鋼管拱制造工藝分析與對(duì)比

彭飛

摘要：分析鋼管拱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并針對(duì)鋼管拱的兩種加工工藝分別進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，并對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了深入的分析。通過(guò)實(shí)施效果的驗(yàn)證，為制造企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量及勞動(dòng)效率，降低生產(chǎn)成本，節(jié)約材料提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：鋼管拱;以折代曲工藝;鋼管冷彎工藝;分析對(duì)比

1.鋼管拱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)屬于拱式橋的重要形式之一，具有以下的優(yōu)點(diǎn)：⑴ 構(gòu)件承載力大大提高。⑵ 具有良好的塑性和韌性。⑶ 結(jié)構(gòu)自重和造價(jià)較低。⑷ 施工簡(jiǎn)單縮短工期。⑸ 防腐防火性能好。⑹ 結(jié)構(gòu)造型美觀。

2.鋼管拱“以折代曲”制作工藝

2.1技術(shù)難點(diǎn)

管節(jié)以折代曲，曲線線形成為一個(gè)關(guān)鍵控制項(xiàng)點(diǎn);管節(jié)的焊接量較大，鋼管的縱縫和相貫線數(shù)量較多，焊縫的質(zhì)量和焊接變形是另一個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)。故針對(duì)“以折代曲”的特點(diǎn)須采取相應(yīng)的措施，對(duì)橋梁線形、焊接變形等問(wèn)題加以控制，滿足設(shè)計(jì)圖紙和標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.2制造工藝

主拱鋼管制造過(guò)程：下料卷管焊接縱縫探傷在1：1的胎型上進(jìn)行組裝焊接（環(huán)縫）探傷預(yù)拼裝打砂、涂裝。

⑴ 單元管節(jié)制作工藝：鋼管節(jié)段采用大型數(shù)控卷板機(jī)卷制成形。卷制合格的鋼管置于專用胎架上，采用埋弧自動(dòng)焊進(jìn)行焊接，先進(jìn)行管內(nèi)焊縫焊接，然后進(jìn)行管外焊縫焊接。焊后24小時(shí)進(jìn)行無(wú)損探傷，對(duì)焊縫鏟磨平整。鋼管整體校圓可在卷板機(jī)上進(jìn)行，也可在夾具上進(jìn)行。

⑵ 管節(jié)以折代曲工藝：管節(jié)曲線采用“以折代曲”，核心是管節(jié)段在地胎內(nèi)以折線形拼接成拱肋弦管，折點(diǎn)處于拱軸線上。鋼管節(jié)段接長(zhǎng)須在專用地胎上進(jìn)行，胎型底板上按1：1比例布置拱肋弦管外緣曲線及軸線大樣，接長(zhǎng)時(shí)按照以折代曲的方式進(jìn)行接長(zhǎng)，保證制造線形。參照規(guī)范要求，為保證拱肋工作曲線和線形美觀圓順，以折代曲滿足以下要求：① 管節(jié)直線與理論曲線形成的矢高f：≤8mm;② 滿足f要求確定管節(jié)長(zhǎng)度。

⑶ 單元拱肋節(jié)段制造工藝：?jiǎn)卧?jié)段的制造是在單元管節(jié)加工完成后在1：1胎型上進(jìn)行。鋼拱肋單元組裝采用地胎胎型進(jìn)行控制，鋼拱肋的長(zhǎng)度及拱度均能反應(yīng)設(shè)計(jì)圖紙的真實(shí)狀態(tài)。在地樣坐標(biāo)組裝工作臺(tái)上，根據(jù)地樣坐標(biāo)點(diǎn)可反映出拱肋控制點(diǎn)上的拱度、吊桿連結(jié)中心線的精確位置、節(jié)段間結(jié)合線的檢測(cè)坐標(biāo)數(shù)值，以及檢查構(gòu)件的總長(zhǎng)度和平面度。

3.鋼管拱“冷彎”制作工藝

3.1技術(shù)難點(diǎn)

