鋼結(jié)構(gòu)橋梁加工安裝技術(shù)的研究與應(yīng)用

高治學(xué)

摘 要：鋼結(jié)構(gòu)橋梁具有突出的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與剛度條件，在交通網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)中承擔(dān)著重要的作用，其顯著的工藝便捷性與承載能力使其成了橋梁工程行業(yè)工作者們普遍關(guān)注的熱點(diǎn)內(nèi)容。鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程項(xiàng)目建設(shè)環(huán)節(jié)，其主要質(zhì)量影響要點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)體的制造以及后續(xù)安裝過(guò)程的有效性，鑒于此，本文按照鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工的基本流程，詳細(xì)探討分析了具體的加工與安裝技術(shù)的要點(diǎn)，旨在提供一定的參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)橋梁；加工；安裝

中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1.鋼結(jié)構(gòu)橋梁加工制造技術(shù)

1.1鋼結(jié)構(gòu)橋梁板單元制造

（1）下料及加工

鋼結(jié)構(gòu)橋梁板單元制造環(huán)節(jié)應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙與工藝規(guī)范進(jìn)行放樣和下料制作，注意下料環(huán)節(jié)焊接工藝要求的收縮量控制。構(gòu)件單元加工材料在投入制造前需要進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)處理，維持鋼材表面平整度，消除形變帶來(lái)的單元內(nèi)應(yīng)力。針對(duì)部分使用機(jī)加工工藝的零件部分，應(yīng)嚴(yán)格控制尺寸偏差使其符合工藝文件與設(shè)計(jì)方案要求。使用數(shù)控切割設(shè)備下料的過(guò)程中，應(yīng)對(duì)加工對(duì)象進(jìn)行充分的檢查與預(yù)加工，此后方可繼續(xù)下料。

（2）鋼板接料

在板單元制造環(huán)節(jié)，部分位置單個(gè)板材尺寸不能滿足尺寸需求或存在厚度差異的情況下，板材拼接環(huán)節(jié)應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的控制。鋼材接料焊接坡口、焊接工藝參數(shù)等條件應(yīng)嚴(yán)格符合焊接工藝規(guī)范，同時(shí)接料質(zhì)量檢測(cè)與外觀檢測(cè)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

（3）零件矯正

板單元構(gòu)件制備環(huán)節(jié)中存在著一定的質(zhì)量誤差，因此在進(jìn)行拼裝前需要進(jìn)行相應(yīng)的材料矯正。

對(duì)于使用冷作彎曲工藝的板單元，在其內(nèi)側(cè)彎曲半徑小于板材厚度15倍的情況下，需要采取熱煨操作（溫度條件900℃～1000℃），改善其加工尺寸與材料性能。同時(shí)保證冷作彎曲工藝應(yīng)用后，板單元構(gòu)件邊緣不形成裂縫問(wèn)題。

而在施工熱矯正工藝應(yīng)用環(huán)節(jié)，工藝溫度水平應(yīng)維持在600℃～800℃，禁止出現(xiàn)超溫。熱矯操作工藝后期，構(gòu)件冷卻應(yīng)緩慢進(jìn)行，在材料降溫至環(huán)境溫度前，禁止錘擊或澆水，以防出現(xiàn)形變或裂縫問(wèn)題。

（4）板單元組裝

進(jìn)入板單元組裝施工操作前，安裝人員應(yīng)對(duì)施工流程與工藝方案進(jìn)行有效的研究，嚴(yán)格核查構(gòu)件加工質(zhì)量、編號(hào)以及坡口等重要項(xiàng)目，重點(diǎn)檢測(cè)平面度、直線度等參數(shù)指標(biāo)，達(dá)到工藝規(guī)范要求后方可進(jìn)行后續(xù)操作。實(shí)際組裝前對(duì)焊接區(qū)域鋼材表面存留了浮銹、油污等雜質(zhì)進(jìn)行有效的清理。

