一種橋上過橋裝置制造工藝的探討

趙金鵬，姚行杰，梁 昊，仉健康

（山東豐匯設(shè)備技術(shù)有限公司，山東 濟(jì)南 250200）

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的普及和應(yīng)用，大噸位產(chǎn)品的運(yùn)輸必不可少，在過橋運(yùn)輸方面，橋上過橋裝置的出現(xiàn)解決了大噸位過橋運(yùn)輸?shù)碾y題。在預(yù)通過橋梁上臨時加設(shè)一個鋼制拱橋，鋼制拱橋保持必要的拱度，保證其除兩端外與原橋梁無接觸，避免大型車輛通過時超重對現(xiàn)有橋梁造成影響，從而保證了橋體的結(jié)構(gòu)安全。該裝置可根據(jù)橋梁的長度，通過增加或減少中間懸空部分的數(shù)量實(shí)現(xiàn)跨距可變。參見圖1。

圖1 橋上過橋裝置（單排）

1 制作的難點(diǎn)和關(guān)鍵

通過過橋裝置的車輛，一般是多輪軸線車，主要為降低車輪輪壓為目的，以減少車輪對過橋裝置橋面的局部壓力。過橋裝置內(nèi)部也會設(shè)置筋板，以提高其橋面的抗壓能力。過橋裝置各分段以螺栓或銷軸連接的方式居多。特別是銷軸連接方式，由于連接耳板多，連接銷軸細(xì)長，對結(jié)構(gòu)制作的尺寸控制要求，以及軸孔公差和同心度的加工要求較高，參見圖2。制作的難點(diǎn)和關(guān)鍵歸納起來主要有以下幾點(diǎn)。

圖2 變跨距接口

1）起拱 橋上過橋裝置懸空段在受到載荷和自重作用時會出現(xiàn)下?lián)锨闆r，為避免懸空段受力下?lián)吓c橋體接觸，要求其在無載荷情況下具備一定的起拱值。

2）分段互換 由于運(yùn)輸經(jīng)過的橋梁長度不盡相同，所以橋上過橋裝置在制造過程中要充分考慮變跨距適應(yīng)不同橋梁長度的分段互換性能，從而滿足各種工況的使用條件。

3）關(guān)鍵點(diǎn) 在保證整體起拱值的前提下，實(shí)現(xiàn)變跨距部分的分段互換，是該橋上過橋裝置制造的重點(diǎn)和難點(diǎn)。因此，選擇何種起拱方式，采取何種保證措施，實(shí)現(xiàn)起拱條件下的分段互換是該橋上過橋裝置制造能否成功的關(guān)鍵。

2 起拱方式的選擇

有起拱要求的鋼結(jié)構(gòu)或起重設(shè)備，如鍋爐大板梁、橋機(jī)主梁，在結(jié)構(gòu)制作時一般選用連續(xù)曲線起拱、分段曲線起拱、折線起拱等幾種起拱方式。前兩種曲線起拱方式不適用于該過橋裝置的制作，主要因?yàn)?①曲線起拱不易保證變跨距分段互換接口處頂緊翼板的平面度；②分段變跨距位置若在長度非中對稱位置時，曲線局部拱度的不連續(xù)會造成接口處頂緊翼板的錯口和錯邊；③曲線起拱帶拱度的各分段腹板為曲線，內(nèi)隔板高度隨拱度變化，內(nèi)隔板焊接定位位置不易保證，箱體焊接變形不易控制，變形后不易校正。

考慮以上不利因素，該橋上過橋裝置選擇用折線起拱代替連續(xù)的曲線起拱。對比曲線起拱的方式，采用折線起拱的最主要優(yōu)勢和特點(diǎn)有：①將連續(xù)變化的拱度曲線變?yōu)橛啥喽沃本€組成的多折線，并滿足整體結(jié)構(gòu)的拱度值；②在保證軸孔中心與上端頂緊面水平相對位置不變的前提下，保證上端頂緊面加工時垂直于水平面（圖3），用以實(shí)現(xiàn)各變跨距分段拆分組合時，保證拆分面上端頂緊面的緊密接觸，避免出現(xiàn)因加工角度不一致帶來的接觸縫隙；③將互換部件的曲線拱度分段變?yōu)橹本€分段，腹板、內(nèi)隔板變?yōu)榫匦蜗铝?，結(jié)構(gòu)組合難度降低，焊接變形易于控制。

圖3 各變跨距分段拆分面與水平面的垂直關(guān)系

3 折線起拱下的分段互換保證措施

3.1 制作工藝保證

首先在下料時，各段頂緊接觸的翼緣板、連接耳板軸孔必須根據(jù)拱度的大小，軸孔中心相對絕對頂緊垂直面的長度偏差要求，預(yù)留焊接收縮長度，以及必要的加工余量；其次在制作過程中，必須保證連接耳板軸孔中心與頂緊垂直面的長度偏差要求，即：相對各分段腹板中心位置而言，翼緣板中心位置相對腹板中心位置向該分段跨中偏移，偏移值的大小根據(jù)起拱高低對應(yīng)。

3.2 加工工藝的保證

該橋上過橋裝置下端連接耳板較多，連接銷軸較長，耳板軸孔同軸度的保證是過橋裝置滿足起拱要求和分段互換的關(guān)鍵。各段寬度較大，端部耳板數(shù)量較多，在加工設(shè)備允許的條件下，可采用兩端同時通軸鏜孔的加工工藝，這樣對多孔群同軸度的保證相對簡單，但是對加工設(shè)備的要求比較高，特別是對主軸和刀桿的剛性要求較高。

如果具有回轉(zhuǎn)工作臺，在主軸、刀桿剛性允許的情況下，可以采用只加工完占據(jù)端面寬度一半的耳板軸孔，再旋轉(zhuǎn)工件180°加工剩余端面寬度的耳板軸孔的方法。在該加工工藝下，選擇合理的定位基準(zhǔn)及加工工序尤為關(guān)鍵：①以底板為粗基準(zhǔn)找正，各段根據(jù)拱度放樣數(shù)據(jù)，按照高低差值裝夾；②工件連接端面旋轉(zhuǎn)至與主軸垂直，在耳板端部或上翼緣板端部銑出基準(zhǔn)平面，作為構(gòu)件回轉(zhuǎn)180°的找正基準(zhǔn)面；③最后根據(jù)起拱要求，鏜孔加工完占據(jù)端面寬度一半的耳板軸孔；④工件旋轉(zhuǎn)180°，并通過找正基準(zhǔn)校準(zhǔn)，按照以上鏜孔工藝加工剩余端面寬度的耳板軸孔；⑤按照拱度偏差要求，加工頂緊翼板的頂緊平面。

4 結(jié)語

綜上所述，該橋上過橋裝置的制造工藝主要解決了跨距可變、分段互換、多耳板軸孔同軸的拱度控制難題，涉及鉚焊、加工等多道工序環(huán)節(jié)。依靠合理預(yù)留頂緊翼板的下料余量，以及合理的耳板鏜孔加工工藝，保證了其拱度的控制效果，并實(shí)現(xiàn)了分段互換的變跨距功能。我公司應(yīng)用該工藝制作的橋上過橋裝置經(jīng)過實(shí)際組合驗(yàn)證，完全滿足整體拱度要求及變跨距分段互換的安裝要求，并成功應(yīng)用于大噸位車輛過橋運(yùn)輸。