鋼箱梁的施工工藝

葉靜麗

(山西省第三建筑工程公司第二分公司，山西太原 030024)

鋼箱梁結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且需要的焊縫眾多，對(duì)于受力方面，焊接變形以及殘余應(yīng)力也是比較大的[1]。一般鋼箱梁制造采用的生產(chǎn)方式是:“板→板塊單板→板單元→梁段→預(yù)拼裝→橋位焊接”。依據(jù)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，對(duì)于主梁節(jié)段，將其分為帶縱橫肋的頂板單元、腹板單元、底板單元、縱隔板單元、橫隔板單元等，而且這些單元的加工必須分別進(jìn)行[2]。梁段制作完成后，一般應(yīng)用平車運(yùn)輸至規(guī)定的地方進(jìn)行一系列的加工，一般包括除銹、涂裝[3]，按順序再次運(yùn)輸?shù)焦潭ǖ胤竭M(jìn)行吊裝，再進(jìn)行線性調(diào)整、匹配、焊接的工序。

1 鋼箱梁制造工藝

1.1 規(guī)定

1)設(shè)計(jì)圖紙審查;若發(fā)現(xiàn)圖紙需要進(jìn)行修改，應(yīng)該以書面報(bào)告提交，經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)并簽字，最后遞交業(yè)主以及設(shè)計(jì)單位。2)編制施工組織設(shè)計(jì)，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)需要的材料以及場(chǎng)地的規(guī)劃作出合理的安排。3)技術(shù)交底，這一步得對(duì)圖紙和設(shè)計(jì)要求有充分的認(rèn)識(shí)，并且根據(jù)焊接的工藝確定焊接的一些參數(shù)。4)對(duì)所要建造的建筑物有一定的認(rèn)識(shí)和了解，總結(jié)特點(diǎn)，首先應(yīng)有一個(gè)構(gòu)件的試制，評(píng)定工藝，得到質(zhì)量滿意的構(gòu)件后再進(jìn)行后續(xù)構(gòu)件。5)對(duì)各種部件必須進(jìn)行質(zhì)量管理，而且應(yīng)有相關(guān)的記錄，保證之后的問題可以查到來源，可以盡快確定，節(jié)省時(shí)間。

1.2 制造工藝流程

制造工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程

1.3 下料以及板料對(duì)接

一般按照梯形料下料，采用半自動(dòng)切割機(jī)，腹板上下邊緣的坡口要切出，而且要對(duì)稱。按照順序，先短板縱縫，然后是橫縫(板長(zhǎng)方向)。

1.4 鉆孔

在板的兩端端口處鉆孔，理論上鉆孔存在一個(gè)順序的問題，首先選擇其中的一端進(jìn)行鉆孔，另一端待架設(shè)后才進(jìn)行鉆孔。

鉆孔的要求:基準(zhǔn)線選在梁端接縫10 mm的中心線。

1.5 組裝翼板腹板

1)在翼板拱度的平臺(tái)上進(jìn)行組拼，先放需要組裝的翼板，用直線將腹板的位置線勾出，然后腹板置于翼板上來進(jìn)行定位焊，最好是連續(xù)施工。2)記錄好各節(jié)段合縫的位置，用吊車將各節(jié)段運(yùn)走，進(jìn)行焊接。3)施焊完工后，一定要對(duì)翼緣的塌邊變形進(jìn)行矯正。4)若是構(gòu)件要用來建筑大跨度的拱橋的話，需要檢查拱度的變化，若發(fā)現(xiàn)拱度不符合要求，太小，則可以在腹板的下側(cè)加熱三角形達(dá)到理想的拱度。5)將橫向加勁肋和縱向加勁肋進(jìn)行組裝;施工經(jīng)驗(yàn)表明，若想防止焊后變形，則必須使用定位焊。其次，縱向加勁肋的組裝必須留出橫向隔板的位置，厚度再加3 mm。

