鋼結構橋梁加工安裝技術研究與應用

賈霖

（中鐵長安重工有限公司，陜西 西安 710032）

0 引言

鋼結構橋梁作為現代交通基礎設施的重要組成部分，對保障交通運輸的暢通和安全有重要意義。隨著鋼結構技術的發展和應用，鋼結構橋梁加工安裝技術也得到了不斷完善和創新。準確的施工準備工作、精密的板單元制造和高質量的梁段制造是保證鋼結構橋梁質量和安全性的關鍵。因此，對鋼結構橋梁加工安裝技術進行深入研究和應用，可以提高橋梁建設的施工效率和質量，進而滿足不斷增長的交通需求并促進交通運輸業的可持續發展。

1 鋼結構橋梁加工技術

1.1 施工準備工作

施工準備工作是鋼結構橋梁加工安裝的重要環節，需從如下方面入手。

第一，繪制施工圖是施工準備工作的首要任務。應準確繪制橋梁的各個部位和連接細節，包括鋼梁的尺寸、型號、數量等信息。在繪制施工圖時，需要考慮橋梁的設計要求、荷載要求以及現場施工條件等因素，以確保施工過程的準確性和安全性。

第二，確保各梁段的制造精度也是施工準備工作的關鍵。鋼結構橋梁的制造精度直接影響后續橋梁施工質量。因此，在制造過程中，需要對各梁段的尺寸、形狀、焊接接頭等進行精確控制，以確保各梁段之間的連接精度和整體的穩定性[1]。

第三，施工準備工作還包括材料準備、設備準備和人員培訓等方面。材料準備應根據施工圖的要求準備相應的鋼材、焊材和其他輔助材料。設備準備則包括起重機械、焊接設備、切割設備等設備的準備。應做好相關材料和設備的準備工作，以滿足施工現場的使用需求。

1.2 鋼結構橋梁板單元制造

1.2.1 下料和加工

鋼結構橋梁板單元的制造過程包括下料和加工，是確保鋼結構橋梁質量和準確性的重要環節。

首先，下料是將大型鋼板根據設計要求切割成需要的尺寸和形狀。下料過程需要使用專業的切割設備，如火焰切割機或等離子切割機，以確保切割的精確性。切割時需要注意刀具的角度、速度和深度，以保證切割邊緣的平整度和尺寸的準確性?；鹧媲懈钕铝先鐖D1 所示。

圖1 火焰切割下料

其次，加工階段包括邊緣處理、孔洞加工和焊接準備等工作。邊緣處理通常使用磨邊機或切割機對切割邊緣進行倒角或坡口處理，以確保良好的焊接接頭質量?？锥醇庸じ鶕O計要求，在鋼板上鉆孔或切割孔洞，為后續的焊接和連接工作做好準備。進行孔洞加工時，需要準確控制孔洞的位置、尺寸和間距。

最后，完成邊緣處理和孔洞加工后，需要進行焊接準備，包括對焊縫進行坡口處理。焊接準備還包括清理和除銹焊接表面，以確保焊接接頭的質量和可靠性。

1.2.2 鋼板接料

鋼板接料是鋼結構橋梁板單元制造中的重要步驟，目的是將多塊鋼板通過接頭連接起來，形成較大的板單元。進行鋼板接料之前，需進行接縫準備工作，包括準確定位和標記接縫位置。通常會在接縫處進行倒角、坡口或凸臺等處理，以確保良好的接頭質量。

接縫準備完成后，通過焊接將鋼板連接在一起。在焊接過程中，必須嚴格按照設計要求和焊接規范進行操作。常用的焊接方法包括手工電弧焊、埋弧焊或激光焊等。進行焊接操作時，需要注意焊接電流、電壓、焊接速度以及選擇合適的焊接材料。

1.2.3 零件矯正

在制造鋼結構橋梁板單元的過程中，零件矯正是一個關鍵環節，旨在消除板單元制備中的誤差[2]。常用的零件矯正工藝是冷作彎曲工藝，通過施加壓力和應變來改變材料的形狀。若是板單元的內側彎曲半徑小于板材厚度的15 倍，需要進行熱煨操作。熱煨操作是在一定溫度范圍內對板單元進行加熱，通常在900～1000℃之間。通過熱煨操作，板單元可以獲得所需的形狀和彎曲度，以滿足設計要求。

