廈漳同城橋梁防撞鋼護欄制作工藝

沈文峰

摘 要：文章以廈漳同城大道工程為實例，介紹橋梁防撞鋼護欄廠內加工工藝流程，尤其分析我廠首次采用的一體壓制成型技術，總結出防撞鋼護欄加工工藝改進措施，為此類工程施工提供借鑒參考。

關鍵詞：防撞鋼護欄；制作工藝；一體壓制成型；驗收

1 工程概況

廈漳同城大道是廈漳對接的重大交通基礎設施項目，是臺商投資區的“一號”工程，本工程位于漳州市角美鎮臺商投資區。

本工程主線范圍內共有5座橋梁工程，橋梁使用的防撞鋼護欄類型分別為：人行道內側防撞護欄（A級）、防撞護欄（SB級）兩種。其中人行道內側防撞護欄：長1042米，有立柱1066個，共計108噸；防撞護欄：長3900米，有立柱2225個，共計349噸。由于兩者制作工藝相同，故以下統稱“防撞護欄”。

廠內加工的防撞護欄（見圖1）由底板、翼板、腹板、筋板、橫梁組成，其材質均為Q390-B。

圖1

2 防撞護欄制作工藝流程

3 防撞護欄的加工制作

3.1 防撞護欄立柱鋼板放樣下料

翼板N1、N2及筋板N3、N4均為12mm厚鋼板，都采用剪板機進行下料，剪板時先用石筆在鋼板上劃線放樣，并保證裁剪后的板料長、寬、對角線誤差控制在±2mm內，若發現板料彎曲變形應及時矯正。腹板N5采用等離子數控機床切割而成，由于等離子數控機床精度在±1mm內，故首件尺寸檢測后可以直接使用。值得注意的是，腹板圓弧過渡處應修成平順自然的圓弧曲線，以便后續跟翼板N2工裝時緊密貼合（見圖2）。

圖2

底板N6是22mm的鋼板，可用火焰數控機床切割下料，但其孔大小誤差要求在+1mm之內，兩孔間距誤差也在±1mm內。因此在底板開孔之前，應先加工定位板，并用數控鉆床鉆孔。該定位板可跟底板、預埋件板配鉆，達到三者孔的尺寸統一。很好的滿足了制作及裝配精度高的要求。

3.2 防撞護欄橫梁下料開孔

護欄橫梁由上下橫梁和套管組成，橫梁與套管、橫梁與立柱件間分別用M8及M10螺栓連接。因此保證橫梁和套管的開孔精度，是十分必要的。但是橫梁與套管有幾千根之多，為了同時滿足孔精度和提高效率的要求。決定采用等離子割槍進行開孔。

取孔時將橫梁固定在工裝架上，畫出孔的中心線，然后把定位弧板中心與橫梁中心線對齊并貼緊（見圖3），此時將等離子槍頭沿著定位弧板上的孔移動一圈即開完一個孔。同理套管開孔也是如此。需要注意的是：首先定位弧板的底部應貼3mm厚橡膠墊，它可起到割孔時絕緣和擱置鐵渣保護槍頭的作用。其次定位弧板上的孔大小應等于橫梁孔設計尺寸的大小加上等離子槍頭的大小，所割出的孔方能滿足設計尺寸的要求（見圖4）。最后還應將橫梁和套管孔上的鐵渣清除干凈。

圖3

圖4

4 防撞護欄翼板一體壓制成型

4.1 防撞護翼板舊工藝成型方法

翼板N1可直接由液壓壓力機壓制而成（見圖5），而對于翼板N2的制作我廠以前的工藝則十分復雜（見圖6），該翼板分為半徑530mm的弧形段a、半徑為1200mm的弧形段c和e、直徑為144mm的弧形段b和d，共5個部分。a、c和e分別用千斤頂壓制而成，而b和d需要用直徑144mm的圓管切割而成，最后再全部焊接而成，而在拼接的過程中往往由于零件多導致最后拼接完尺寸誤差較大，而且焊接后不美觀同時工作量較大，這樣即費時又費力。為了提高該工序的效益，現將翼板N2舊工藝改良為一體壓制成型工藝。

