委內(nèi)瑞拉迪阿鐵路橋鋼結(jié)構(gòu)焊接制造工藝

趙慶杉

1. 概述

委內(nèi)瑞拉迪阿鐵路橋采用鋼混結(jié)合雙線簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)，是委內(nèi)瑞拉北部平原鐵路第一座鋼橋，該橋3跨，橋面板寬10.4m，梁高3.088m，橋長(zhǎng)111m，每跨由4個(gè)盆式橡膠支墩支承。

2. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

本橋結(jié)構(gòu)類型為有砟軌道鋼-混凝土簡(jiǎn)支結(jié)合梁，跨度為31.5m，鋼箱梁采用雙箱單室，鋼箱梁寬6.4m, 箱高2.7m，兩箱中心距為4.0 m，箱梁中心線與線路中心線重合。兩箱梁之間每隔4.5~6.0m設(shè)置有橫梁，將兩箱梁連成穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)，橫梁為工形斷面。一孔鋼箱梁由6個(gè)縱梁塊體和9個(gè)橫梁截面構(gòu)成，單個(gè)縱梁類型為等高度箱型鋼混結(jié)合梁，鋼梁斷面為開口箱型。本橋采用栓焊結(jié)合的連接方式，梁段之間縱向采用上翼緣板工地焊接，腹板、底板采用高強(qiáng)度螺栓連接。橋梁橫向由兩個(gè)開口箱型及兩箱之間的工形橫梁構(gòu)成，箱型與橫梁采用上翼緣板工地焊接，腹板、底板采用高強(qiáng)度螺栓連接。鋼箱梁三孔橋斷面如圖1所示。

3. 焊接工藝評(píng)定

（1）母材 焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)用鋼板為Q345q D鋼板，鋼板的化學(xué)成分和力學(xué)性能均符合GB/T 714—2008《橋梁用結(jié)構(gòu)鋼》中規(guī)定的要求。

（2）焊接工藝 采用埋弧焊+CO2氣體保護(hù)焊+定位焊工藝。埋弧焊采用 EH-14+JF—B焊絲，CO2焊采用E71T—1藥芯焊絲，定位焊采用E7018焊條和E71T—1藥芯焊絲。

（3）焊接參數(shù) 按照合同要求，本橋焊接工藝評(píng)定按照美標(biāo)AWS D1.5執(zhí)行。經(jīng)過對(duì)全橋結(jié)構(gòu)及板厚分布的歸納總結(jié)，選取8組焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)，包括4組對(duì)接焊縫、4組角焊縫。試板的板厚組合、坡口形式及焊接位置等如表1所示。焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)用參數(shù)如表2所示。

（4）工藝評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果 接頭力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果如表3 所示，由表3可看出各項(xiàng)數(shù)據(jù)均符合AWS D1.5中相關(guān)規(guī)定。部分接頭宏觀腐蝕斷面如圖2所示，可見熔合狀況良好。

4. 鋼箱梁的組裝及焊接

縱梁為開口箱形，主要由底板、腹板、上翼緣及箱內(nèi)隔板、加勁肋等組成，桿件斷面寬度2.4m，高度2.7m，長(zhǎng)度分別為10.25m及12.1m兩種?？v梁整體結(jié)構(gòu)形式如圖3所示。

圖1 委內(nèi)瑞拉迪阿鐵路鋼箱梁三孔橋

表1 焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)項(xiàng)目

表2 焊接參數(shù)

表3 接頭力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果

圖2 部分接頭宏觀腐蝕斷面

圖3 委內(nèi)瑞拉迪阿鐵路鋼箱梁縱梁

（1）下料 板材經(jīng)過預(yù)處理線完成預(yù)處理后，采用數(shù)控切割機(jī)下料。由于開口箱體隔板頂板與上翼緣板有焊接及修整，所以箱梁腹板在設(shè)計(jì)預(yù)拱度基礎(chǔ)上按二次拋物線預(yù)加了一定拱度。腹板采用雙嘴對(duì)稱切割的方式，保證單個(gè)箱體每?jī)善瑢?duì)應(yīng)腹板拱度值基本相同，避免相對(duì)拱度差超差。中間梁底板及腹板兩端留量以備箱梁出孔后的二次切割從而保證梁體長(zhǎng)度。隔板周邊、橫梁接頭板等板件預(yù)留機(jī)加工量。

