拼接式D24型施工便梁縱梁制造技術

摘要：結合設計圖紙和施工工藝，依據拼接式D24型施工便梁縱梁的構造特點，探討拼接式D24型施工便梁縱梁的制造技術。

關鍵詞：便梁 縱梁 制造 技術

1 拼接式D24型施工便梁縱梁的構造特點

D24型施工便梁縱梁由翼緣板、翼緣板加強板、腹板、隔板、連接板焊接組成，為鋼箱梁結構。根據強度設計要求，將連接四塊外板的4條焊縫分段加工成局部焊透坡口和全焊透坡口。斷面小、強度要求不高的鋼箱梁結構可采用局部焊透坡口；而斷面和跨度較大的鋼箱梁結構則要采取全焊透坡口（如圖1）。將內隔板裝設在箱型梁兩端和有連接件的部位，以增加構件強度。運用手工電弧焊與融化嘴焊兩種焊接技術來焊接隔板。分段制造大跨度鋼箱梁，工廠先通過拼接、對接的方式制造出半成品梁段，運抵現場對接或高強度螺栓承壓型拼接，最終完成大跨度施工便梁的制造。

2 拼接式D24型施工便梁縱梁制作工藝流程

制造施工便梁的工序繁多，主要包括翼緣板的加工、隔板的加工、腹板的加工與隔板的組裝、隔板焊接、施工便梁腹板焊接、無損探傷檢驗及工地現場拼接等。

3 拼接式D24型施工便梁縱梁零部件切割余量的加放原則

施工便梁設計圖往往只標注設計尺寸，沒有給出制作加工余量和焊接收縮余量。鑒于此，在下料時對于零部件的實際切割尺寸，應在設計尺寸的基礎上加放一定的切割加工余量及焊接收縮余量。余量的加放原則是在構件長度方向上只加放焊接收縮補償值和機加工余量，不需加放裝配余量，隨著工序的逐步延伸，預留的余量也應該逐步縮減，進而在切割工序結束時達到零誤差的操作標準。

3.1 在焊接過程中，施工便梁上的4條外焊縫會使便梁的長度方向和寬度方向發生收縮。鑒于此，在翼緣板與腹板下料過程中，需在長度方向上增加0.5mm/m的焊縫補償值，通過設置內隔板加放余量定位控制寬度方向的收縮。

3.2 在兩塊翼緣板和兩塊腹板這四塊外板中，若用套裁下料，則要接長外板條，進而出現對接平焊縫，所以每條焊縫的外板條長度方向需加放4mm的拼接收縮余量；然后分別在兩塊翼緣板的寬度方向上加放2mm的余量，兩塊腹板其中一塊不加余量，另一塊窄板寬度必須為負偏差，需在寬度方向上縮減2mm的負量。

3.3 施工時主要根據箱內隔板的標準來定位控制施工便梁外圍的幾何尺寸，因此需在箱內融化嘴焊的隔板整體部件的邊緣分別加放4mm的機加工余量，在邊緣機加工后，每邊要預留1mm的收縮余量。焊接4條焊縫時，施工便梁縱梁斷面的幾何尺寸會減小，可在隔板長寬方向加放一定的收縮余量對縱梁斷面尺寸進行定位控制。

3.4 零部件的下料尺寸是設計尺寸加上述余量，為了找準箱型梁內的隔板和箱型梁外接連接板之間的安裝位置，切忌加放的余量集于加放一端，尤其要注意翼緣板上熔化嘴焊孔的位置，在原定焊孔之間設計尺寸的基礎上加設一定的補償值，同時在適當的位置加放余量便于加工和切割，也就是通過預制鉆孔位置樣板來進行定位控制。

4 拼接式D24型施工便梁縱梁長板條的下料與校正

采用多頭高精度門式數控切割機切割板條。板條下料前，要按設計的板條寬度尺寸定尺配料，以減少邊料浪費，使材料損耗在可控范圍以內；根據設計要求處理原材料鋼板的軋制偏差，操作過程中如發生軋制偏差，一般會造成卷邊毛邊和邊線不垂直的問題，劃線時必須將毛邊去掉；割縫間必須參照割嘴精度和板條厚度來確定加放多少補償值（正常情況為2mm）。

切割規范：腹板的長邊是焊縫熔合邊，邊緣表面的粗糙度應小于50×10-6m；翼緣板的兩長邊是自由邊，因此表面粗糙度也要小于100×10-6m；割縫邊緣垂直度誤差控制在2mm以內；板條寬度尺寸允許誤差±1mm，腹板寬度應為負公差。