焊接部位按照設(shè)計(jì)方案對(duì)接板材，縱向接料焊縫與板肋角焊縫間距≥100mm。組裝操作前，需要仔細(xì)核查胎裝質(zhì)量，定位與尺寸符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)行組裝。完成操作后，在工件表面按照規(guī)范標(biāo)注、板單元號(hào)、生產(chǎn)序列號(hào)等標(biāo)志。

1.2鋼結(jié)構(gòu)橋梁梁段、大節(jié)段制造

（1）底板單元組焊

在底板單元組焊操作環(huán)節(jié)，為了充分提升焊接效率，需要引入專用胎架以實(shí)現(xiàn)吊裝板塊的焊接。底板單元組裝環(huán)節(jié)，以兩塊底板拼焊一個(gè)吊裝板塊為標(biāo)準(zhǔn)，操作前預(yù)留足夠的焊接操作裕量，用于控制相鄰肋板結(jié)構(gòu)間距。為了保證焊接操作環(huán)節(jié)的形變控制效果，提升板材焊接平整度，可預(yù)置反變形。在焊接操作過(guò)程中，首先將地板置于胎架區(qū)域，板材橫縱線與胎架定位基線對(duì)正，牢固固定后開始焊接。兩側(cè)底板對(duì)稱焊接，注意收縮量的控制，保證焊接精確度。

（2）組焊橫隔板單元及中腹板

以底板的橫、縱基線為基準(zhǔn)，先組裝橫隔板。并焊接其對(duì)接焊縫及與底板的焊縫，然后組裝中腹板。再焊接橫隔板與中腹板間焊縫。組裝定位時(shí)，以基準(zhǔn)線確定橫隔板及中腹板的位置，并用經(jīng)緯儀檢各邊塊橫隔板的端部角度和直線度，合格后進(jìn)行定位焊。

（3）組裝斜腹板單元

斜腹板單元通過(guò)橫腹板進(jìn)行橫向定位、胎架基線進(jìn)行縱向定位，使用經(jīng)緯儀進(jìn)行定位檢測(cè)，確保組裝定位與角度的準(zhǔn)確性，誤差符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)行焊接操作。

（4）剪力釘焊接

剪力釘焊接操作環(huán)節(jié)，首先使用掛線法設(shè)置焊接定位點(diǎn)，按次序逐根完成焊接操作。焊接工藝應(yīng)用過(guò)程中，邊布料邊焊接，注意保護(hù)焊體質(zhì)量。在完成焊接操作后，對(duì)剪力釘焊接點(diǎn)進(jìn)行彎曲試驗(yàn)檢測(cè)，在剪力釘彎曲30°的條件下，檢測(cè)其構(gòu)件表面外觀裂縫問(wèn)題。

1.3鋼結(jié)構(gòu)橋梁梁段焊接

梁段焊接是影響鋼結(jié)構(gòu)橋梁加工質(zhì)量水平的核心環(huán)節(jié)，為了保證焊接效果，應(yīng)盡量使用收縮性較小的焊接工藝，以此提升形變與應(yīng)力控制水平。當(dāng)前常用的鋼結(jié)構(gòu)橋梁梁體焊接工藝為CO2氣體保護(hù)焊。

對(duì)于底板對(duì)接焊縫、腹板與底板間焊縫應(yīng)執(zhí)行Ⅰ級(jí)熔透焊縫標(biāo)準(zhǔn)，并選擇熔敷金屬量少、焊后變形小的坡口形式。

焊接操作前溫度操作條件，需要通過(guò)工藝標(biāo)準(zhǔn)與焊接試驗(yàn)具體確定，相應(yīng)的預(yù)熱操作范圍為焊縫每側(cè)100mm。為了有效防止焊接操作部位出現(xiàn)裂縫問(wèn)題，規(guī)避層狀撕裂現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)重點(diǎn)控制厚板側(cè)預(yù)測(cè)操作效果。

1.4鋼結(jié)構(gòu)橋梁的涂裝

具體的鋼結(jié)構(gòu)橋梁涂裝施工工藝流程如下：

產(chǎn)品檢驗(yàn)→除油污→除銹粗化→清理干凈待噴表面→保護(hù)預(yù)留焊口→噴涂→檢驗(yàn)→對(duì)接→補(bǔ)噴接焊口→熱處理→刷封閉劑→油漆。