（2）組焊板單元 劃線組裝焊接腹板單元、隔板單元，其中腹板與上翼緣的焊縫采用埋弧焊焊接，其余焊縫采用CO2氣體保護(hù)焊。

腹板單元組裝時(shí)，在上翼緣劃線，將上翼緣組焊到腹板上，嚴(yán)格控制水平肋至上翼緣的距離，組裝豎肋時(shí)保證肋板間距。隔板與其加勁肋及人孔護(hù)圈等組焊為隔板單元。

（3）箱體組焊 將底板置于設(shè)有拱度的胎型上，以底板上的螺栓孔為基準(zhǔn)劃出底板的縱向、橫向基準(zhǔn)線，然后由基準(zhǔn)線生成隔板位置線、腹板位置線。

按線在底板上組裝隔板單元。先用CO2氣體保護(hù)焊完成隔板焊縫，然后采用埋弧焊完成腹板與底板焊縫的焊接，最后焊接隔板單元的頂板與箱梁上翼緣的對(duì)接焊縫。組成箱體后在豎肋處測(cè)厚，配刨斜墊后打入箱體保證與箱梁底板頂緊，焊接時(shí)由豎肋頂緊端往上焊接，焊接采用CO2氣體保護(hù)焊。鋼箱梁縱梁組焊順序如圖4所示。

（4）橋址架設(shè)及組裝焊接順序 箱梁分段間工地連接采用栓焊結(jié)合的方式，即上翼緣焊接，底板、腹板通過拼接板采用高強(qiáng)度螺栓連接。橫梁與箱梁間的工地連接為高強(qiáng)度螺栓連接。施工順序?yàn)橄炔捎脹_釘和普通螺栓進(jìn)行組裝，之后先焊后栓。工地焊接定位焊采用部分焊條電弧焊，其余大部分均采用CO2氣體保護(hù)焊。

鋼箱梁遠(yuǎn)涉重洋運(yùn)至橋位處，考慮到減小應(yīng)力與變形對(duì)橋型的影響，根據(jù)實(shí)際情況制定了組裝順序，鋼箱梁組裝及焊接順序如圖5所示。首先將A2節(jié)段吊放在放置方木的地面上，采用栓接方式與其對(duì)應(yīng)的橫梁進(jìn)行連接，然后將A2節(jié)段與橫梁吊至臨時(shí)支墩工字鋼上。標(biāo)高及橫縱向位置檢測(cè)合格后，起吊B2節(jié)段。吊至臨時(shí)墩上后，用兩個(gè)QYL50千斤頂調(diào)節(jié)標(biāo)高，精調(diào)裝置調(diào)節(jié)橫縱向位置。B2節(jié)點(diǎn)就位后，采用栓接方式與A2節(jié)段與橫梁進(jìn)行連接，在地面方木上將A1、C1節(jié)段對(duì)應(yīng)的橫梁進(jìn)行螺栓連接。吊車移動(dòng)，起吊A1節(jié)段。起吊方式及調(diào)節(jié)方式同B2節(jié)段。兩側(cè)的A1、C1節(jié)段就位后，吊裝B1、D1節(jié)段。

圖4 鋼箱梁縱梁組焊順序

圖5 鋼箱梁組裝焊接順序

5. 結(jié)語(yǔ)

本橋是委內(nèi)瑞拉迪阿鐵路上第一座鋼橋，該項(xiàng)目地理位置遠(yuǎn)離祖國(guó)萬(wàn)里之外加上爆發(fā)登革熱，而且這個(gè)國(guó)家物資匱乏頻發(fā)槍戰(zhàn)和持槍搶劫，使得人身安全都沒有保障，但是我們?nèi)w人員團(tuán)結(jié)一致克服種種不利條件，圓滿的按時(shí)、按質(zhì)完成工作，顯示了桿件的栓孔通過率高、幾何尺寸準(zhǔn)確，這樣就保證了拼裝速度。工地架設(shè)順利，得到了業(yè)主贊揚(yáng)。本工程的順利完工，可以為國(guó)外類似工程提供參考。

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