浅析徐明高速B匝道桥钢箱梁制造安装

张宝鲁

【摘 要】本文介绍了徐明高速B匝道桥钢箱梁施工工程概况，B匝道桥箱梁制造与板单元制造拼装生产的方案和工艺过程，而后又阐述了相关梁段组装与焊接工程的注意事项。

【关键词】钢箱梁、板单元、梁段、拼胎

【中图分类号】 U412.36+6【文献标识码】B【文章编号】1672-5158（2013）07-0314-02

一、工程概况

徐明高速B匝道桥上跨徐明高速公路右线、蚌明高速主线、徐明高速左线，与蚌明高速公路路线中心线夹角为70.11度，桥梁总长191m。

B匝道桥全桥位于R=150m的左偏圆曲线上，全桥单向横坡为6%，桥梁圆曲线跨越蚌明高速。本桥桥宽10.5m，由二联钢筋混凝土梁和一联钢箱型连续梁组成，其中跨越蚌明高速公路的钢箱梁为二孔等截面连续梁，采用全焊结构，箱梁梁高1.5m，底宽6.5m，悬臂2m。

二、钢箱梁制造方案

徐明高速B匝道桥钢箱梁划分为L1～L5共5个梁段，梁段长度9～11. 25m，梁段间采用焊接的方式连接。每个梁段由顶板单元、底板单元、横隔板单元、中腹板单元、边腹板、挑臂单元组成。

钢箱梁的制造与安装可划分为三个阶段：即板单元制造、梁段制造、桥位安装。板单元在制作车间内制作完成，梁段总体拼装在专用总拼胎架上完成。

1）、徐明高速B匝道桥钢箱梁制造与安装采用的制造工艺流程：板单元制造→梁段组焊→梁段预拼装→表面涂装→梁段解体→梁段运输→桥位块体合拢→梁段环口连接施工→最终涂装。

2）、板单元制造：顶板单元、底板单元、横隔板、中腹板、边腹板单元、挑臂单元等板单元的制造均在专用的工装设备上完成。

3）、梁段制造：板单元制造完成后，各梁段均在设置了桥梁竖向线形的整体组装胎架上进行梁段的组装焊接。按照以往钢箱梁制造的成熟工艺，采用多梁段连续匹配组装、焊接和预拼装同时完成的方案。

在梁段制造中，按照“底板→中腹板→横隔板→边腹板→顶板→挑臂块体”的顺序，实现立体阶梯形推进方式逐段组装与焊接。组装时，以胎架为外胎，以横隔板为内胎，重点控制桥梁的线形、钢箱梁几何形状和尺寸精度、相邻接口的精确匹配等。

4）、桥位施工：采用履带吊将各块体吊上合拢胎架；根据工厂预拼装后安装的临时匹配装置匹配各块体，完成各块体的精确定位，应考虑焊缝收缩量；焊接各块体间的焊缝，主要为顶、底板的纵向对接缝及中腹板与底板间的间的角接焊缝；完成梁段间环口的匹配连接。

三、板单元制造方案

1、板单元划分

1）、板单元划分原则：在满足设计要求、保证大桥制造质量的前提下，综合考虑供料、运输及批量生产等因素，尽可能将板单元尺寸作大，减少拼接焊缝数量，减少（或尽可能）避免仰位置焊接。

2）钢箱梁每个梁段划分成顶板单元4块，底板单元2块，横隔板单元10块，腹板单元3块，挑臂单元2块。

顶板板片的划分原则：顶板尺寸为板单元两端口处的尺寸，中间区域拉直线，以方便埋弧自动焊焊接。

2、板单元制造关键工艺

板单元制造按照“钢板辊平及预处理→数控精切下料→零件加工→胎型组装→反变形焊接→局部修整”的顺序进行，其关键工艺如下：钢板辊平及预处理；数控精切下料；用高精度U形肋自动定位板单元组装胎组装顶板单元；横隔板单元外形尺寸控制；对单侧有纵肋的板单元采用反变形焊接；优先选用自动和半自动CO2焊接方法。

