淺析徐明高速B匝道橋鋼箱梁制造安裝

張寶魯

【摘 要】本文介紹了徐明高速B匝道橋鋼箱梁施工工程概況，B匝道橋箱梁制造與板單元制造拼裝生產(chǎn)的方案和工藝過程，而后又闡述了相關(guān)梁段組裝與焊接工程的注意事項(xiàng)。

【關(guān)鍵詞】鋼箱梁、板單元、梁段、拼胎

【中圖分類號(hào)】 U412.36+6【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1672-5158（2013）07-0314-02

一、工程概況

徐明高速B匝道橋上跨徐明高速公路右線、蚌明高速主線、徐明高速左線，與蚌明高速公路路線中心線夾角為70.11度，橋梁總長191m。

B匝道橋全橋位于R=150m的左偏圓曲線上，全橋單向橫坡為6%，橋梁圓曲線跨越蚌明高速。本橋橋?qū)?0.5m，由二聯(lián)鋼筋混凝土梁和一聯(lián)鋼箱型連續(xù)梁組成，其中跨越蚌明高速公路的鋼箱梁為二孔等截面連續(xù)梁，采用全焊結(jié)構(gòu)，箱梁梁高1.5m，底寬6.5m，懸臂2m。

二、鋼箱梁制造方案

徐明高速B匝道橋鋼箱梁劃分為L1～L5共5個(gè)梁段，梁段長度9～11. 25m，梁段間采用焊接的方式連接。每個(gè)梁段由頂板單元、底板單元、橫隔板單元、中腹板單元、邊腹板、挑臂單元組成。

鋼箱梁的制造與安裝可劃分為三個(gè)階段：即板單元制造、梁段制造、橋位安裝。板單元在制作車間內(nèi)制作完成，梁段總體拼裝在專用總拼胎架上完成。

1）、徐明高速B匝道橋鋼箱梁制造與安裝采用的制造工藝流程：板單元制造→梁段組焊→梁段預(yù)拼裝→表面涂裝→梁段解體→梁段運(yùn)輸→橋位塊體合攏→梁段環(huán)口連接施工→最終涂裝。

2）、板單元制造：頂板單元、底板單元、橫隔板、中腹板、邊腹板單元、挑臂單元等板單元的制造均在專用的工裝設(shè)備上完成。

3）、梁段制造：板單元制造完成后，各梁段均在設(shè)置了橋梁豎向線形的整體組裝胎架上進(jìn)行梁段的組裝焊接。按照以往鋼箱梁制造的成熟工藝，采用多梁段連續(xù)匹配組裝、焊接和預(yù)拼裝同時(shí)完成的方案。

在梁段制造中，按照“底板→中腹板→橫隔板→邊腹板→頂板→挑臂塊體”的順序，實(shí)現(xiàn)立體階梯形推進(jìn)方式逐段組裝與焊接。組裝時(shí)，以胎架為外胎，以橫隔板為內(nèi)胎，重點(diǎn)控制橋梁的線形、鋼箱梁幾何形狀和尺寸精度、相鄰接口的精確匹配等。

4）、橋位施工：采用履帶吊將各塊體吊上合攏胎架；根據(jù)工廠預(yù)拼裝后安裝的臨時(shí)匹配裝置匹配各塊體，完成各塊體的精確定位，應(yīng)考慮焊縫收縮量；焊接各塊體間的焊縫，主要為頂、底板的縱向?qū)涌p及中腹板與底板間的間的角接焊縫；完成梁段間環(huán)口的匹配連接。

三、板單元制造方案

1、板單元?jiǎng)澐?/p>

1）、板單元?jiǎng)澐衷瓌t：在滿足設(shè)計(jì)要求、保證大橋制造質(zhì)量的前提下，綜合考慮供料、運(yùn)輸及批量生產(chǎn)等因素，盡可能將板單元尺寸作大，減少拼接焊縫數(shù)量，減少（或盡可能）避免仰位置焊接。

