桁架式500t缆载吊机钢结构制造工艺

覃武雄　黎岳伟

摘 要：文章阐述了桁架式500t缆载吊机钢结构制造工艺。采用“钢桁架倒装技术”和“中、厚板T型全熔透焊缝质量控制方法”，确保了钢桁梁的整体质量。

关键词：钢结构桥；钢桁梁；钻模钻孔；预组装

中图分类号：U448.36 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）16-0111-02

Abstract： This paper describes the manufacturing technology of steel structure of truss 500t cable crane. The whole quality of steel truss beam is ensured by adopting "steel truss inverted technology" and "T-shape full penetration weld quality control method of medium and thick plate".

Keywords： steel structure bridge； steel truss beam； drilling tool drilling； preassembly

1概述

重型缆载吊机是大跨径悬索桥桥体加劲主梁安装的专用吊装设备，液压步履式缆载吊机是国内首次自主研制，为国内首创。我们制造的重型缆载吊机成功应用于湖南矮寨大桥、重庆青草背长江大桥、武汉鹦鹉洲长江大桥等工程，设备性能达到了同类进口设备水平，填补了国内空白。

2 施工工艺要点

2.1 施工工艺流程

施工准备→提升节段制作→边跨提升节段制作→中跨节段制作→整体预组装→喷砂、防腐。

2.2 操作要点

2.2.1 提升节段制作

提升节段由T型梁a、负重传递梁、上连接梁、下连接梁、提升负重梁、T型梁b组成。

为保证焊接质量，下料前对进厂的中厚板用CAD排版确定焊缝位置，用UT复验，如有超标缺陷应重新排版避开或更换材料。

数控火焰切割下料后，刨边机加工坡口。应用“中厚板T型全熔透焊缝质量控制”技术，根据材料、接头型式、焊接工艺要求和《铁路钢桥制造规范》（TB10212-98）标准中的有关规定，进行焊接工艺评定，制作试件进行接头硬度试验、宏观断面酸蚀试验、焊缝金属拉伸试验。根据腹板厚度采用不同坡口。组对前将焊缝附近40mm范围内打磨清理干净氧化皮、油渍等杂质，组对时预留间隙。氩弧焊打底，CO2气体保护焊填充，埋弧自动焊盖面，背面碳弧气刨清根。应选择技术水平较高、经验丰富，有施焊项目相应资格的焊工施焊，焊接参数执行评定合格的焊接工艺规程。由于焊缝填充量较大，焊接变形控制须注重层间温度，及时测量，反面加焊加强筋，正面填充完后背面清根、填充焊，再进行埋弧自动焊盖面。焊后腹板与翼板间的焊缝100%-UT检测，符合GB11345中Ⅱ以上为合格。

负重传递梁丁字梁焊接、校正合格后，加工单片加工铰接孔。H型梁焊接、校正合格后，采用模板钻孔，确保加工精度和孔簇联接精度。

在钢制平台上放T型梁a（b）地样，控制孔簇中心线和T型梁高度尺寸，制作拼装模，为方便调整，架空一定高度。组装前按焊接工艺要求加工坡口。H型梁组对成T形梁后，各接口及连接座的焊接质量及焊接变形是控制的难點和关键点。为方便焊接，斜撑H型梁短弦两端腹板开半圆焊接通道，先焊外侧，从焊接通道清根后焊接。长边从内侧焊后从外侧清根焊接。连接座板厚30mm，由于开档仅为90mm，内侧坡口焊接困难，开外侧单面坡口，从内侧封底焊后，外侧清根焊接，焊接时为保证同轴度应先焊两端。所有H型梁间的连接焊缝、各梁柱接口、连接板焊缝100%-UT检测，符合GB11345中Ⅱ以上为合格。

将加工好铰接孔的负重传递梁丁字板腹板平放于拼装模上，放线拼装内部肋板。拼装铰接孔肋板和另一丁字板时，采用通轴拼装，确保同轴度。同时控制丁字板间及丁字板与铰接孔肋板间的开档尺寸，不允许为负偏差，拼装外侧肋板后整体焊接。焊前铰接孔肋板间用3根通长的角钢加固，以防止焊接变形，整体加固打底焊后焊接。为减少焊接变形，保证铰接孔同轴度，中间两件铰接孔座板最后拼焊。焊后检验铰接孔开档尺寸，如有变形，采用火焰校正。提升负重梁的制作与负重传递梁的制作方式相同。

钢桁架提升节段的组装采用倒置组装方法。按设计图纸在钢制平台上放地样，控制好各连接梁中心线尺寸（L）和负重传递梁铰接孔中心线。组装前将负重传递梁、上连接梁、下连接梁的连接端板分别用定位销定位，用螺栓上紧在T型梁a、T型梁b上，保证连接端板孔簇不错位，确保穿孔精度。将T型梁a的H型梁平放在平台上，并用水准仪检测梁面的水平度，用经纬仪、磁力线锤吊线找准垂直度、水平度，调整好后固定。以T型梁a为组装基准分别吊装提升负重梁、负重传递梁、下连接梁，最后装T型梁b。

