圓曲型鋼箱梁制造工藝分析

摘 要：文章簡要介紹了鋼箱梁式橋梁鋼結構的特點。并結合實例詳細闡述了圓曲型鋼箱梁式橋梁鋼結構的制造工藝，分析了其制造難點，為同類結構的鋼箱梁式橋梁鋼結構制造工藝提供了一定的借鑒作用。

關鍵詞：圓曲型；鋼箱梁；鋼結構；制造工藝

1 引言

隨著國民經濟的飛速發展，全國各地興建的高鐵、高速公路、城市輕軌也越來越多。在諸多地理環境受限的地方，橋梁鋼結構已成為交通網絡中的重要組成部分。其中，鋼箱梁式橋梁鋼結構以其獨特的優勢得到了廣泛的應用。

2 鋼箱梁的特點

鋼箱梁，又叫鋼板箱形梁，是大跨徑橋梁常用的結構形式，因其外形像一個箱子所以叫做鋼箱梁。鋼箱梁一般由頂板、腹板、底板圍焊而成，其截面形式多為上寬下窄的倒梯形結構。其結構形式簡單，加工制造方便，整橋拼裝快捷。

3 鋼箱梁的制造工藝

鋼箱梁的制造工藝主要包括分段工藝、下料工藝、組拼工藝、吊裝工藝等幾大環節，本文將結合某市一圓曲型鋼箱梁式景觀橋實例來詳細闡述鋼箱梁制造工藝。

3.1 工程概況

如圖1所示為某市一圓曲型鋼箱梁式景觀橋橋梁線性，該橋分東側橋和西側橋兩座。西側橋跨徑200m，東側橋跨徑196m，采用單箱雙室等截面斜腹板全焊鋼箱梁，鋼箱梁頂板全寬8m，底板寬4m，設三道縱腹板。橋梁平面線型為R195m的圓曲線，立面縱向為1.5%的縱坡，箱梁截面如圖2所示。

3.2 分段工藝

鋼箱梁分段方案的確定，要結合箱梁自身結構形式、實際運輸條件、現場起吊能力等綜合考慮。根據橋梁中心線整體線型的放樣坐標，保證每節段的長度控制在8-16m，寬度控制在1.8-3.5m。為避免焊接熱影響區對強度的影響，節段分段應避免出現環形焊縫，因此，在每一節段的同一端頭，頂板與腹板相錯200mm，腹板與底板相錯300mm，如圖3所示。

3.3 下料工藝

由于該橋為單箱雙室結構，橋平面線型為圓曲線，且設有三道縱腹板，立面縱向有坡度要求，這使得箱梁內、外斜腹板及腹板加勁肋均為異形板，如何保證其尺寸精度是該橋的制造難點。為保證橋梁結構線型，我們按圓弧展開理論放樣得到其外形尺寸。

如圖4所示，R為橋梁中心線所在圓曲線半徑，以橋梁中心線為基準按圓弧展開，得到內腹板AB的展開長，按弧長公式l=n/180 πr得出其所對應的圓心角n，由此可知，扇形區域ABCD即為內腹板AB的放樣展開圖。同理，可得到外腹板、腹板加勁肋的放樣展開圖。

下料時，在放樣得到的展開平板上按一定間隔設置坐標點，按坐標點進行切割，以直代曲來保證組焊后的結構滿足橋梁線型。

3.4 組拼工藝

由于鋼箱梁的制作大多采用“板件-單元件-節段件-整橋”的順序進行，因此組拼又分為單元件組拼和節段組拼。

3.4.1 單元件組拼

在事先搭設好的工裝胎膜上，將加工好的板件抄平、劃線、定位，按“底板-橫隔板-腹板-頂板”的順序，組焊成單元件。為避免拼裝時接口位置出現干涉，在單元件制造過程中，底板、腹板、頂板上的縱向加勁肋的兩端頭均留有200mm的暫不焊接，且各加勁肋均留有400mm 補段，留待現場施工時補焊牢靠。

3.4.2 節段組拼

鋼箱梁組拼采用4+1的方案，即每次拼裝5個節段，檢測合格后，將五個已拼節段中前四個節段吊走，再以第五個節段為基準，拼接后續四個節段。為保證拼裝的連續性，施焊完成后，對各節段標記節段編號，拼裝過程嚴禁調換節段號，從而保證橋梁線型。

3.5 吊裝工藝

為防止各節段在運輸及吊裝過程中產生變形而影響精度，吊裝時設置臨時吊點和支點。臨時吊點設置在面板上且箱梁內部布置有很隔板的位置，臨時支點布置在底板加勁肋處，且要保證各支點受力均勻。

4 結束語

鋼箱梁式橋梁鋼結構的使用比較廣泛，對規則的正交結構，其制造工藝已比較成熟，本文通過實例，對非規則的圓曲型鋼箱梁制造工藝進行了分析，并詳細闡述了斜腹板的制造工藝，為同類結構的鋼箱梁式橋梁鋼結構制造工藝提供了一定的借鑒作用。

參考文獻

[1]齊新，秘志輝.大跨度連續鋼箱梁橋設計與施工[J].橋梁建設，2007（5）：46-48.

[2]鐵路鋼橋制造規范（TB10212-2009）.北京：中華人民共和國鐵道部，2009.

[3]鋼結構設計規范（GB50017-2003）.北京：中國計劃出版社，2003.

[4]沈祖炎.鋼結構制作安裝手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，2000.

作者簡介：龔超（1983-），男，湖北十堰人，碩士，武橋重工集團股份有限公司工程師，研究方向：機械設計，橋梁鋼結構工藝設計。