整體節點鋼桁梁制造工藝簡述

[摘要]整體節點鋼桁梁多用于鐵路橋梁，其上下弦桿與腹桿、橫聯、平聯及橋面系等構件在橋位安裝常采用栓焊結合的連接方式，保證構件制造精度是全橋建造的關鍵。由于弦桿存在大量的厚板焊接以及多向孔群的加工，對其焊接變形及孔群定位精度的控制進行研究，確保弦桿制造的質量。依托深茂鐵路漠陽江特特大橋134m簡支鋼桁梁，簡要介紹了該橋鋼結構制造精度的控制方法。

[關鍵詞]整體節點；鋼桁梁；制造工藝

1、概述

新建深圳至茂名鐵路漠陽江特大橋是一座整體節點鋼桁梁橋（圖1），該橋為雙線無豎桿華倫式下承簡支鋼桁梁，計算跨度134m，節間長度13.4m，桁高16m，桁間距13.2m。鋼桁梁由上、下弦桿、腹桿、橋面系、橋門架、橫聯、平聯等組成，其典型構造見圖2。

2、弦桿制造工藝

2.1概述

主桁上弦桿（圖3a）及下弦桿（圖3b）均為整體節點桿件。上弦桿標準桿件長13.4m，截面尺寸為1×1.2m，翼緣、腹板均設一道縱向加勁肋，最大板厚48mm。下弦標準桿件長13.38m，上水平板加寬1.03m，在主桁節點處，上水平板上開槽使節點板從槽中穿出。

2.2制造重難點及控制措施

1）整體節點板在焊縫處會產生角變形，在焊接前做預變形處理，焊后節點板幾何尺寸滿足精度要求。

2）下弦桿內側與正交異性橋面板橫梁接頭較多，保證接頭板與桿件內部的橫隔板對齊，將腹板受力傳至其他板件也是控制的重點，橫隔板間距按（0.2-0.4）‰×AL裝配，以整體節點板系統線交匯點為基點增加焊接收縮量，焊后橫隔板的位置誤差在規范允許范圍內。

3）弦桿箱體尺寸控制是保證從組裝、焊接到制孔完成后的精度滿足要求的關鍵一環，橫隔板作為箱形桿件組焊的內胎，采用精加工可有效控制箱體尺寸。

4）桿件鋼板厚度大、焊接量大，采用合理的焊接順序及防變形措施可有效減少焊接變形，降低矯正難度。

5）桿件上孔群數量多，且在多個方向上均有栓接連接，采用先孔與后孔法相結合的方式，利用高精度的鉆?？杀ＷC制孔精度。

2.3制造工藝

弦桿制作的總體工藝流程：預處理-下料-精加工-單元件-組裝-焊接-調校-制孔-先孔法節點裝焊-檢測。

1）鋼板預處理

鋼板預處理采用滾板矯平后即進行制造，桿件檢測合格后整體除銹涂裝的工藝，經滾平的鋼板可有效減低鋼板軋制過程中的殘余應力，減少焊接變形。

2）單元件制造

弦桿的制作分為頂板、底板、腹板、隔板以及節點板等單元。下料時各單元預留加工余量，其中包括預留焊接收縮量和精加工余量，以保證桿件整體成型后的尺寸精度。頂板、底板、腹板長度預留焊接收縮量，節點板與桿件焊接邊預留焊接收縮量，隔板、腹板、頂板、底板及節點板板邊下料預留機加工余量精加工成型。

3）弦桿箱體組焊

上弦桿：在胎架內以整體節點端為基準鋪設頂板單元，焊線區域打磨，劃腹板、橫隔板拼裝線；按線組裝橫隔板并臨時固定；按系統線對齊安裝腹板單元，腹板單元與頂板單元、橫隔板貼緊后定位焊；按規定的焊接工藝參數及順序進行橫隔板與腹板單元及底板單元的角焊縫的焊接，以及腹板與頂板箱體內部的角焊縫，拼焊成槽型；安裝嵌入式底板單元，檢查合格后定位焊；整體節點板處設置反變形，同時節點板內側加千斤頂剛性固定，焊接底板與腹板的棱角焊縫。

