。

如果具有回轉工作臺，在主軸、刀桿剛性允許的情況下，可以采用只加工完占據端面寬度一半的耳板軸孔，再旋轉工件180°加工剩余端面寬度的耳板軸孔的方法。在該加工工藝下，選擇合理的定位基準及加工工序尤為關鍵：①以底板為粗基準找正，各段根據拱度放樣數據，按照高低差值裝夾；②工件連接端面旋轉至與主軸垂直，在耳板端部或上翼緣板端部銑出基準平面，作為構件回轉180°的找正基準面；③最后根據起拱要求，鏜孔加工完占據端面寬度一半的耳板軸孔；④工件旋轉180°，并通過找正基準校準，按照以上鏜孔工藝加工剩余端面寬度的耳板軸孔；⑤按照拱度偏差要求，加工頂緊翼板的頂緊平面。

4 結語

綜上所述，該橋上過橋裝置的制造工藝主要解決了跨距可變、分段互換、多耳板軸孔同軸的拱度控制難題，涉及鉚焊、加工等多道工序環節。依靠合理預留頂緊翼板的下料余量，以及合理的耳板鏜孔加工工藝，保證了其拱度的控制效果，并實現了分段互換的變跨距功能。我公司應用該工藝制作的橋上過橋裝置經過實際組合驗證，完全滿足整體拱度要求及變跨距分段互換的安裝要求，并成功應用于大噸位車輛過橋運輸。