公路桥多跨连续钢箱梁制作工艺

摘要：文章重点介绍了公路桥多跨连续钢箱梁的制作工艺，结合工厂制作的实际经验，有效控制了钢箱梁外形尺寸，保证了桥梁的线型要求，满足了施工现场的安装要求；有助于指导连续钢箱梁的制作。

关键词：公路桥；连续钢箱梁；线型控制；倒装法；CO2气体保护焊

中图分类号：U448 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）13-0106-04

随着城市化进展的加快，道路建设更加趋向于立交型空间发展，为了减少施工对居民的影响以及满足绿色施工的要求，多跨公路连续钢桥被大量应用于桥梁匝道、十字路口等施工环境复杂的区域，工厂钢箱梁加工时，选择合适的工艺，对产品的质量保证尤为重要。

1 工程概况

漕宝路（嘉闵高架～外环线）改建工程：为Pa10～Pa12线、Pa15～Pa18线、Pb01～Pb04线、Pc14～Pc18线等四部分组成，钢梁曲率半径小（最小达R=55.0m），桥梁跨度大（最大跨径L=47m），离地面净高达22m，总重约2234t。桥顶板、底板横坡为2%；纵坡为缓和曲线；预拱度为二次抛物线。

2 制作的难点

（1）熔透焊缝数量多，焊接变形大，在制作中采取反变形、对称焊等措施减少焊接变形。

（2）单体重量大、体积大，故采用整体组装，分段出厂。

（3）外形尺寸过大，吊装翻身比较困难，容易出现卡痕和扭曲变形，采用专用框型翻身吊具。

（4）桥为曲线线形，面板根据排版图进行数控切割。

（5）结合桥梁整体外形及结构形式，采用倒装法施工。

（6）执行标准：《桥梁用结构钢（GB/T714-2008）》；《公路桥涵施工技术规范（JTG/TF50-2011）》；《铁路钢桥制造规范（TB10212-2009）》；《钢结构焊接规范（GB50661-2011）》

3 材料要求

所有钢材及焊材必须具备出厂质量合格证明书，并且有合格的复验报告。

焊材使用前，必须进行烘干。焊剂烘干温度250℃条件下，至少保证烘干时间2小时，并放于恒温箱中保温。

4 分段原则

根据车间起重能力及现场安装要求进行整体制作、分段出厂。

5 制作工艺

5.1 原材料抛丸除锈

原材料抛丸除锈满足Sa2.5等级。

原材料抛丸后应涂装车间底漆，涂装时分正反面，正面（钢箱梁外表面需热喷铝）不涂车间底漆，反面（钢箱梁内表面及其内部零件）涂装车间底漆，漆膜厚度30μm。

5.2 放样和号料

5.2.1 放样和号料采用数学计算和电脑放样同步进行，并相互校对。

（1）经全方面考虑，在车间内设置长90m、宽10m扇形胎具。

（2）为减小钢桥因载荷集中而产生的弯距，应在钢桥上载荷较为集中的横隔板位置设置胎架受力支撑点。

（3）胎架的定位。

5.2.3 号料应根据来料进行排版，合理安排。

5.2.4 号料应考虑切割余量、焊接收缩余量及端部加工余量。腹板下料还应考虑起拱量。

5.2.5 号料时应标明需切坡口形式、角度、钝边以及组装构件号等。

5.2.6 主部件的号料要有检查线。检查线距边缘50mm，同时要在几何线上作出钢冲标记。

5.2.7 孔距、基准线用划针；零部件外形尺寸打粉线或用石笔。

5.2.8 切割前用钢丝刷和砂纸清除表面的油污、铁锈，用火焰加热的方法去除潮气。

5.2.9 切割后用铁铲清除熔渣，火焰切割后产生的变形，应平板机矫正后才能流入下道工序。

5.2.10 切割边缘及坡口如有大于1mm的缺棱等局部缺陷，应用手工焊修补并用磨光机磨平。

5.3 零件矫正与弯曲

5.3.1 钢材拼接前应矫正平直。矫正时如用锤击法要垫锤垫，以免损伤母材。如用火焰矫正法，加热温度应控制在600℃～800℃，Q345q（D）且应自然缓慢冷却，严禁浇水速冷。温度降至室温前，不得锤击钢材。

5.3.2 零部件矫正可采用机械或火焰矫正法。

5.3.3 主要零件冷作弯曲时，环境温度不宜低于-5℃，内侧弯曲半径不得小于板厚的15倍；小于者必须热煨，热煨温度应控制在900℃～1000℃。弯曲后的零件边缘不得产生裂纹。