1.6 隔板制造

采用半自動(dòng)切割機(jī)將隔板兩邊的豎向邊設(shè)計(jì)尺寸1 mm左右，且與底邊的垂直度定為0.5 mm。同樣將隔板的位置線劃出，包括橫向和縱向加勁肋，定位焊縱橫肋，對(duì)稱焊接。

1.7 拼裝

1)搭設(shè)平臺(tái)，平臺(tái)下面設(shè)置豎向支撐，豎向支撐之間的間隔距離為2 m，每個(gè)橫斷面設(shè)置3根，它們之間相互連接，同時(shí)在地面畫出各種構(gòu)件的輪廓線。2)按照之前畫的輪廓線放置底板，并且在底板上把腹板和縱向以及橫向加勁肋的位置線劃出，然后將縱向加勁肋進(jìn)行簡(jiǎn)單的定位，同時(shí)隔板與底板的位置也需要定位，并且一定要注意垂直度，角度必須是90°[4]。3)接下來是焊接，焊接的順序一般從支座的中心向兩端遞推。4)在拼裝前，將腹板豎向加勁肋與腹板下的底邊相對(duì)高度進(jìn)行對(duì)比，距離最好控制在0.5 mm～1 mm。5)箱梁焊接順序，構(gòu)件的不同導(dǎo)致焊接順序的不同，比如說腹板，豎向加勁肋采用從下到上的順序進(jìn)行焊接，而縱向加勁肋則是從中部向兩端進(jìn)行對(duì)稱焊;底板的焊接順序采用的是從箱梁的中部開始，然后對(duì)稱向兩邊進(jìn)行焊接;橫向隔板與腹板豎向焊縫同腹板的豎向加勁肋的焊接順序一致，從下往上依次焊接;腹板與底板的內(nèi)外側(cè)的坡口角焊縫的順序是相同的，都是從箱梁中部向兩側(cè)對(duì)稱焊接。

1.8 驗(yàn)收

1)構(gòu)件制造完成后，要按照施工圖以及相關(guān)的文件對(duì)其進(jìn)行檢查和驗(yàn)收。2)箱梁構(gòu)件的誤差應(yīng)該滿足表1。

表1 箱形梁構(gòu)件的允許誤差

1.9 構(gòu)件矯正

1)對(duì)于不滿足條件的構(gòu)件要進(jìn)行矯正，采用冷矯這種方法時(shí)，應(yīng)該控制環(huán)境的溫度大于5℃。2)熱矯的加熱溫度應(yīng)該控制在600℃ ～800℃，加熱溫度不可以越出這個(gè)界限。3)經(jīng)過矯正的構(gòu)件不應(yīng)該出現(xiàn)很明顯的損傷跡象。

2 焊接

2.1 焊接的方式

鋼箱梁結(jié)構(gòu)中的對(duì)接焊縫一般是熔透型焊縫;角焊縫的對(duì)接有熔透型角焊縫和非熔透型角焊縫，其中非熔透型角焊縫又包括仰焊、立焊以及平角焊。

根據(jù)日照時(shí)間以及氣候的特點(diǎn)還有對(duì)建筑物所在地區(qū)的各個(gè)時(shí)間段的平均氣溫的特點(diǎn)，來決定焊接的方式以及焊接所需要的準(zhǔn)備工作。

2.2 焊接技術(shù)質(zhì)量規(guī)定

1)對(duì)于焊工的選擇，一定要有相關(guān)的資格證書，以及從事資格證書中的工作。

2)對(duì)于構(gòu)件必須經(jīng)過首評(píng)合格后才可以進(jìn)行之后的構(gòu)件的施焊。

3)施焊的工作環(huán)境必須嚴(yán)格控制，對(duì)濕度和溫度的要求一般是濕度小于80%，溫度不能低于0℃。

4)施焊前必須對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的物品進(jìn)行清理，防止在施焊過程中發(fā)生意外，而且完工后也得清理現(xiàn)場(chǎng)，盡量不要?dú)埩舾鞣N熔渣之類的東西。

