大橋主塔鋼箱制作工藝探討

王世軍（鐵嶺公路工程總公司，遼寧 鐵嶺 112000）

大橋主塔鋼箱制作工藝探討

王世軍
（鐵嶺公路工程總公司，遼寧 鐵嶺 112000）

朝陽哨口大橋是一座主塔為鋼箱結(jié)構(gòu)的景觀大橋。在鋼箱焊接過程中發(fā)現(xiàn)，主塔鋼箱有扭曲現(xiàn)象，索塔鋼箱預(yù)拼裝前發(fā)現(xiàn)此問題并及時(shí)查找原因，得到了解決。本文針對鋼箱材料的選取、制作工藝進(jìn)行了探討。

鋼箱焊接應(yīng)力組裝；施工步驟；材料的選取

1 工程概況

朝陽哨口大橋是一座景觀大橋，主塔設(shè)置了2座鋼箱索塔，塔身高為33m，塔身縱橋向?qū)挾葹樽儗?.5m～2.2m，橫橋向?qū)挾葹?.2m，鋼塔下部9.5m高度范圍內(nèi)填充補(bǔ)償收縮C30混凝土。

2 鋼箱索塔的施工步驟

本橋主塔采鋼用結(jié)構(gòu)，分五節(jié)預(yù)制，現(xiàn)場拼裝焊接。吊裝、焊接過程中，搭設(shè)臨時(shí)支架對鋼箱進(jìn)行支護(hù)，A1、A2節(jié)安裝完成后，在塔身內(nèi)澆筑C30混凝土，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后，再進(jìn)行BCD節(jié)的吊裝焊接作業(yè)，臨時(shí)支護(hù)在吊索張拉完成之后予以拆除。操作流程為：箱體預(yù)制―A節(jié)拼裝、焊接―B節(jié)拼裝、焊接―塔內(nèi)C30混凝土澆筑―B節(jié)拼裝焊接―C節(jié)拼裝焊接―D節(jié)拼裝焊接。

3 材料的選取

中塔柱和上塔柱均采用Q345qD鋼材。下塔柱（A節(jié)）采用Q345qD鋼材填充C30混凝土。 螺栓采用高強(qiáng)螺栓摩擦面抗滑移系數(shù)出廠時(shí)不低于0.55，現(xiàn)場安裝時(shí)不低于0.45。

4 主要施工工藝

（1）施工放樣尺寸1：1，放出有關(guān)的節(jié)點(diǎn)，連接尺寸，控制號料、彎制、剪切、銑刨、鉆孔和組裝。

（2）下料加工設(shè)備為數(shù)控切割機(jī)、半自動切割機(jī)。主要構(gòu)件及異性構(gòu)件有數(shù)控進(jìn)行加工以確保幾何外形尺寸。

切割完畢的構(gòu)件在組裝前進(jìn)行矯正成型。采用熱加工成型，加熱溫度至700℃-800℃進(jìn)行加工矯形自然冷卻。

（3）制孔采用搖臂鉆、磁力鉆等設(shè)備。孔加工精度要求達(dá)到H12，孔壁表面粗糙Ra應(yīng)不大于12.5μm，孔徑及孔距允許偏差應(yīng)符合設(shè)計(jì)及相關(guān)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。

（4）構(gòu)件組裝

根據(jù)構(gòu)件的幾何尺寸搭設(shè)組裝構(gòu)件平臺。

（5）焊接

①調(diào)整底板高度，上胎、加勁肋進(jìn)行定位，并點(diǎn)固焊。加勁肋的焊接按照同一方向進(jìn)行焊接，焊接完畢后進(jìn)行構(gòu)件矯形，加熱溫度至700℃～800℃進(jìn)行加工矯形自然冷卻。矯形完備后腹板蓋板整體組裝箱形體加設(shè)定位碼板固焊后進(jìn)行檢查。

②焊接作業(yè)順序：由兩組焊工由底板中間向兩側(cè)腹板方向焊接；在縱向上，由兩組焊工從中間向兩側(cè)進(jìn)行施焊。實(shí)際施工過程中，只有一組焊工在施工作業(yè)，沒有嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行施工。

③進(jìn)行焊前預(yù)熱，構(gòu)件須在環(huán)境溫度5℃以上及相對濕度80%以下時(shí)，進(jìn)行焊接作業(yè)；本橋鋼箱焊接在工廠半封閉車間內(nèi)進(jìn)行，室溫處于可調(diào)控狀態(tài)并輔助人工局部預(yù)熱。當(dāng)車間溫度低于5℃時(shí)，縫口40mm～50mm范圍內(nèi)應(yīng)采取人工加溫措施；預(yù)熱區(qū)在焊道的兩側(cè)不小于 100mm。實(shí)際施工過程中，管理人員及作業(yè)人員圖省事，沒有嚴(yán)格按照操作程序?qū)附硬牧线M(jìn)行先預(yù)熱后施焊。

（6）鋼塔體箱對接，鋼塔體腹板與頂?shù)装搴附樱澳_與預(yù)埋鋼板的焊接及等厚度、不等厚度連接等采用焊縫等級一級，其他位置的焊縫及角焊縫為二級，焊縫的連續(xù)、勻順。

（7）選用設(shè)備為埋弧自動焊

①焊材為H08MnA（5.0）SJ101q焊劑；CO2氣保焊ER50-6（φ1.2）及CO2氣保焊AT-YJ502q（藥芯φ1.2）施焊環(huán)境控制時(shí)溫度：≥20℃；濕度：≤80%；層間溫度：20～200℃。

②施焊前徹底清理待焊區(qū)的鐵銹、氧化鐵皮、油污、水份等雜質(zhì)合格后進(jìn)行焊接。

③箱體焊接使用雙數(shù)焊工從中間逐漸向外，左右對稱進(jìn)行施工，多層焊縫應(yīng)連續(xù)施工，每次焊道焊接完畢應(yīng)及時(shí)清理檢查清除缺陷后繼續(xù)焊接，多層焊起落點(diǎn)要錯開。焊接時(shí)，嚴(yán)格控制層間溫度，采用點(diǎn)溫計(jì)在焊接過程中進(jìn)行監(jiān)控。

（8）拼裝：塔體各部分組裝焊接完后，進(jìn)行矯正、檢驗(yàn)，驗(yàn)收合格后根據(jù)本工程特點(diǎn)在各節(jié)連接處（如B節(jié)與C節(jié)連接）安裝定位裝置編號定位。

圖1

圖2

結(jié)語

通過對大橋鋼箱的施工方案及施工工藝的分析，并結(jié)合施工現(xiàn)場的實(shí)際情況得到如下結(jié)論：

（1）在鋼箱箱體施焊過程中，焊工未嚴(yán)格按照雙數(shù)焊工從中間逐漸向外，左右對稱進(jìn)行施焊的施工工藝要求進(jìn)行，致使鋼板焊接產(chǎn)生的應(yīng)力分布不均勻，鋼箱整體撓度發(fā)生變化，是問題產(chǎn)生的主要原因。

（2）箱體焊接的母材焊前預(yù)熱效果不理想也是影響鋼箱焊接質(zhì)量的一個重要因素。

[1] JTJ/T F50-2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2] GB 50250－2001，鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].

[3] GB 50201－2012，鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4]朝陽哨口大橋景觀亮化工程施工圖設(shè)計(jì)[Z].

U443

A