5.4 组装

5.4.1 钢箱梁顶板、底板、腹板、隔板应分别按照材料排板图在材料拼接区进行拼板并焊接。拼接应设置引弧板，焊缝的引弧板在离母材5mm处切割断，并用砂轮机打磨修平，严禁用锤击落。盖、腹板接料长度不宜小于1000mm，宽度不得小于200mm，横向接料焊缝轴线距孔中心线不宜小于100mm。

5.4.2 顶板和底板接板前，根据作业区域测放弧形轮廓和斜角地样，保证接板准确性。平台纵向方向间隔1000mm设置地样定位点，复测无误后点焊接料定位板。

5.4.4 零部件预先装配。

5.4.5 组装流程。

（1）将拼接完整的顶板吊运到搭建好的胎架上，用水平仪进行校正。（2）根据地样隔板定位点，吊线坠将定位点反映到顶板上；在顶板上画出隔板定位线并复测无误后，打钢冲定位点。（3）根据图纸画出腹板和U型加劲定位线，并复测无误后，打钢冲定位点。（4）将U型槽吊运到指定位置并做调整，保证尺寸的准确性，并施定位焊。（5）将横隔板按照尺寸线吊装到顶板上并施定位焊。（6）将中腹板按照尺寸线吊装到顶板上并施定位焊。（7）将另一侧横隔板按照尺寸线吊装到顶板上并施定位焊；然后将两侧斜腹板按照尺寸线吊装到顶板上并施定位焊。（8）将球型扁钢按照图纸吊装到隔板上并施定位焊。（9）将飞翼处T型挑臂腹板和翼板按照尺寸线吊装到顶板上并施定位焊。（10）将底板按照图纸尺寸吊装到隔板和腹板上，并施定位焊。（11）将端支座支撑底板按照图纸尺寸吊装到隔板上并施定位焊。（12）端支座处，箱体内部焊接完成后，组装封头板。

5.5 焊接

5.5.1 引弧和熄弧。重要的对接接头和T接头的两端应装焊引弧板和熄弧板，其材料及接头原则上应与母材相同，其尺寸为：手工焊、半自动50×30×tmm；自动焊100×50×tmm；焊后用气割割除，磨平割口。

5.5.5 CO2气体保护焊焊接方法。

（1）钢箱梁所有角焊缝均采用CO2气体保护焊施焊。（其中坡口的具体尺寸以焊接工艺评定所确定的坡口尺寸为准）。（2）用磨光机将焊缝两侧30mm范围内的油污/锈/氧化物等清理干净。（3）焊接前应检查焊道的坡口形式、定位焊有无裂纹及杂物是否清除干净，合格后方可施焊。板厚t<20mm，坡口形式采用50°单坡口；板厚t≥20mm，采用50°双坡口。（4）CO2气体保护焊工艺参数如表2所示。

5.5.6 筋板与翼缘板、腹板的手工焊接方法：

（1）焊接前将焊缝两侧30mm范围内的油污/锈/氧化物等清理干净。（2）筋板点焊时特别要注意不要点在端头部位，点焊焊缝不易太高，应该成细长状，便于焊接时保证焊缝的外观质量。（3）加劲肋、连接板的端部焊接应采用不间断围焊，引弧和熄弧点要距端部10mm以上，弧坑应填满。（4）焊接电压为30～34V，焊接电流250～310A。

5.5.7 焊接顺序：组装好后，先焊接隔板与下顶板，然后焊接隔板与腹板，再从中心往两侧同时对称焊接腹板与顶板的主焊缝，最后焊接上顶板与隔板的焊缝。

5.6 二次拼装

正装胎架的定位：根据拼接口位置，在隔板位置设置6个H型钢胎架，间隔6000mm。

按照正向定位图和控制点标高，设置胎架，并用水准仪复测无误后固定牢固。

二次拼装对接口位置，采用单面焊双面成型工艺；焊缝背面沿焊缝贴陶瓷衬垫，对接板制备单坡口，采用埋弧焊焊接。箱梁腹板采用CO2药芯气体保护焊。

6 结语

通过上海市漕宝路桥、中环线3标桥、沪青平公路桥的制作，我们的制作工艺日趋成熟，为我公司今后公路桥、铁路桥的制作积累了经验。

参考文献

[1] 姚玲森.桥梁工程[M].北京：人民交通出版社，2002.

[2] 公路桥涵施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2011.

[3] 铁路钢桥制造规范[S].北京：中国铁道出版社，2009.

作者简介：秦超（1981—），男，山东新泰人，中冶天工上海十三冶建设有限公司工程师，研究方向：建筑工程钢结构。

（责任编辑：周加转）