淺析徐明高速B匝道橋鋼箱梁制造安裝

張寶魯

【摘 要】本文介紹了徐明高速B匝道橋鋼箱梁施工工程概況，B匝道橋箱梁制造與板單元制造拼裝生產的方案和工藝過程，而后又闡述了相關梁段組裝與焊接工程的注意事項。

【關鍵詞】鋼箱梁、板單元、梁段、拼胎

【中圖分類號】 U412.36+6【文獻標識碼】B【文章編號】1672-5158（2013）07-0314-02

一、工程概況

徐明高速B匝道橋上跨徐明高速公路右線、蚌明高速主線、徐明高速左線，與蚌明高速公路路線中心線夾角為70.11度，橋梁總長191m。

B匝道橋全橋位于R=150m的左偏圓曲線上，全橋單向橫坡為6%，橋梁圓曲線跨越蚌明高速。本橋橋寬10.5m，由二聯鋼筋混凝土梁和一聯鋼箱型連續梁組成，其中跨越蚌明高速公路的鋼箱梁為二孔等截面連續梁，采用全焊結構，箱梁梁高1.5m，底寬6.5m，懸臂2m。

二、鋼箱梁制造方案

徐明高速B匝道橋鋼箱梁劃分為L1～L5共5個梁段，梁段長度9～11. 25m，梁段間采用焊接的方式連接。每個梁段由頂板單元、底板單元、橫隔板單元、中腹板單元、邊腹板、挑臂單元組成。

鋼箱梁的制造與安裝可劃分為三個階段：即板單元制造、梁段制造、橋位安裝。板單元在制作車間內制作完成，梁段總體拼裝在專用總拼胎架上完成。

1）、徐明高速B匝道橋鋼箱梁制造與安裝采用的制造工藝流程：板單元制造→梁段組焊→梁段預拼裝→表面涂裝→梁段解體→梁段運輸→橋位塊體合攏→梁段環口連接施工→最終涂裝。

2）、板單元制造：頂板單元、底板單元、橫隔板、中腹板、邊腹板單元、挑臂單元等板單元的制造均在專用的工裝設備上完成。

3）、梁段制造：板單元制造完成后，各梁段均在設置了橋梁豎向線形的整體組裝胎架上進行梁段的組裝焊接。按照以往鋼箱梁制造的成熟工藝，采用多梁段連續匹配組裝、焊接和預拼裝同時完成的方案。

在梁段制造中，按照“底板→中腹板→橫隔板→邊腹板→頂板→挑臂塊體”的順序，實現立體階梯形推進方式逐段組裝與焊接。組裝時，以胎架為外胎，以橫隔板為內胎，重點控制橋梁的線形、鋼箱梁幾何形狀和尺寸精度、相鄰接口的精確匹配等。

4）、橋位施工：采用履帶吊將各塊體吊上合攏胎架；根據工廠預拼裝后安裝的臨時匹配裝置匹配各塊體，完成各塊體的精確定位，應考慮焊縫收縮量；焊接各塊體間的焊縫，主要為頂、底板的縱向對接縫及中腹板與底板間的間的角接焊縫；完成梁段間環口的匹配連接。

三、板單元制造方案

1、板單元劃分

1）、板單元劃分原則：在滿足設計要求、保證大橋制造質量的前提下，綜合考慮供料、運輸及批量生產等因素，盡可能將板單元尺寸作大，減少拼接焊縫數量，減少（或盡可能）避免仰位置焊接。

2）鋼箱梁每個梁段劃分成頂板單元4塊，底板單元2塊，橫隔板單元10塊，腹板單元3塊，挑臂單元2塊。

頂板板片的劃分原則：頂板尺寸為板單元兩端口處的尺寸，中間區域拉直線，以方便埋弧自動焊焊接。

2、板單元制造關鍵工藝

板單元制造按照“鋼板輥平及預處理→數控精切下料→零件加工→胎型組裝→反變形焊接→局部修整”的順序進行，其關鍵工藝如下：鋼板輥平及預處理；數控精切下料；用高精度U形肋自動定位板單元組裝胎組裝頂板單元；橫隔板單元外形尺寸控制；對單側有縱肋的板單元采用反變形焊接；優先選用自動和半自動CO2焊接方法。