圖6

4.2 防撞護翼板一體壓制成型方法

該工藝就是利用公母模具通過400T液壓壓力機上下咬合將翼板壓制成型（如圖7），其母模采用4塊厚度為30mm的鋼板并排間隔焊在同樣厚度的底座上，而鋼板通過CAD放樣并由數控切割機切割而成，側面用鋼板焊接加固，以保證在壓制過程中不易變形。公模也采用4塊厚度同樣為30mm的弧形鋼板并排間隔焊在的底座下，同時內嵌2塊直徑120mm的圓鋼。

圖7

需要注意的是公母模具材質強度應大于等于翼板的強度，本工程采用Q390-B，否則模具表面易損壞。同時在母模底部及側面應設置限位板以防翼板壓制過程中跑偏。模具開始使用時，應進行試壓，經過試壓發現：得到了一次成型的翼板N2，在和數控切割的腹板N5試拼裝的過程中發現咬合不密實，尤其在圓弧過渡處。由于鋼板具有一定彈性，導致壓制成型的N2在比較小的角度下成型不到位無法與N5完全吻合。

因此采取以下措施：翼板應經過2次壓制，第一次大體成型，第二次完全成型，可防鋼板回彈。同時在母模的特定位置（見圖8）放上細長的6mm鋼墊板，使得咬合時翼板轉折處得到墊塊的支撐，最終壓制出符合尺寸的翼板N2。最后還可小幅度修改腹板的過渡處圓弧，最終達到腹板和翼板N2完全貼合。

圖8

5 整體拼裝

工裝以底板為基準（如圖9），翼板N1側作為固定端，翼板N2作為活動端，拼裝時通過千斤頂從翼板N2向翼板N1頂緊，同時底板用銷與定位板緊密裝配，方可點焊防撞護欄。最后在防撞護欄頂端焊接2根用長條小鋼板（如圖10），可防止后續焊接時頂部發生變形。

圖10

6 焊接

本工程防撞護欄焊縫均為角焊縫，焊腳高度尺寸都為8mm，底板與翼板、腹板拼裝焊縫處需開坡口（如圖11），腹板與翼板、筋板拼裝焊縫處不開坡口直接焊接，所有焊縫都用CO2氣保焊焊接。其焊接工藝參數如表1。焊接時采用熱量分散、對稱分布焊接。焊接后應及時清渣打磨，并檢查焊縫，其觀感應達到：外形均勻、成型較好，焊道與焊道、焊道與金屬間過渡較平滑，焊渣和飛濺物基本清除干凈。

表1 焊縫焊接工藝參數表

圖11

7 油漆防腐

防撞護欄在除銹處理前，應清除焊渣、毛刺和飛濺等附著物。經噴砂后鋼材表面清潔度等級達到Sa2.5級。噴砂后表面粗糙度達到40～70μm。上底漆前，應用干燥、潔凈的壓縮空氣清除浮塵和碎屑，清理后的表面不得用手觸摸。涂層后表面應均勻，色澤一致，不應有皺皮、流淌、氣泡、和裂紋等缺陷。以上底漆和中間漆在廠內涂裝，面漆待現場安裝完后統一上漆。

8 驗收出廠

（1）對每件防撞護欄的外觀、整體尺寸進行檢查，其外形應自然平順、線條過渡應整齊均勻。整體尺寸應滿足設計規范要求。（2）檢查護欄焊縫外觀，并用焊縫量規測量焊腳高度，看是否滿足設計規范要求。（3）用測厚儀測量涂裝層厚度，看其是否滿足設計規范要求。（4）對防撞護欄進行預拼裝檢查，即將護欄、橫梁各取相應數量通過螺栓連接在一起，看是否滿足所需裝配要求。（5）上述要求若不滿足的，應及時進行返修處理，直至達到要求為止。當達到要求時，應對護欄進行單獨編號，同時做好質量驗收記錄，方可出廠。

9 結束語

本工程采用了一體壓制成型工藝，相比傳統的分段拼焊法，既節約了時間同時又降低了人力成本，還保證了施工質量和進度，獲得了很好的經濟效益?？蔀榻窈箢愃频墓こ烫峁┙梃b。