5)焊接工具的使用嚴(yán)格按照產(chǎn)品說明書的要求來施工，反之易發(fā)生意外。

6)焊前需要預(yù)熱的，按照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行，不能隨意進(jìn)行。

2.3 焊接質(zhì)量檢驗(yàn)

1)首先是外觀的檢查，待冷卻后對(duì)焊縫處進(jìn)行觀察，然后填寫相關(guān)的檢查表。

2)上一步完成后還得進(jìn)行無損檢測(cè)，一般是焊接24 h后進(jìn)行。

3)進(jìn)行無損檢測(cè)的人員必須有上崗證，且必須是自己從事的職業(yè)，不可以借他人的上崗證進(jìn)行檢測(cè)。

4)無損檢測(cè)完畢后也要填寫一份無損檢測(cè)報(bào)告單，遞交上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)。

5)焊縫的射線探傷是另一個(gè)檢測(cè)的項(xiàng)目，要按照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行檢測(cè)，而且射線照相的質(zhì)量等級(jí)應(yīng)為B級(jí)。

6)還有就是超聲波的檢驗(yàn)方法，當(dāng)發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行多次檢測(cè)得出準(zhǔn)確的結(jié)果。

2.4 缺陷修補(bǔ)

1)重大的缺陷必須查明原因，然后相關(guān)人員進(jìn)行修補(bǔ)并填寫記錄。

2)對(duì)于需要返修焊的構(gòu)件，應(yīng)該采用炭弧氣刨進(jìn)行清除缺陷，而且應(yīng)該預(yù)留出一段坡口，方便用其他東西來抹掉表面的殘留焊渣。

3)焊腳尺寸不規(guī)則或者是不符合規(guī)定的必須修磨勻順。

4)有缺陷的焊縫再次焊時(shí)要延長(zhǎng)裂紋端，延長(zhǎng)距離為50 mm。

5)返修焊完的構(gòu)件還得接受二次檢驗(yàn)，檢驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)跟第一次檢驗(yàn)的一樣。

6)二次焊的部位若再次出現(xiàn)缺陷直接廢除，不可以進(jìn)行施工或者是利用。

7)返修焊所需要的溫度應(yīng)該在原來的基礎(chǔ)上再提高50℃。

8)對(duì)于不能修補(bǔ)的缺陷應(yīng)該及時(shí)跟業(yè)主與設(shè)計(jì)單位溝通，作出明確性的答復(fù)。

3 螺栓

高強(qiáng)度的螺栓需要做好專門存放的庫房，而且通風(fēng)條件良好，以方便存取，存放的時(shí)候應(yīng)該分批存放，運(yùn)輸過程中注意顛簸，輕拿輕放。在使用過程中應(yīng)該經(jīng)過驗(yàn)收，只有經(jīng)過驗(yàn)收合格的螺栓才可以進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，每次螺栓的使用數(shù)量和批次應(yīng)該做好記錄，不宜多領(lǐng)，施工剩余的螺栓應(yīng)該在庫房關(guān)門之前送回，而且有嚴(yán)格要求，未用完的連接副不允許暴露于室外空氣中過夜。

4 結(jié)語

鋼箱梁的施工工藝不是特別的繁瑣，但是每個(gè)步驟程序都得按照規(guī)定進(jìn)行，不得有違反任何規(guī)定而自行主張施工，其主要目的是為了后期的施工建造的建筑物可以有良好的性能，滿足日常使用，在非強(qiáng)荷載下可以保持穩(wěn)定承受荷載的能力。

[1] 哈爾濱建筑大學(xué).大跨房屋鋼結(jié)構(gòu)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，1996.

[2] 王仕統(tǒng).衡量大跨度空間結(jié)構(gòu)優(yōu)劣的五個(gè)指標(biāo)[J].空間結(jié)構(gòu)，2000(3):23-25.

[3] 朱 炯，羅智星.鋼—混凝土組合梁剪切連接件評(píng)述[J].能源技術(shù)與管理，2007(6):126-128.

[4] 沈祖炎.鋼結(jié)構(gòu)制作安裝手冊(cè)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，1998:37-38.