大橋主塔鋼箱制作工藝探討

王世軍（鐵嶺公路工程總公司，遼寧 鐵嶺 112000）

大橋主塔鋼箱制作工藝探討

王世軍
（鐵嶺公路工程總公司，遼寧 鐵嶺 112000）

朝陽哨口大橋是一座主塔為鋼箱結構的景觀大橋。在鋼箱焊接過程中發現，主塔鋼箱有扭曲現象，索塔鋼箱預拼裝前發現此問題并及時查找原因，得到了解決。本文針對鋼箱材料的選取、制作工藝進行了探討。

鋼箱焊接應力組裝；施工步驟；材料的選取

1 工程概況

朝陽哨口大橋是一座景觀大橋，主塔設置了2座鋼箱索塔，塔身高為33m，塔身縱橋向寬度為變寬3.5m～2.2m，橫橋向寬度為2.2m，鋼塔下部9.5m高度范圍內填充補償收縮C30混凝土。

2 鋼箱索塔的施工步驟

本橋主塔采鋼用結構，分五節預制，現場拼裝焊接。吊裝、焊接過程中，搭設臨時支架對鋼箱進行支護，A1、A2節安裝完成后，在塔身內澆筑C30混凝土，待混凝土強度達到設計強度的80%后，再進行BCD節的吊裝焊接作業，臨時支護在吊索張拉完成之后予以拆除。操作流程為：箱體預制―A節拼裝、焊接―B節拼裝、焊接―塔內C30混凝土澆筑―B節拼裝焊接―C節拼裝焊接―D節拼裝焊接。

3 材料的選取

中塔柱和上塔柱均采用Q345qD鋼材。下塔柱（A節）采用Q345qD鋼材填充C30混凝土。 螺栓采用高強螺栓摩擦面抗滑移系數出廠時不低于0.55，現場安裝時不低于0.45。

4 主要施工工藝

（1）施工放樣尺寸1：1，放出有關的節點，連接尺寸，控制號料、彎制、剪切、銑刨、鉆孔和組裝。

（2）下料加工設備為數控切割機、半自動切割機。主要構件及異性構件有數控進行加工以確保幾何外形尺寸。

切割完畢的構件在組裝前進行矯正成型。采用熱加工成型，加熱溫度至700℃-800℃進行加工矯形自然冷卻。

（3）制孔采用搖臂鉆、磁力鉆等設備。孔加工精度要求達到H12，孔壁表面粗糙Ra應不大于12.5μm，孔徑及孔距允許偏差應符合設計及相關執行標準。

（4）構件組裝

根據構件的幾何尺寸搭設組裝構件平臺。

（5）焊接

①調整底板高度，上胎、加勁肋進行定位，并點固焊。加勁肋的焊接按照同一方向進行焊接，焊接完畢后進行構件矯形，加熱溫度至700℃～800℃進行加工矯形自然冷卻。矯形完備后腹板蓋板整體組裝箱形體加設定位碼板固焊后進行檢查。

②焊接作業順序：由兩組焊工由底板中間向兩側腹板方向焊接；在縱向上，由兩組焊工從中間向兩側進行施焊。實際施工過程中，只有一組焊工在施工作業，沒有嚴格按照施工方案進行施工。

③進行焊前預熱，構件須在環境溫度5℃以上及相對濕度80%以下時，進行焊接作業；本橋鋼箱焊接在工廠半封閉車間內進行，室溫處于可調控狀態并輔助人工局部預熱。當車間溫度低于5℃時，縫口40mm～50mm范圍內應采取人工加溫措施；預熱區在焊道的兩側不小于 100mm。實際施工過程中，管理人員及作業人員圖省事，沒有嚴格按照操作程序對焊接材料進行先預熱后施焊。

（6）鋼塔體箱對接，鋼塔體腹板與頂底板焊接，拱腳與預埋鋼板的焊接及等厚度、不等厚度連接等采用焊縫等級一級，其他位置的焊縫及角焊縫為二級，焊縫的連續、勻順。

（7）選用設備為埋弧自動焊

①焊材為H08MnA（5.0）SJ101q焊劑；CO2氣保焊ER50-6（φ1.2）及CO2氣保焊AT-YJ502q（藥芯φ1.2）施焊環境控制時溫度：≥20℃；濕度：≤80%；層間溫度：20～200℃。

②施焊前徹底清理待焊區的鐵銹、氧化鐵皮、油污、水份等雜質合格后進行焊接。

③箱體焊接使用雙數焊工從中間逐漸向外，左右對稱進行施工，多層焊縫應連續施工，每次焊道焊接完畢應及時清理檢查清除缺陷后繼續焊接，多層焊起落點要錯開。焊接時，嚴格控制層間溫度，采用點溫計在焊接過程中進行監控。

（8）拼裝：塔體各部分組裝焊接完后，進行矯正、檢驗，驗收合格后根據本工程特點在各節連接處（如B節與C節連接）安裝定位裝置編號定位。

圖1

圖2

結語

通過對大橋鋼箱的施工方案及施工工藝的分析，并結合施工現場的實際情況得到如下結論：

（1）在鋼箱箱體施焊過程中，焊工未嚴格按照雙數焊工從中間逐漸向外，左右對稱進行施焊的施工工藝要求進行，致使鋼板焊接產生的應力分布不均勻，鋼箱整體撓度發生變化，是問題產生的主要原因。

（2）箱體焊接的母材焊前預熱效果不理想也是影響鋼箱焊接質量的一個重要因素。

[1] JTJ/T F50-2011，公路橋涵施工技術規范[S].

[2] GB 50250－2001，鋼結構工程施工及驗收規范[S].

[3] GB 50201－2012，鋼結構工程質量檢驗評定標準[S].

[4]朝陽哨口大橋景觀亮化工程施工圖設計[Z].

U443

A