先將構件切割邊緣的毛刺打磨干凈，如果自由邊存在缺陷，可在預熱后人工補焊，預熱時先用割炬火焰將局部加熱至150℃，手工補焊待其自然冷卻后用磨光機磨平；補焊的方式不可用于處理坡口內的缺陷，要通過磨光機磨成光順凹坑使其圓滑過渡。完成板條切割以后加以矯正再開始下一道工序的操作，以確保板條平整，消除應力。D24型施工便梁縱梁的起拱尺寸如圖2，故翼緣板和腹板的下料尺寸必須滿足起拱要求。

5 拼接式D24型施工便梁縱梁制作過程

拼接式D24型施工便梁縱梁由中間段480×1260×11380及兩端段480×1260×6550組成，工作時三段用翼緣板拼接板和腹板拼接板通過高強螺栓連接成整體。D24型施工便梁縱梁制作過程如下：①組裝施工便梁縱梁段前，參照縱梁段的長寬尺寸制作組裝胎架，胎架上表面水平度誤差允許偏差±1mm。②將一塊翼緣板吊上胎架，采用劃線樣板劃出中心線、梁內隔板位置線及連接板的位置線，并標明腹板安裝位置線。③安裝內隔板。隔板中心線對準翼緣板的中心線，所有隔板邊緣保持在同一條直線上；進行定位焊接，焊前火焰局部預熱至150℃。④吊裝1塊腹板，將腹板按翼緣板上的定位線安放到翼緣板上，并使其內隔板線與內隔板重合，在保證位置精度后點焊。按圖紙要求焊接內隔板，焊接時利用胎、夾具防止變形。用同樣的方法組裝另一塊腹板。⑤將劃好腹板位置線的翼緣板吊裝至劃線位置點焊定位。⑥自動焊焊接外部4條焊縫。焊接好4條焊縫后，對焊縫進行超聲波檢查，如有缺陷，可通過碳弧刨將缺陷部位刨除再補焊。⑦加強板組焊，在上、下翼緣板上劃出加強板的位置線后將加強板點焊定位在翼緣板上，進行焊接。⑧初步檢查成型的便梁縱梁段的外觀及其長寬尺寸，并檢查其變形情況，如變形情況超出限定范圍，及時采取糾偏措施。⑨縱梁段達到設計要求后，將鋼梁放在平臺上，采用劃線樣板劃線，劃出四個面的中心線、兩端頭銑切加工的控制線、連接板和附件安裝的位置線，再送下一工序銑端頭。半成品梁段焊接完成后，鉆兩端梁和中梁的連接孔。a將端梁和中梁立放于拼裝平臺上，測量對接間隙和翼緣板水平、高低連接的平滑度、其錯邊量要求<1mm。b劃出鉆模定位線。c將鉆模安裝好后，檢查位置精度合格后用弓形卡尺將其與翼緣板固聯。d用磁座鉆在翼緣板上鉆連接孔。e鉆好一面后，將縱梁梁段翻身重復上述工序。f鉆完翼緣板連接孔后，用螺栓及連接板連接縱梁段。g鉆腹板連接孔。將連接后的縱梁臥放，檢查確定各段梁翼緣板的中線在同一直線上，同時腹板的中線也在同一直線上后，安裝鉆模，使其位置精度符合要求，用壓板螺絲裝置將鉆模與梁固聯，鉆端梁和中梁的腹板連接孔。

6 拼接式D24型施工便梁縱梁高強度螺栓承壓型連接

6.1 利用拼接D24型施工便梁進行既有線路或站場的橋涵施工，不僅便于運輸和拆裝，而且不會對路面通車產生太大的影響。便梁分為D6、D9、D12、D16甲、D20、D24等型號，其跨度分別為lp=6m、lp=12.06m、lp=6m、lp=16.08m、lp=20.1m、lp=24.12m以適用于各種跨度的橋涵施工。此次制造的D24型低高式便梁的拼接式縱梁，為6550mm+（10mm）+11380mm+（10mm）+6550mm，其總長為24500mm，支座中心跨度24120mm，采用高強度螺栓承壓型連接。

6.2 拼接式D24型施工便梁縱梁在梁段拼接連接前，應平整拼接場地。

7 結語

鋼構件的加工工序包括切割下料、裝配、焊接、矯正和探傷等。成品質量的優劣主要取決于各道工序的質量控制力度。對于D24型施工便梁縱梁的制造來說，它的制造精度則取決于加工工廠的制作以及現場拼接兩方面的配合，因此一定要嚴格控制每道工序的加工質量，合理設定加放余量，盡量減小誤差、消除變形，保證成品便梁合格。

參考文獻：

[1]《D24型施工便梁設計圖》.

[2]GB/T1591-2008《低合金高強度結構鋼》.

[3]TB10415-87《鐵路橋涵工程施工質量驗收評定標準》.

作者簡介：袁井祥（1980-），男，江蘇興化人，工程師，2003年畢業于太原理工大學水利水電專業，研究方向鋼結構工程。