下弦桿：在胎架內以整體節點端為基準鋪設頂板單元.焊線區域打磨.畫腹板拼裝線，預留焊接收縮按間距（0.2-0.4）‰×△L劃橫隔板拼裝線；按線安裝內側腹板并臨時固定；按線組裝橫隔板，檢查合格后定位焊；安裝另一側腹板，檢查合格后定位焊，按規定的焊接工藝參數及順序進行橫隔板與腹板單元及頂板單元的角焊縫的焊接，以及腹板與頂板箱體內部的角焊縫，拼焊成槽型；節點板范圍內腹板與頂板熔透焊縫正面大坡口側焊縫施焊；按線裝配底板；翻身，整體節點板處設置反變形，同時節點板內側加千斤頂剛性固定，焊接頂板槽口熔透焊縫、外側節點板與面板熔透焊縫及棱角焊縫；翻身.焊接節點板內側與頂板的棱角焊縫。

箱體成型后先焊接端隔板及端隔板以外箱體內的補強角焊縫，以保證箱體端口尺寸，再焊底板（頂板）與腹板的棱角焊縫，四條主焊縫同一方向并連續施焊完畢，不允許僅施焊奇數條焊縫。

4）制孔

箱型桿件組焊調校完畢，經檢測合格后即進入制孔工序。弦桿孔群加工采用后孔與先孔法相結合的方式（圖4），弦桿頂、底、腹板間連接及整體節點處孔群采用后孔法加工，上弦與平聯、腹桿、橋門架及橫聯連接的節點板。下弦與腹桿連接的節點板采用先孔法加工。

上弦桿：在專用劃線平臺上整體劃系統線，劃線前先將桿件在劃線胎架上放平，在兩端口初劃端口中心點，檢測兩端四個中心點是否共面，通過借線調整端口中心點位置，以新劃點劃縱向系統線，茌水平狀態劃桿件腰鼓線，以腰鼓線為基準，分別劃四個面系統線，腰鼓線、系統線均采用三角劃線法進行檢驗；用整體覆蓋式模板對線并用專用夾具加緊，鉆孔；平聯、橫聯及腹桿連接節點板先孔，與弦桿焊接端留有收縮余量，用專用工裝與弦桿上已鉆好的孔或系統線配合裝焊。

下弦桿：整體覆蓋式模板鉆孔方法與上弦桿相同：腹桿連接節點板先孔，與弦桿焊接端留有收縮余量，用專用工裝與弦桿上已鉆好的孔或系統線配合裝焊；拼裝橋面板橫梁腹板節點，焊接合格后用專用模板配合已鉆好的底板孔對橫梁腹板節點板進行鉆孔。

3、其它構件制造

腹桿為箱型及工型構件，平聯、橋門架、橫聯為工型構件，均采用栓接的連接方式；橋面板為正交異性鋼橋面板，其縱向加勁肋間、橫梁與下弦間采用栓接連接，面板間及與下弦間采用焊接連接。

3.1箱型及工型構件制造

組焊工藝與弦桿類似，桿件主要孔群加工采用后孔法，相互間連接節點板采用先孔法加工，采用專用工裝配合裝焊。

3_2正交異性橋面板制造

正交異性橋面板劃分為面板單元和橫梁單元，萁制造工藝流程為：預處理-下料-單元件-總拼-焊接-調校-橫粱制孔-檢測。制造工藝如下：

1）橋面板縱向加勁肋（U肋）采用先孔后折彎的加工方法，兩端孔群距離留有焊接收縮余量。

2）面板按寬度劃分為若干單元，面板與U肋的組拼在無碼組立機上進行，重點控制橫梁和端頭處U肋的間距。出胎前以胎架上所設線為基準在板塊上劃出縱橫基準線、接板位置線。面板單元以U肋有孔端為基準。U肋的焊接在反變形翻樁焊接胎架上按焊接工藝施焊。施焊時采用線能量較小的C02氣體保護自動焊以盡量減小焊接變形。

3）T型橫梁在專用胎架上組焊，工藝與工型桿件的制造類似。

4）總拼。在剛性胎架上采用正拼、連續拼裝的工藝進行橋面板的總拼，總拼胎架上完成橋面板間的縱向對接，橫梁與下弦栓接孔群的加工?？偲刺ゼ艿脑O置見圖5。

結語：

在合理的制作工藝保障下，深茂鐵路漠陽江大橋鋼桁梁的制作嚴格達到了質量要求，為現場安裝的順利實施創造了條件。