2）鋼箱梁每個(gè)梁段劃分成頂板單元4塊，底板單元2塊，橫隔板單元10塊，腹板單元3塊，挑臂單元2塊。

頂板板片的劃分原則：頂板尺寸為板單元兩端口處的尺寸，中間區(qū)域拉直線，以方便埋弧自動(dòng)焊焊接。

2、板單元制造關(guān)鍵工藝

板單元制造按照“鋼板輥平及預(yù)處理→數(shù)控精切下料→零件加工→胎型組裝→反變形焊接→局部修整”的順序進(jìn)行，其關(guān)鍵工藝如下：鋼板輥平及預(yù)處理；數(shù)控精切下料；用高精度U形肋自動(dòng)定位板單元組裝胎組裝頂板單元；橫隔板單元外形尺寸控制；對(duì)單側(cè)有縱肋的板單元采用反變形焊接；優(yōu)先選用自動(dòng)和半自動(dòng)CO2焊接方法。

3、板單元組裝工藝要求

1）組裝前必須熟悉圖紙和工藝，認(rèn)真核對(duì)零件編號(hào)、外形尺寸和坡口方向，核查平面度、直線度等各種偏差，確認(rèn)符合圖紙和工藝要求后方可組裝。

2）組裝前必須徹底清除待焊區(qū)的浮銹、底漆、油污和水分等有害物。

3）焊縫端部按規(guī)定組引板，引板的材質(zhì)、厚度及坡口應(yīng)與所焊件相同。

4）頂板、底板的接寬焊縫與U形肋角焊縫間距不得小于100mm。

5）鋼板對(duì)接縫應(yīng)與鋼箱梁構(gòu)造焊縫錯(cuò)開，所有兩條平行的焊縫間距不小于100mm。

6）板單元用自動(dòng)定位板單元組裝胎組裝，組裝前應(yīng)對(duì)組裝胎進(jìn)行檢查，確認(rèn)各定位尺寸合格后方可組裝。

7）板單元組裝后應(yīng)按規(guī)定打上批次號(hào)、板單元號(hào)、生產(chǎn)序列號(hào)。

8）所有的板單元件在首制件合格后，方可批量生產(chǎn)。

四、梁段制造

1、總拼胎架

1）根據(jù)“施工設(shè)計(jì)圖”上提供的數(shù)值設(shè)計(jì)胎架縱向線型，鋼箱梁的縱向制作線形通過調(diào)整胎架牙板高差來實(shí)現(xiàn)。

2）胎架基礎(chǔ)必須有足夠的承載力，確保在使用過程中不發(fā)生沉降，并要有足夠的剛度，避免在使用過程中變形。

3）在胎架上設(shè)置縱、橫基線和基準(zhǔn)點(diǎn)，以控制梁段的位置及高度，確保各部尺寸和立面線形。胎架外設(shè)置獨(dú)立的基線、基點(diǎn)，以便隨時(shí)對(duì)胎架進(jìn)行檢測(cè)。

2、梁段制造

板單元制造完成后，在總拼胎架上進(jìn)行5個(gè)梁段連續(xù)匹配組焊。組裝采用“正造法”，以胎架為外胎，以橫隔板為內(nèi)胎，各板單元按縱、橫基線就位，輔以加固設(shè)施以確保精度和安全。以下以L1梁段為例說明梁段的整體組裝流程。

1）、組焊底板，將中心底板單元置于胎架上，在無日照影響的條件下使其橫、縱基線、端口基準(zhǔn)線與胎架上的基線精確對(duì)齊，用少量的彈性馬板將其固定。組焊底板單元，按設(shè)計(jì)寬度并考慮焊接收縮量精確控制兩底板單元縱基線之間的距離。

2）、以橋梁中心線、中腹板上的端口基準(zhǔn)線為基準(zhǔn)定位中腹板單元，重點(diǎn)控制中腹板的端口基準(zhǔn)線與底板端口基準(zhǔn)線的重合度，及中腹板相對(duì)底板的垂直度。

