杨梅洲大桥钢箱梁制作

杨梅洲大桥钢箱梁制作

肖俊材

中冶京诚（湘潭）重工设备有限公司 ，湖南湘潭 411100

摘要：近年来，我国交通运输业快速发展，交通基础设施建设更加完善，桥梁作为交通运输的主要组成部分，其施工技术是否先进、完善对整个工程施工质量有重要影响。箱梁施工是桥梁工程的主要内容，对箱梁制作施工工艺进行研究，对提升施工精度和使用寿命有重要意义。本文结合杨梅洲大桥实际情况，对大桥箱梁制作施工做了如下研究。

关键词：杨梅洲大桥；钢箱梁制作

1杨梅洲大桥结构特点

本工程桥梁桥宽为51.86 M，桥梁全长1108 M。桥梁箱梁结构为等截面连续钢箱梁，梁高3.8 M，梁体采用预制拼装施工。钢箱梁采用纵横向划分，节段钢梁间连接方式主要采用工厂焊接与工地现场焊接相结合的方式。桥面顶板均采用2%的单向横坡，底板平行，腹板铅垂。

2加工制作前准备

2.1钢板的矫平

由于建筑结构钢板主要是轧制钢材，钢板在轧制过程中有残余变形和轧制内应力的存在，存放时间过长会释放残余变形，所以对于存放较长时间的钢板在投入生产加工制作之前需要进行钢板加工前的处理，钢板加工前的处理主要采取矫平机机械冷矫平加工；矫平的目的是消除钢板的残余变形和减少轧制内应力，从而可以减少制造过程中的变形，确保投入工程钢材材质表面致密性能均匀、平整要求，保证板件平面度的必要设备如下图示。本工程主要钢材均为钢厂新定制钢板，进入加工厂的钢板全部是经过校平后的钢板，可以满足使用要求。

2.2钢板的预处理

采用专用钢板预处理生产线对钢板进行除锈，喷砂除锈等级不小于Sa2.5级。为了保证制作过程中主材和零件出现返锈的现象，在装配前除了对所有焊接部位30mm宽范围进行贴纸防护外，其余部位须喷无机硅酸锌车间底漆一道，涂漆在板材进行除锈处理4小时内完成，干膜厚度不小于25um。

2.3钢板的NC切割

构件放样采用计算机放样技术，放样时必须将工艺需要的各种补偿余量加入整体尺寸中，为了保证切割质量，厚板切割前先进行表面渗碳硬度试验，本公司吸收国外先进工艺，切割优先采用数控精密切割设备进行切割，选用高纯度98.0%以上的丙稀气加99.5%的液氧气体，可保证切割端面光滑、平直、无缺口、挂渣，坡口采用半自动切割机进行切割，如果局部出现缺口、挂渣等缺陷，要进行补焊和打磨、修复，保证下料环节的质量。

3放样

按照施工设计图纸和施工工艺的要求对形状复杂的零部件,采用计算机CAD进行放样,以确定各个零部件的精确尺寸；然后输入到数控加工设备加工。

对3米节段钢箱梁面板、底板宽度方向允许偏差正负1.0mm；在长度方向应加放2mm加工焊接收缩余量；

4钢板拼板对接

钢板拼接、对接应在平台上进行，拼接之前需要对平台进行清理；将有碍拼接的杂物、余料、码脚等清除干净。

钢板拼接之前需要对其进行外观检验，合格后方可进行拼接；若钢板在拼接之前有平面度超差过大时，需要在钢板矫正机上进行矫正；直至合格后才进入拼接。

按拼板排料图领取要求对接的钢板，进行对接前需要对钢板进行核对；核对的主要指标包括：对接钢板材质、牌号、厚度、尺寸、数量，对外观表面锈蚀程度等。合格后划出切割线。

拼接焊接：拼板焊接坡口可采用半自动切割机、NC切割机、刨边机等进行坡口加工；火焰切割坡口后应打磨焊缝坡口两侧20~30mm。拼板焊接采用小车式埋弧焊机进行焊接。

5钢箱梁单元的组合拼装（51.8m整体拼装）

车间组装钢箱梁前必须车间内搭建零部件总组装地面胎架，搭建胎架材料采用热轧槽钢或工字钢，规格不小于[16，槽钢每根长度为11米，根据设计图纸的纵坡、横坡和起拱度尺寸有技术部细化出胎架所需的坐标和控制点尺寸。每次组装前应对胎架进行检查，确认合格后方可组装。梁段组装过程中应避开日照的影响，用经纬仪和测距仪监控主要定位尺寸。槽钢布置间距与钢箱梁的横隔板的间距相同，使用水准仪将每一根槽钢所在位置的纵坡、横坡和起拱度尺寸标出和固定，然后将槽钢连接成整体刚性胎架。

组装前应熟悉图纸和工艺文件，按图纸核对零件编号、外形尺寸和坡口方向，确认无误后方可组装。采用埋弧焊、CO2气体保护焊及低氢型焊条手工焊方法焊接的接头，组装前应彻底清除待焊区域的铁锈、氧化铁皮、油污、水分等有害物，使其表面显露出金属光泽。组装时应在对接焊缝和主要角焊缝的端部连接引板，其材质、厚度、坡口应与所焊件相同。U型板及顶板设在自动定位组装胎架上进行。所有零件在组装前应进行尺寸检查，合格后方可组装。