噴涂鋁層施工時(shí)，噴涂鋁層與基體結(jié)合強(qiáng)度是以互嵌為主，噴鋁前要求粗糙度大于50um，干凈度達(dá)sa3級(jí)。

2鋼結(jié)構(gòu)橋梁吊裝施工技術(shù)

2.1鋼結(jié)構(gòu)橋梁吊裝施工

鋼結(jié)構(gòu)橋梁構(gòu)件加工完成，運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)后，進(jìn)入實(shí)際吊裝操作環(huán)節(jié)前，需要對(duì)其外觀質(zhì)量與尺寸進(jìn)行嚴(yán)格的復(fù)核，復(fù)核施工要求與工藝規(guī)范后，方可投入施工。施工前，對(duì)構(gòu)件吊裝定位中心點(diǎn)、鋼墊板位置、承臺(tái)上橡膠支座等定位與標(biāo)高參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量。

吊裝操作開始后，起吊提升20cm后，暫停10min，檢測(cè)吊裝設(shè)備與支撐地基的應(yīng)力情況，存在異常問(wèn)題的情況下，應(yīng)立即停止吊裝，排除問(wèn)題后方可進(jìn)行再次開工。吊裝初期，使用水準(zhǔn)儀測(cè)量構(gòu)件各位置高度差，動(dòng)態(tài)調(diào)整吊裝角度，鋼梁平穩(wěn)時(shí)的縱橫坡度與設(shè)計(jì)的角度基本相同。

當(dāng)構(gòu)件起升至安裝高度后，吊車停止動(dòng)作，待構(gòu)件平穩(wěn)后，吊車慢慢旋轉(zhuǎn)或行走，通過(guò)構(gòu)件兩端的溜繩控制好構(gòu)件的擺動(dòng)。當(dāng)構(gòu)件移到安裝位置的上空時(shí)，緩慢下落，在距軍墩頂部的砂箱20cm左右時(shí)，停止下落。

按照前期工程測(cè)量的定位結(jié)構(gòu)，施工操作過(guò)程中使用全站儀不斷地對(duì)施工操作數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)校核與調(diào)整，確保對(duì)口處的平面位置與標(biāo)高滿足工藝標(biāo)準(zhǔn)要求。達(dá)到要求后，用牙木將砂箱與梁底之間的空隙塞緊。

合攏口焊接處，外側(cè)貼陶瓷襯墊，內(nèi)側(cè)CO2保護(hù)焊進(jìn)行焊接。其余梁段按上述方法逐段精確調(diào)位后，逐段焊接環(huán)口，直至將榻梁段焊接一體。

2.2鋼結(jié)構(gòu)橋梁橋面鋪裝施工

在完成鋼結(jié)構(gòu)橋梁構(gòu)件吊裝后，對(duì)梁體頂板進(jìn)行除銹操作，并在表面刷涂防水涂層，而后綁扎鋼筋網(wǎng)，預(yù)設(shè)混凝土鋪裝層標(biāo)準(zhǔn)帶，然后再澆注橋面鋪裝層混凝土，人工收面拉毛處理，覆蓋塑料薄膜養(yǎng)護(hù)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)橋梁的加工與安裝是一項(xiàng)科學(xué)而系統(tǒng)性的內(nèi)容，其工藝應(yīng)用水平直接關(guān)系著橋梁的整體穩(wěn)定性與安全性，是當(dāng)前橋梁工程建設(shè)領(lǐng)域需要重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)形式之一。行業(yè)工作者們需要從當(dāng)前的工程實(shí)際出發(fā)，嚴(yán)格按照工藝工序進(jìn)行操作，重點(diǎn)把握質(zhì)量影響要點(diǎn)，通過(guò)有效的施工技術(shù)應(yīng)用提升鋼結(jié)構(gòu)橋梁構(gòu)建的制造水平，確保工程建設(shè)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)要求，為我國(guó)交通工程事業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造有利條件。

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