鋼管“冷彎”制作工藝，即對(duì)單根直縫鋼管采用頂彎設(shè)備對(duì)直縫鋼管進(jìn)行頂彎，保證單根鋼管的曲線線型。單根鋼管曲線的精度控制是保證拱肋整體線形的根本保證。預(yù)拼裝工藝是制造精度和橋位架設(shè)精度的聯(lián)系紐帶，是必不可少的一道重點(diǎn)工藝。

3.2制造工藝

⑴ 管節(jié)冷彎工藝：利用專用頂彎設(shè)備，在具有足夠強(qiáng)度的門(mén)架上安裝液壓千斤頂，利用千斤頂所產(chǎn)生的水平推力，推動(dòng)模塊對(duì)直縫鋼管進(jìn)行頂彎，達(dá)到頂彎直縫鋼管的目的。

⑵ 鋼拱肋拼裝胎架制作：依據(jù)設(shè)計(jì)圖要求進(jìn)行放樣并制作整體組裝臥式胎架。利用施工圖給定的拱度曲線設(shè)計(jì)臥拼時(shí)各相關(guān)控制點(diǎn)的地樣坐標(biāo)，根據(jù)設(shè)計(jì)圖要求進(jìn)行放樣并制作整體組裝胎架。胎架上應(yīng)放出縱向軸線、外弧邊線、橫撐接頭及拱上橫梁接頭位置線，并將以上控制線兩端引到胎架測(cè)量基準(zhǔn)線外側(cè)一米左右的位置，便于測(cè)量和復(fù)核。

⑶ 鋼拱肋弦管組裝：直縫鋼管拼裝時(shí)，將對(duì)接焊縫置于平聯(lián)板內(nèi)側(cè);相鄰縱向焊縫錯(cuò)開(kāi)200mm以上。拱肋預(yù)制單元探傷結(jié)束后，重新回胎進(jìn)行復(fù)核，滿足要求后，按照鋼拱肋預(yù)制段長(zhǎng)度進(jìn)行火焰切割、修磨，并進(jìn)行打砂、涂裝。完成的拱肋預(yù)制段單元發(fā)往橋位總拼現(xiàn)場(chǎng)。

⑷ 橋位現(xiàn)場(chǎng)預(yù)拼裝：將單元構(gòu)件利用橋位總拼裝胎架進(jìn)行吊裝單元的拼裝、焊接。拱肋吊裝單元探傷結(jié)束后，重新回胎進(jìn)行復(fù)核，并拼裝、焊接拱肋 吊裝節(jié)段之間的定位內(nèi)法蘭。進(jìn)行預(yù)留焊縫的打砂及油漆補(bǔ)涂。

4.鋼管拱“以折代曲”制作工藝與“冷彎”制作工藝的對(duì)比

“以折代曲”和“冷彎”制作工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)，通過(guò)以下表格將兩種加工工藝及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比。

5.結(jié)語(yǔ)

中國(guó)已經(jīng)駛?cè)敫咚侔l(fā)展的快車(chē)道，日益提高的物質(zhì)生活和精神文明使人們對(duì)現(xiàn)代橋梁的設(shè)計(jì)要求越來(lái)越高，對(duì)橋梁造型也越來(lái)越重視。為了適應(yīng)市場(chǎng)的要求，制造企業(yè)必須對(duì)橋梁加工制造方法進(jìn)行量身打造?！耙哉鄞奔庸し椒ㄟm用的范圍越來(lái)越局限，較適合結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的鋼管拱結(jié)構(gòu)?！袄鋸潯奔庸し椒▌t對(duì)其是一個(gè)有益的補(bǔ)充。通過(guò)對(duì)以上兩種制造工藝及實(shí)施效果的對(duì)比，不難發(fā)現(xiàn)兩種加工方法各有所長(zhǎng)，采用的加工方法更應(yīng)符合制造企業(yè)的發(fā)展需求和客觀條件，以便于企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能最大化。

參考文獻(xiàn)：

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