1.2.4 板單元組裝

板單元組裝是將各個板單元組裝成一個完整的橋梁結構的過程，旨在提高結構的穩固性和功能性。

首先，進行板單元組裝之前，需要進行嚴格的工程準備，包括準確的測量和標記，為后續的組裝工作打下基礎。

其次，在組裝過程中必須使用適當的起重設備和支撐結構提供支持。由于板單元通常使用螺栓或焊接等方法連接在一起，因此在板單元的對接面上，應采取清理和涂覆防腐劑等防護措施，以確保連接牢固性和結構的防腐性。

最后，在組裝過程中，必須嚴格遵守設計圖紙和施工規范，確保板單元的位置、角度和間距準確無誤，并應使用專業的測量工具和儀器進行實時檢測和調整。

1.3 鋼結構橋梁梁段、大節段制造

1.3.1 底板單元組焊

底板單元組焊是將多個底板單元通過焊接相連接，形成橋梁的底板結構。這項技術的關鍵在于確保焊接接頭的質量和強度。施工前需要進行底板單元的準備工作，包括清潔表面、準確對接和確認焊接順序等。之后采用適當的焊接方法，如電弧焊、氣體保護焊等，對底板單元進行焊接。在焊接過程中，需要保持適當的焊接溫度和焊接速度，以確保焊接接頭的均勻性和牢固性。

底板單元組焊技術具有以下優勢：

首先，將多個底板單元組合在一起，能夠形成更牢固的結構，可提高橋梁的整體強度和穩定性。

其次，底板單元可以在工廠中預制完成，然后進行現場組裝，可提高工程施工效率，減少施工時間和成本。

最后，底板單元組焊能夠提高施工質量的可控性，減少施工過程中的人為誤差，確保橋梁的質量和安全性。

1.3.2 組焊橫隔板單元及中腹板

組焊橫隔板單元和中腹板是鋼結構橋梁梁段、大節段的重要組成部分，這些組件的制造過程涉及焊接技術和結構設計。

橫隔板單元通常由較薄的鋼板制成，需要按照橋梁設計要求將鋼板切割成形。在焊接過程中需要將多個橫隔板單元對接并進行焊接，以形成整體的橫隔板結構。橫隔板結構對焊接接頭的質量和強度有較高的要求，以確保組合后的橫隔板單元具有足夠的承載能力和穩定性。

中腹板是橋梁結構中起到加固和支撐作用的關鍵部件，通常由較厚的鋼板制成，并按照橋梁設計要求切割成形。在中腹板制造過程中，需要將多個鋼板對接和焊接，以形成整體的中腹板結構。