3）、縱向以端口基準(zhǔn)線為基準(zhǔn)畫出隔板位置線，橫向以中心底板的縱基線為基準(zhǔn)定位隔板單元，組裝時(shí)嚴(yán)格對(duì)定位基線并用吊線錘控制隔板與底板沖勢(shì)值，用組裝拉桿固定。

4）、縱向以邊腹板的端口基準(zhǔn)線為基準(zhǔn)定位邊腹板單元，橫向以中心底板上的橋梁中心線及兩端標(biāo)志塔上的標(biāo)志線為基準(zhǔn)畫出邊腹板位置線，再以隔板為內(nèi)胎控制腹板的圓弧線形，完成邊腹板單元的定位。檢測(cè)邊腹板單元端口基準(zhǔn)線與底板端口基準(zhǔn)線的重合度、邊腹板與底板的垂直度，并控制邊腹板與隔板的密貼度。

5）、縱向以端口基準(zhǔn)線為基準(zhǔn)，橫向以橋梁中心線及縱基線為基準(zhǔn)，依次定位中心頂板單元、邊側(cè)頂板單元，控制頂板單元的標(biāo)高。

6）、縱向以端口基準(zhǔn)線為基準(zhǔn)，橫向以縱基線為基準(zhǔn)，定位兩挑臂塊體，控制挑臂塊體頂板上表面的標(biāo)高及鋼箱梁的總體寬度。

3、梁段組裝與焊接注意事項(xiàng)

1）梁段焊接順序：為保證梁段的外形和幾何尺寸，防止產(chǎn)生過大的內(nèi)應(yīng)力，梁段的焊接應(yīng)分步進(jìn)行，并遵循先內(nèi)后外、先下后上、由中心向兩邊的施焊原則。優(yōu)先選用CO2焊方法，同時(shí)盡量采用陶質(zhì)襯墊單面焊雙面成型的焊接工藝。

2）組裝腹板時(shí)，嚴(yán)格控制腹板高程偏差在容許范圍之內(nèi)。

3）在焊接臨時(shí)馬板或工藝輔助件時(shí)，應(yīng)避免對(duì)母材產(chǎn)生咬邊及弧坑。拆除時(shí)，不允許錘擊拆除，應(yīng)在距母材1～3mm處用氣割切除，不得傷及母材，切除后用砂輪打磨平整。

4）板單元及零部件必須經(jīng)過全面檢驗(yàn)合格后方可參與梁段組裝，構(gòu)成各梁段的板單元及零部件應(yīng)編號(hào)并記錄清楚其所在的部位。

4、梁段預(yù)拼裝過程

梁段匹配組焊完畢后，按制造長度（預(yù)留焊接間隙和橋位環(huán)口焊接收縮量）配切兩端坡口。在不受日照影響的條件下，精確調(diào)整和測(cè)量線形、長度、端口尺寸、直線度等，檢驗(yàn)合格后組焊工地臨時(shí)連接件，經(jīng)監(jiān)理工程師簽認(rèn)后，梁段出胎。出胎的鋼箱梁按施工圖規(guī)定的編號(hào)噴涂標(biāo)記。

預(yù)拼裝要根據(jù)監(jiān)理工程師已批準(zhǔn)的預(yù)拼裝圖和工藝進(jìn)行，預(yù)拼裝時(shí)要考慮焊接環(huán)形焊縫收縮量。在預(yù)拼裝完成拼接口修整后，根據(jù)梁段長度的測(cè)量結(jié)果，配切梁段長度，安裝工地臨時(shí)連接匹配件。鋼箱梁整體檢驗(yàn)合格，經(jīng)監(jiān)理工程師同意后整體下胎，轉(zhuǎn)入涂裝工序。

結(jié)束語

鋼箱梁的制造安裝根據(jù)具體情況做出具體的分析，才能符合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際施工情況，針對(duì)自己的場(chǎng)地條件，因地制宜地分析，沒有一成不變的模式。

參考文獻(xiàn)

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