3、板單元組裝工藝要求

1）組裝前必須熟悉圖紙和工藝，認真核對零件編號、外形尺寸和坡口方向，核查平面度、直線度等各種偏差，確認符合圖紙和工藝要求后方可組裝。

2）組裝前必須徹底清除待焊區的浮銹、底漆、油污和水分等有害物。

3）焊縫端部按規定組引板，引板的材質、厚度及坡口應與所焊件相同。

4）頂板、底板的接寬焊縫與U形肋角焊縫間距不得小于100mm。

5）鋼板對接縫應與鋼箱梁構造焊縫錯開，所有兩條平行的焊縫間距不小于100mm。

6）板單元用自動定位板單元組裝胎組裝，組裝前應對組裝胎進行檢查，確認各定位尺寸合格后方可組裝。

7）板單元組裝后應按規定打上批次號、板單元號、生產序列號。

8）所有的板單元件在首制件合格后，方可批量生產。

四、梁段制造

1、總拼胎架

1）根據“施工設計圖”上提供的數值設計胎架縱向線型，鋼箱梁的縱向制作線形通過調整胎架牙板高差來實現。

2）胎架基礎必須有足夠的承載力，確保在使用過程中不發生沉降，并要有足夠的剛度，避免在使用過程中變形。

3）在胎架上設置縱、橫基線和基準點，以控制梁段的位置及高度，確保各部尺寸和立面線形。胎架外設置獨立的基線、基點，以便隨時對胎架進行檢測。

2、梁段制造

板單元制造完成后，在總拼胎架上進行5個梁段連續匹配組焊。組裝采用“正造法”，以胎架為外胎，以橫隔板為內胎，各板單元按縱、橫基線就位，輔以加固設施以確保精度和安全。以下以L1梁段為例說明梁段的整體組裝流程。

1）、組焊底板，將中心底板單元置于胎架上，在無日照影響的條件下使其橫、縱基線、端口基準線與胎架上的基線精確對齊，用少量的彈性馬板將其固定。組焊底板單元，按設計寬度并考慮焊接收縮量精確控制兩底板單元縱基線之間的距離。

2）、以橋梁中心線、中腹板上的端口基準線為基準定位中腹板單元，重點控制中腹板的端口基準線與底板端口基準線的重合度，及中腹板相對底板的垂直度。

3）、縱向以端口基準線為基準畫出隔板位置線，橫向以中心底板的縱基線為基準定位隔板單元，組裝時嚴格對定位基線并用吊線錘控制隔板與底板沖勢值，用組裝拉桿固定。

4）、縱向以邊腹板的端口基準線為基準定位邊腹板單元，橫向以中心底板上的橋梁中心線及兩端標志塔上的標志線為基準畫出邊腹板位置線，再以隔板為內胎控制腹板的圓弧線形，完成邊腹板單元的定位。檢測邊腹板單元端口基準線與底板端口基準線的重合度、邊腹板與底板的垂直度，并控制邊腹板與隔板的密貼度。

5）、縱向以端口基準線為基準，橫向以橋梁中心線及縱基線為基準，依次定位中心頂板單元、邊側頂板單元，控制頂板單元的標高。

6）、縱向以端口基準線為基準，橫向以縱基線為基準，定位兩挑臂塊體，控制挑臂塊體頂板上表面的標高及鋼箱梁的總體寬度。

3、梁段組裝與焊接注意事項

1）梁段焊接順序：為保證梁段的外形和幾何尺寸，防止產生過大的內應力，梁段的焊接應分步進行，并遵循先內后外、先下后上、由中心向兩邊的施焊原則。優先選用CO2焊方法，同時盡量采用陶質襯墊單面焊雙面成型的焊接工藝。

2）組裝腹板時，嚴格控制腹板高程偏差在容許范圍之內。

3）在焊接臨時馬板或工藝輔助件時，應避免對母材產生咬邊及弧坑。拆除時，不允許錘擊拆除，應在距母材1～3mm處用氣割切除，不得傷及母材，切除后用砂輪打磨平整。

4）板單元及零部件必須經過全面檢驗合格后方可參與梁段組裝，構成各梁段的板單元及零部件應編號并記錄清楚其所在的部位。

4、梁段預拼裝過程

梁段匹配組焊完畢后，按制造長度（預留焊接間隙和橋位環口焊接收縮量）配切兩端坡口。在不受日照影響的條件下，精確調整和測量線形、長度、端口尺寸、直線度等，檢驗合格后組焊工地臨時連接件，經監理工程師簽認后，梁段出胎。出胎的鋼箱梁按施工圖規定的編號噴涂標記。

預拼裝要根據監理工程師已批準的預拼裝圖和工藝進行，預拼裝時要考慮焊接環形焊縫收縮量。在預拼裝完成拼接口修整后，根據梁段長度的測量結果，配切梁段長度，安裝工地臨時連接匹配件。鋼箱梁整體檢驗合格，經監理工程師同意后整體下胎，轉入涂裝工序。

結束語

鋼箱梁的制造安裝根據具體情況做出具體的分析，才能符合現場的實際施工情況，針對自己的場地條件，因地制宜地分析，沒有一成不變的模式。

參考文獻

[1] 顧安邦，橋梁工程（下冊）[M]，北京：人民交通出版社，1999年

[2] 項海帆，高等橋梁結構理論[M]，北京：人民交通出版社，2001年