每个连接梁的位置应按地样组装，负重传递梁、提升负重梁按加工后的铰接连接孔中线对地样线组装，并用水准仪检测梁面的水平度，确保达到图纸要求的几何尺寸要求。调整好后，点焊、加固焊连接端板，确保桁架整体组装精度。

2.2.2 边跨提升节段组装

边跨提升节段由T型梁c、T型梁d、下连接梁c、下连接梁d、上连接梁b、提升段下部1、提升段下部2、斜腹杆、竖腹杆、上弦杆等组成。

T型梁c、d中的H型梁、H型柱，长度方向按比实际尺寸加预留预拱修割余量下料，为钢桁梁预拱修割余量，T型梁按预拱度要求放样组装。T型梁、连接梁制作工艺与提升节段相同。

提升段下部1（2）、上弦杆长度方向按比实际尺寸加余量下料，预留预拱修割余量。斜腹杆整体下料钻孔后将连接座切断。提升段下部1（2）按地样组焊，所有连接端板、连接座待钢桁架整体组装时组装。

钢桁梁边跨提升节段组装只组装T型梁部分，提升段下部、腹杆、提升段上弦杆待钢桁架整体组装时组装。钢桁梁边跨提升节段T型梁部分结构与提升节段结构类似，因此在组装时同样采用倒置组装工艺。在提升节段组装地模上组装，控制好与提升节段部分连接处的宽度尺寸，因边跨提升节段与提升节段部分连接处无连接梁，调整好水平度、垂直度后，为确保宽度尺寸，点焊工字钢固定，点焊、加固焊连接端板，确保桁架整体组装精度。

2.2.3 中跨节段制作

中跨节段主要由中段底部、斜腹杆、竖腹杆、上弦杆、上横梁等组成。

钢桁梁设计预拱度为1L/1000，为消除桁架结构自重产生的下挠影响，实际制作时按经验预拱度制作。所有杆件因预留预拱修配余量，连接孔簇加工时以中线为基准，保证孔簇间距。

钢桁梁中跨节段上下平台框架梁的预拱成型，采用火焰高温加热后，200吨液压顶顶压，达到预拱要求尺寸（L为起拱尺寸）。

中跨节段提升段下部、上框架平台组装，在组装平台（地模）上划出上下平台定位线，打上样冲眼，并用油漆标记。将钢桁梁中跨节段上下平台与钢桁梁边跨提升节段上下平台部分整体组装，对角线找正，对角线误差尺寸不超过允许值，形成框架结构，钢桁梁整体预组装时上下框架结构的平台整体吊装。为保证两端与T型梁连接的孔位准确，连接板在桁架整体组装时拼装。

2.2.4 钢桁架整体预组装

为检验钢桁架的整体尺寸和预拱度，保证现场组装连接准确，在工厂制作中必须进行整体预组装。

在组装平台上，划出钢桁架定位十字中心线、钢桁架提升节段定位线、钢桁架边跨节段定位线、负重梁双铰接定位线等，打上样冲眼，并用油漆标记，以便保存组装定位基准线。在组装平台上根据地样线设置预拱胎模，在桁架每个连接段两边设置预拱度调节点，按放样预拱量设置高度。

为支撑钢桁架提升节段吊装就位，在平台两端提升节段T型梁端部位置各立两根支撑柱，支撑高度应比设计高度小，将两支撑柱连接、焊接牢固，在支撑柱上部适当位置焊接千斤顶支座，用于调整双铰接孔高度尺寸。

钢桁架为中心对称结构，组装顺序为先两端后中间，组装前先将各连接板与连接面用定位销定位，上紧螺栓。吊装提升节段，按地样定位，对负重传递梁与行走机构铰接孔位置吊线，与平台放样的定位線对应，调整高度尺寸。将提升节段支撑固定后，依次吊装边跨提升节段下平台、T型梁。按地模调整边跨提升节段与提升节段的相对位置、预拱度，将各节段与连接板点焊固定。吊装中跨节段下平台，调整好预拱度后固定，依次吊装竖腹杆，临时支撑牢固后，整体吊装上平台框架，调整尺寸后与连接板点焊固定，再依次组装斜腹杆。用水准仪复测各点预拱度，确认各构件尺寸及相对位置符合设计要求后，钢桁架整体加固焊接。按接口标识编码后拆分解体。

各连接梁连接端板焊接前，在两端各用两根角钢加焊固定，防止连接端板焊接变形，保证各构件间的连接板与连接面间的紧密贴合，确保连接件间的抗滑移系数达到设计要求。

为保证连接面抗摩擦系数达到设计要求，必须做抗摩擦试验，产品的打砂、喷镀锌严格按试验合格的标准执行。

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