3、板单元组装工艺要求

1）组装前必须熟悉图纸和工艺，认真核对零件编号、外形尺寸和坡口方向，核查平面度、直线度等各种偏差，确认符合图纸和工艺要求后方可组装。

2）组装前必须彻底清除待焊区的浮锈、底漆、油污和水分等有害物。

3）焊缝端部按规定组引板，引板的材质、厚度及坡口应与所焊件相同。

4）顶板、底板的接宽焊缝与U形肋角焊缝间距不得小于100mm。

5）钢板对接缝应与钢箱梁构造焊缝错开，所有两条平行的焊缝间距不小于100mm。

6）板单元用自动定位板单元组装胎组装，组装前应对组装胎进行检查，确认各定位尺寸合格后方可组装。

7）板单元组装后应按规定打上批次号、板单元号、生产序列号。

8）所有的板单元件在首制件合格后，方可批量生产。

四、梁段制造

1、总拼胎架

1）根据“施工设计图”上提供的数值设计胎架纵向线型，钢箱梁的纵向制作线形通过调整胎架牙板高差来实现。

2）胎架基础必须有足够的承载力，确保在使用过程中不发生沉降，并要有足够的刚度，避免在使用过程中变形。

3）在胎架上设置纵、横基线和基准点，以控制梁段的位置及高度，确保各部尺寸和立面线形。胎架外设置独立的基线、基点，以便随时对胎架进行检测。

2、梁段制造

板单元制造完成后，在总拼胎架上进行5个梁段连续匹配组焊。组装采用“正造法”，以胎架为外胎，以横隔板为内胎，各板单元按纵、横基线就位，辅以加固设施以确保精度和安全。以下以L1梁段为例说明梁段的整体组装流程。

1）、组焊底板，将中心底板单元置于胎架上，在无日照影响的条件下使其横、纵基线、端口基准线与胎架上的基线精确对齐，用少量的弹性马板将其固定。组焊底板单元，按设计宽度并考虑焊接收缩量精确控制两底板单元纵基线之间的距离。

2）、以桥梁中心线、中腹板上的端口基准线为基准定位中腹板单元，重点控制中腹板的端口基准线与底板端口基准线的重合度，及中腹板相对底板的垂直度。

3）、纵向以端口基准线为基准画出隔板位置线，横向以中心底板的纵基线为基准定位隔板单元，组装时严格对定位基线并用吊线锤控制隔板与底板冲势值，用组装拉杆固定。

4）、纵向以边腹板的端口基准线为基准定位边腹板单元，横向以中心底板上的桥梁中心线及两端标志塔上的标志线为基准画出边腹板位置线，再以隔板为内胎控制腹板的圆弧线形，完成边腹板单元的定位。检测边腹板单元端口基准线与底板端口基准线的重合度、边腹板与底板的垂直度，并控制边腹板与隔板的密贴度。

5）、纵向以端口基准线为基准，横向以桥梁中心线及纵基线为基准，依次定位中心顶板单元、边侧顶板单元，控制顶板单元的标高。

6）、纵向以端口基准线为基准，横向以纵基线为基准，定位两挑臂块体，控制挑臂块体顶板上表面的标高及钢箱梁的总体宽度。

3、梁段组装与焊接注意事项

1）梁段焊接顺序：为保证梁段的外形和几何尺寸，防止产生过大的内应力，梁段的焊接应分步进行，并遵循先内后外、先下后上、由中心向两边的施焊原则。优先选用CO2焊方法，同时尽量采用陶质衬垫单面焊双面成型的焊接工艺。

2）组装腹板时，严格控制腹板高程偏差在容许范围之内。

3）在焊接临时马板或工艺辅助件时，应避免对母材产生咬边及弧坑。拆除时，不允许锤击拆除，应在距母材1～3mm处用气割切除，不得伤及母材，切除后用砂轮打磨平整。

4）板单元及零部件必须经过全面检验合格后方可参与梁段组装，构成各梁段的板单元及零部件应编号并记录清楚其所在的部位。

4、梁段预拼装过程

梁段匹配组焊完毕后，按制造长度（预留焊接间隙和桥位环口焊接收缩量）配切两端坡口。在不受日照影响的条件下，精确调整和测量线形、长度、端口尺寸、直线度等，检验合格后组焊工地临时连接件，经监理工程师签认后，梁段出胎。出胎的钢箱梁按施工图规定的编号喷涂标记。

预拼装要根据监理工程师已批准的预拼装图和工艺进行，预拼装时要考虑焊接环形焊缝收缩量。在预拼装完成拼接口修整后，根据梁段长度的测量结果，配切梁段长度，安装工地临时连接匹配件。钢箱梁整体检验合格，经监理工程师同意后整体下胎，转入涂装工序。

结束语

钢箱梁的制造安装根据具体情况做出具体的分析，才能符合现场的实际施工情况，针对自己的场地条件，因地制宜地分析，没有一成不变的模式。

参考文献

[1] 顾安邦，桥梁工程（下册）[M]，北京：人民交通出版社，1999年

[2] 项海帆，高等桥梁结构理论[M]，北京：人民交通出版社，2001年