城市高架鋼箱梁制作與安裝施工技術

宮潤喜 中鐵十二局集團第四工程有限公司

1.工程概況

太原市環線道路建設工程南中環鋼結構連續梁鋼箱梁工程屬單箱單室全焊接結構，西北匝道鋼箱梁Pwn14～Pwn17總弧線長度為85.8m，即（3×28.6m）、西北匝道鋼箱梁Pwn11～Pwn14總弧線長度為88.796 m，即（28.96+30.258+29.578m）、北東匝道鋼箱梁Pne6～Pne9 總弧線長度為90 m，即（3×30 m）、北東匝道鋼箱梁Pne 9～Pne 12總弧線長度81.335 m，即（25.68+29.695+25.96m）。主箱室兩側沿全線布置懸挑，其每側懸挑寬度為1437mm。頂底板均設置300mm標準間距的板肋，沿主箱通長布置；腹板設置兩道板肋，間距為722mm和739mm兩種，沿主箱全長布置，但在橫隔板處斷開焊接；主鋼箱內間隔布置橫隔板和橫向加勁肋，標準間距為3000mm。

2.工程的重點、難點分析

本工程匝道鋼箱梁1800余噸，屬全焊單箱單室大截面連續鋼箱梁，焊縫數量眾多，焊接工作量大；鋼箱梁全寬達9300mm，箱室寬度達6426mm，無法實現廠內整箱室制作，整體運輸到現場；NE匝道鋼箱梁和WN匝道鋼箱梁雙層疊加，其安裝高度達25.6m，其吊裝難度和高空作業難度大；本工程正遇雨季施工，縮短了施工周期，加大了各種不可預測的施工難度。

3.高架鋼箱梁制作

3.1 高架鋼箱梁制作要求

本工程鋼箱梁均采用Q345qD材質，其各項性能均應符合《橋梁用結構鋼》（GB/T 714-2015）[1]的要求，本工程所選擇用的焊材必須是經焊接工藝評定和焊接試驗合格，與本工程母材相匹配的焊材。無論是埋弧焊絲、焊劑、CO2氣體保護焊絲，還是手工焊條，均應符合相應的國標要求。

焊接前，必須對焊劑或焊條進行烘干，焊劑或焊條重復烘干次數≤2次，嚴禁使用未烘干的焊劑或焊條進行施焊。

3.2 鋼板對接

鋼板下料檢查合格后，按接料單進行頂、腹板及隔板的對接。對接焊縫施焊前，必須在焊縫延長端加設同材質、同厚度、寬度≥80mm、長度≥100mm的引、熄弧板。使用埋弧焊接，板材對接時根據鋼板厚度可根據設計要求及焊接工藝評定的坡口形式進行焊接，一般為V坡口、Y坡口和X坡口。焊接前為防止焊接變形，根據板厚預設3°～5°反變形量。

不論頂板、底板，還是腹板，在不等厚對接時，均為內平齊，保證室內尺寸一致。不等厚鋼板對接按照1：8進行變坡處理。焊接完成后要及時標注鋼板使用方向，防止鋼板反方向上胎組拼。

3.3 鋼板焊接組件的矯正

鋼板接料后組件根據檢查結果進行矯正，可以使用火焰矯正和機械矯正的方法進行矯正，經過矯正后要求鋼板的表面無明顯的損傷和凹面，鋼板表面劃痕深度應≤0.5mm。

3.4 頂板、底板、腹板單元組件制作

當板接料探傷并矯正檢查合格后，即可進行頂板單元、底板單元件的組拼和焊接工序；頂板組件單元由頂板與板肋組成，底板單元由底板和板肋組成。

頂板與板肋組拼定位焊接，均應在板肋定位組裝設備上按圖紙進行組裝；底板單元在平臺上進行板肋與主部件的組拼。板單元件下料經檢查合格后將主部件置于組拼胎具或設備上，調整好定位組拼設備或在主部件上劃出待拼加勁肋的定位尺寸線，然后頂緊壓牢。經自檢合格后，進行定位焊接。定位焊接所采用焊材應與母材相匹配，焊腳高度不得大于設計焊腳高度的2/3，且構件端部轉角處50mm范圍內不得有定位焊縫，定位焊縫間距一般為400～600mm為宜。