单元拼装采用正装法拼装，拼装顺序为底板—横隔板---腹板---肋板---顶板。拼接后检查拼接尺寸、板缝宽度、板边弧线、拱度、高度，同时还要进行板的冲突检查。对存在问题的零件要进行整修，不能整修的要重新进行加工。

U型肋与顶板焊接前，内侧应完成涂装，所有切割处均打磨平肋与顶板之间采用单面坡口焊接。U型肋对接焊缝、在工厂坡口双面焊接，焊缝凸起高度≤1 mm，宽度≤20mm；现场采用单面坡口对焊，内衬永久性钢板垫片（4mm）。

各类焊缝坡口型式应按本桥设计图纸、焊接工艺及相应规范要求进行加工。

分段拼装应考虑必要的防止变形的措施，如设置假隔舱，以确保接头尺寸精度。

应设置单向或双向弧形胎架拼装弧形分段，胎架要有足够的刚度，每段组装完成后需进行复测和调整。

冷校的环境温不应低于5℃，矫正时应缓慢用力，总变形量不应大于变形部位原始长度的2%。热校正加热温度应控制在600～800℃，不允许超过控制温度，严禁水冷，不易在同一部位多次重复加热。

6厂内分段预拼装

为了确保现场安装尺寸精确、安装顺利，预拼装是非常必要的。预拼装是构件的组件与组件、分段与分段进行试拼，每一试拼单元必须是相邻组件与分段，至少相连的6段，纵横均应进行试拼，拼装时特别要注意对接口的平整和垂直度。试装不合格不能出厂，试拼合格后运走前面5段，留下1段前移用于下批试拼。本工程采用的分段制作，整体预拼装。

试拼装在拼装胎架上进行，胎架根据钢箱梁线型设计，应对胎架进行总体测量。要求各构件应保持自由状态，接缝符合规范要求。

均应逐个检查，证明焊缝及构件各部尺寸、形状符合要求后，再进行预拼。

预拼过程中，应检查拼接处有无互相抵触的情况。

对拼装好的构件及零件进行编号、登记，绘制拼装编号图。

7焊接变形控制措施

7.1焊接变形试验

焊接变形的影响因素很多，如板厚、焊缝长度、焊接类型、焊缝截面积、焊接线能量，约束条件等。为确保能准确控制焊接变形，施工前应对焊接变形进行试验，具体方法是：焊接时对环缝焊前（打点距离300mm）和焊后进行跟踪量测，确定在各部位、缝宽、板厚、气温条件下的相对收缩量，建立一定的数量关系，并据此采取措施控制焊接变形。

7.2焊接变形控制技术

1）下料

下料前用平板机将板料进行平整，确保板料平整度符合规范和设计要求。下料时采用无余量法控制尺寸，既是将焊接变形数量考虑到板块尺寸中，下料尺寸适当加大，使板材焊接后的尺寸最终符合设计要求尺寸。

2）装配及固定

加强对下料和组装人员的技能培训，确保下料和装配精度，避免因操作人员技能所导致的装配错边。采取工装对组装完毕的梁体加以固定后施焊，防止施焊过程中产生的角变形，同时减少挠曲变形、扭曲变形。

3）正确选择工艺方法及工艺参数，严格控制线能量

施工前对材料及构件进行焊接变形试验，就是对焊件在焊前（打点距离300mm）和焊后进行跟踪量测，确定在各部位、缝宽、板厚、气温条件下的相对收缩量及角变形量，并据此采取措施控制变形。钢板焊接变形还要考虑节段拼装过程中产生的变形以及在构件施工过程中产生的变形。焊接变形量可通过经验公式进行估算，但要经过试验来确定具体数值。

8焊缝探伤检测

8.1设计要求

本工程钢箱梁对接焊缝质量应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）规定的一、二级焊缝质量标准。

8.2检测方法

本工程将选用有无损检测资质的检测单位对本工程钢结构I、II级焊接焊缝质量进行超声波探伤检查。I级焊缝采用100%超声波检测并抽检射线检验，II级焊缝按规范规定进行超声波检测，内腹板与顶（底）板角焊缝、顶板U肋坡口角焊缝及横隔板与腹板的坡口角焊缝采用磁粉检测。

9结论

综上所述，本文结合工程实例，研究了大桥箱梁制作施工，研究结果表明，大桥箱梁施工是一个比较复杂的过程，但由于箱梁在桥梁施工的应用愈发普遍，需要对制作施工工艺及技术进行不断创新，才能确保施工质量。提升箱梁焊接质量和制作精度，根据桥梁工程特性是提升大桥箱梁制作施工质量的关键。

参考文献：

[1]吉伯海,傅中秋,王秋东,等.我国大跨径桥梁钢箱梁的养护技术发展及展望[J].工业建筑,2018,48(10):1-9.

[2]陈忠杰.解析桥梁工程中预应力混凝土小箱梁施工技术[J].甘肃科技纵横,2018,47(7):41-43.