1.3.3 組裝斜腹板單元

斜腹板單元由腹板、板肋、T 型豎肋等構件組成。斜腹板單元組裝過程如下：

第一，對鋼板進行預處理，消除鋼板軋制殘余應力。

第二，T 型豎肋零件采用數控切割機精切下料，板板采用門式切割機精切下料。下料時長度方向預留焊接收縮量，注意控制構件垂直度。

第三，在平臺上劃線組焊T 型豎肋。

第四，將腹板擺放到平臺上定位牢固，劃出底板縱、橫基線及縱肋位置線。

第五，以腹板橫基線為基準，在平臺上對線組裝縱肋形成合件，檢測合格后點焊定位牢固。

第六，在反變形胎架上采用船位專機焊接縱肋焊縫。

第七，經無損檢測合格后進行修整，矯正板單元翹曲變形，重點控制邊緣的波浪變形，保證板單元平整度滿足要求。

第八，在平臺上將腹板合件與T 型豎肋組焊成單元，修整焊接變形。

第九，腹板單元各項尺寸經檢測合格后，進行大節段組裝[3]。

1.3.4 剪力釘焊接

剪力釘焊接的主要作用是將鋼板或鋼構件上的剪力釘與另一個構件焊接在一起，以實現結構的牢固連接。剪力釘焊接步驟如下：

首先，需要準確地確定焊接位置和角度。

其次，在焊接前需要進行準備工作，包括清潔焊接表面、消除氧化物、預熱等。

最后，應使用適當的焊接方法將剪力釘與另一個構件進行焊接。焊接過程需要嚴格控制速度和溫度等。

完成剪力釘焊接后，應進行彎曲試驗檢測。彎曲試驗是通過施加一定的力或彎曲力矩模擬實際使用條件下的負載情況，評估焊接點的性能。對剪力釘焊接點進行彎曲試驗時，需要選取適當的試驗設備和加載方式，確保施加的力或彎曲力矩符合設計要求。由于裂縫會對焊接點的強度和可靠性產生負面影響，因此在剪力釘彎曲30°的條件下，需要對構件外觀進行檢測，避免因質量問題或焊接材料強度不足出現外觀裂縫。

2 鋼結構橋梁安裝技術

2.1 鋼板構件安裝

鋼板構件是橋梁結構中的關鍵部件，包括底板、橫隔板、腹板等，正確安裝鋼板構件對保證橋梁的穩定性和承載能力至關重要。

首先，在鋼板構件的安裝過程中，需要進行準確的測量和定位工作，確保構件的安裝位置、角度與設計要求相符[4]。

其次，需要對構件進行清潔和檢查，保證表面光潔且沒有損壞或腐蝕等問題。再次，鋼板構件的安裝可以采用多種方法，如螺栓連接、焊接等。其中，螺栓連接是常用的一種方法，需要通過適當的螺栓規格和緊固力，并按照設計要求進行安裝。焊接連接時，需要進行焊接工藝的選擇和控制，確保焊接接頭的質量和強度。同時，在安裝過程中，要確保連接的緊密性和牢固性。

最后，在鋼板構件安裝過程中，需要考慮施工安全性和效率。橋位鋼梁鋼板構件安裝如圖2 所示。

圖2 橋位鋼梁鋼板構件安裝

2.2 鋼筋構件安裝

鋼筋構件通常用于加固和增強橋梁結構的承載能力和穩定性。鋼筋的安裝通常需要按照預定的鋼筋間距、彎曲和連接要求進行。安裝過程中，需要按照設計要求將鋼筋固定在預定的位置，并確保鋼筋的對稱性和平整度，鋼筋的連接通常采用焊接、扣壓或螺栓連接等方法，具體的連接方式應根據設計和施工要求而定。在鋼筋構件安裝過程中，施工人員需要遵循安全操作規程，佩戴個人防護裝備，并采取適當的安全措施，如使用安全繩索和防護網，確保施工人員的安全。

3 做好現場安裝驗收工作

做好現場安裝驗收工作是鋼結構橋梁加工安裝技術研究與應用的重要環節，驗收工作的目的是確保鋼結構橋梁的質量、安全符合設計要求。在進行現場安裝驗收時，需要進行全面的檢查和評估。

首先，應對已安裝的鋼結構構件進行外觀檢查，包括焊接接頭、螺栓連接、鋼板構件等，確保無明顯的缺陷、裂紋或損傷。

其次，應對鋼結構的尺寸、位置和角度進行測量和比對，確保其與設計圖紙一致。

再次，需要對焊縫質量、螺栓緊固力、鋼筋安裝等進行檢查，以保證上述工藝環節符合相關規范和標準。

最后，現場安裝驗收時還需要綜合考慮施工的安全性和質量控制。應確保施工現場設置安全警示標識，并保證現場施工嚴格遵守安全操作規程。除此之外，在驗收過程中，應關注施工過程中的質量記錄和質量控制措施，如焊接工藝記錄、焊工資質、焊接試塊等。

4 結語

鋼結構橋梁加工安裝技術的研究與應用對現代橋梁工程的發展具有重要意義。深入研究和應用這些技術，可以不斷提高橋梁的制造質量、施工效率和安全性。同時，隨著橋梁設計和建設的不斷創新，鋼結構橋梁加工安裝技術也需要不斷適應和更新。因此，未來應該進一步探索新的工藝和技術，并結合數字化建模和智能化制造的發展趨勢，不斷提升鋼結構橋梁加工安裝的精確性和效率。希望通過持續的研究和創新，能夠為橋梁工程的可持續發展和城市交通的進步作出更大貢獻。