頂、底板單元的拼焊將頂、底板放在板肋定位組裝設備平臺上，并按圖紙尺寸調整好板肋緊固頭位置，然后將板肋置于頂板上待組拼位置，并逐漸將板肋緊固頭向下慢慢頂緊。頂緊后再用盒尺對板肋定位位置的尺寸進行檢查。檢查無誤后，點固焊出胎。

3.5 橫隔板（肋）單元件的拼焊

橫隔板（肋）下料合格后，用火焰切割出工藝孔，并按施工圖紙要求焊接工藝孔加勁肋。然后按施工圖紙尺寸劃出一側縱橫向的加勁板的定位尺寸線，并組拼定位焊本側的加勁板；按上述方法組拼定位焊另一側加勁板。最后由內向外，先橫向后縱向的方法進行加勁板的焊接。為了減少熱輸入量，降低隔板單元變形量，可以采用分段焊接的方法進行施焊。焊接選用CO2實芯氣保焊絲進行焊接。

焊后根據變形情況，進行橫隔板單元件的矯正工作，矯正采用火焰矯正的方法進行，矯正火焰的加熱溫度要保持在600～800℃，不允出現過燒的情況，熱矯正完成后要緩慢的進行冷卻，在溫度下降到室內溫度之前，不能采用冷水急冷，矯正后鋼材的表面不能出現明顯的損傷，深度要控制在0.5mm內。

4.高架鋼箱梁安裝施工技術

4.1 鋼箱梁吊耳的布置

鋼箱梁吊裝用吊耳的設置位置按鋼箱梁吊裝段內橫隔板位置進行設置。吊耳的型式：頂板設置吊耳，其位置對正箱內頂板橫隔板。

本工程吊裝時，采用400t汽車吊吊裝，鋼箱梁吊裝段最大質量按100t（兩側對稱構件）進行設計。構件兩端各設2個吊耳，且對稱布置。

4.2 鋼箱梁現場拼焊施工方案

橋型胎搭設、加固并驗胎合格后。頂板、底板、腹板、橫隔板等單元組件已制作完成并運至現場橋型胎附近指定位置。裝配時所使用25t汽車吊檢查合格，現場行車道修整完畢，并保證暢通無阻。頂板、底板、腹板進行胎上定位，定位基準線以及關鍵中心線打上樣沖眼。組裝時，寬度方向上將道路中心線作為定位基準線，高度方向上以底板、頂板、腹板為基準定位，長度方向上將節段間中心線作為定位基準。

4.3 鋼箱梁焊接

鋼箱梁組拼檢驗合格后，按焊接順序及本工程焊接工藝進行焊接施工。焊接時，應將節段與節段之間加以點焊臨時固定，然后再進行焊接。鋼箱梁焊接時，必須按焊接工藝中規定的焊接位置、焊接順序及焊接方向施焊，不得隨意施焊。

在組拼鋼箱梁時，所有的零件和單元剪都需要利用定位焊進行組裝，然后再焊接成整體結構，定位焊的質量會直接影響產品的質量和焊縫的質量，因此要充分的重視。在進行定位焊之前要根據焊接工藝和圖紙對焊件的坡口尺寸、幾何尺寸、焊接縫隙、焊接部位等情況進行清理。檢查合格后進行組拼及定位焊接，否則不得進行定位焊接。定位焊縫不能出現夾渣、裂紋、焊瘤、焊偏等缺陷，咬邊深度不得大于0.5mm。定位焊縫應布置在焊道內，并應由持合格證的焊工施焊。

4.4 焊縫磨修和返修

焊縫施焊完畢后，及時使用氣隔將焊縫兩端的熄弧板、引弧板割掉，將切口磨平，焊腳的尺寸要控制在允許的焊縫偏差內。當焊縫超差＞1mm時，要立即將咬邊磨順，對于檢查后發現超出負偏差或焊縫咬邊＞1mm時要立即使用手弧焊返修焊縫，如果需要對焊縫進行返修，需要將焊縫兩端刨成小于1：5的斜坡，然后在進行焊接施工。焊接完成后要立即將其磨順，并按照要求進行檢查，焊縫的返修此時要求控制在兩次以內。

5.結束語

總而言之，在城市鋼架橋鋼箱梁制作和安裝施工時，要合理的制定吊裝方案，并做好鋼箱梁接頭的設計工作，合理的確定吊點位置，并選擇相應的鋼筋繩，只有合理的運用各項化工技術，才能順利完成高架橋鋼箱梁的安裝。本工程采用上述方法進行施工，取得了良好的施工效果，值得類似工程借鑒和參考。