實例探析大型懸索橋鋼桁梁工廠制造質(zhì)量控制

袁 杰

湖南省高速公路建設(shè)開發(fā)總公司，湖南長沙 410000

鋼桁梁橋是由桁架桿件所組成的，鋼桁梁的桿件和節(jié)點(diǎn)較多，構(gòu)造較為復(fù)雜，制造難度較大，其是鋼桁架橋的基本構(gòu)成元件，鋼桁架橋的制造工藝會對鋼桁架橋質(zhì)量、剛度等產(chǎn)生較大影響。因此，亟需對鋼桁梁工廠制造質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)探究。

1 杭瑞洞庭大橋鋼桁梁簡介

杭瑞洞庭大橋位于杭瑞高速湖南大岳段，樁號為 K52+896～K55+286.18，全長約2390.18m。主梁采用板桁結(jié)合鋼桁加勁梁，設(shè)計時均考慮板桁共同作用。該橋梁工程主桁架結(jié)構(gòu)選用帶豎腹桿的華倫式結(jié)構(gòu)，具體而言，其是由上弦桿、下弦桿、斜腹桿以及豎腹桿所組成的，其中，前面這選用箱形截面形式，梁端及索塔處采用箱型斷面結(jié)構(gòu)形式，其余部分則采用H形截面形式。橋梁主桁架高度為9.0m，桁寬35.4m，節(jié)間長度8.4m。一個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長度16.8m，由2個節(jié)間組成。主跨跨中兩個節(jié)段長17.6m，節(jié)間距離8.8m。在主桁的節(jié)點(diǎn)位置，采用焊接施工方式形成完整的節(jié)點(diǎn)板，在各個節(jié)段位置，采用H形腹桿進(jìn)行焊接，與箱型腹桿采用螺栓連接。在每個節(jié)間處設(shè)置一道主橫桁架。

2 大型懸索橋鋼桁梁工廠制造一般規(guī)定

（1）制造廠對于鋼桁梁的設(shè)計圖紙，必須進(jìn)行嚴(yán)格審查，如果需要對設(shè)計方案的工藝進(jìn)行修改，則應(yīng)該與原設(shè)計單位進(jìn)行協(xié)商，如果確定變更設(shè)計方案，則應(yīng)簽署設(shè)計變更文件。（2）對于設(shè)計圖紙中的鋼桁梁接頭形式，制造廠應(yīng)進(jìn)行焊接工藝試驗，對于試驗結(jié)果，還需要組織專家進(jìn)行評審。（3）根據(jù)鋼桁梁設(shè)計圖紙中的要求，編制完善的施工工藝要求。（4）綜合考慮該橋梁工程實際情況，選擇典型桿件，并進(jìn)行試制，對工藝合理性進(jìn)行驗證，當(dāng)確定合格后，方可進(jìn)行首批件的生產(chǎn)。（5）在該橋梁工程鋼桁梁的制造和驗收過程中，都必須組織專業(yè)的計量單位進(jìn)行檢查，保證合格。

3 大型懸索橋鋼桁梁工廠制造質(zhì)量控制

3.1 鋼板預(yù)處理

（1）經(jīng)復(fù)驗合格的鋼板在下料前，應(yīng)進(jìn)行輥平，使其平面度不大于1mm/m。（2）鋼板表面預(yù)處理拋丸除銹達(dá)到Sa2.5級，Rz30～75μ m，噴涂車間底漆一道25μ m。

3.2 切割質(zhì)量要求

（1）第一，有些切割部分較為精密，對此，對于邊緣表面位置質(zhì)量，必須符合相關(guān)規(guī)定；第二，切割面的硬度不超過HV350；第三，所有桿件的精切外露邊緣應(yīng)倒R1～R2的圓角。（2）對于型鋼切割線與邊緣垂直度之間的偏差，應(yīng)該控制在2.0mm以內(nèi)。

3.3 零件矯正和彎曲

（1）對于制造零件，如果需要對其進(jìn)行矯正處理，則應(yīng)該采用冷矯正方式，在矯正完成后，對鋼料表面質(zhì)量進(jìn)行檢查，不應(yīng)出現(xiàn)凹痕或明顯損傷。（2）對于鋼料，如果需要采用熱矯方式，應(yīng)該將溫度控制在600～800℃之間，當(dāng)鋼料溫度降低到室溫前，避免對鋼料進(jìn)行錘擊。（3）對于主要零部件，在進(jìn)行冷作彎曲時，應(yīng)該將環(huán)境溫度控制在-5℃以上，對于內(nèi)側(cè)彎曲半徑，應(yīng)該控制在板厚的15倍以內(nèi)。（4）U形肋采用冷壓彎曲成型，U形肋成型后要求圓角外邊緣不得有裂紋。

3.4 邊緣加工

（1）對于邊緣位置加工面的粗糙度，應(yīng)該控制在25μm以內(nèi)；另外，對于磨光頂緊面的粗糙度，要求控制在12.5μm以內(nèi)，其與板面垂直度之間的偏差應(yīng)控制在0.01t以內(nèi)。（2）在邊緣加工過程中，應(yīng)盡量避免受到油污的影響，并對邊緣進(jìn)行打磨處理，保證表面光滑度。（3）對于坡口位置，可采用機(jī)械加工和精密切割施工方式，對于過渡段的坡口，必須做好仔細(xì)打磨，確保符合工程施工圖要求。

3.5 制孔

（1）螺栓孔為正圓柱形，螺栓孔壁的表面粗糙度應(yīng)控制在25μm以內(nèi)，不得采用沖孔、氣割孔。（2）在制孔過程中，應(yīng)該選擇適宜的工藝進(jìn)行第一根桿件制作，然后組織質(zhì)檢人員以及工程監(jiān)理人員進(jìn)行檢查，當(dāng)檢查合格后，即可繼續(xù)進(jìn)行鉆孔施工。

3.6 桿件組裝

（1）在桿件組裝施工前，技術(shù)人員首先需要根據(jù)設(shè)計圖紙中的要求，對各個零件的尺寸進(jìn)行檢查，在確定合格后，才能夠繼續(xù)組裝。（2）在桿件組裝中，應(yīng)合理選擇組裝平臺，在完成首件組裝后，監(jiān)理工程師對安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查，確定合格后，即可進(jìn)行后續(xù)組裝施工。（3）在接頭焊接中，可結(jié)合實際情況選用氣體保護(hù)焊、埋弧焊或者低氫型焊條手工焊等焊接方式，并注意對焊接位置進(jìn)行徹底清理，去除油污、水分、鐵銹等污物，保證焊接區(qū)域表面的光澤度。（4）如果選用埋弧焊進(jìn)行焊接施工，對于焊縫，可采用引板進(jìn)行連接，對于引板的材質(zhì)、厚度等，都應(yīng)該與焊件保持一致，同時，引板的長度應(yīng)該控制在10cm以內(nèi)。（5）對于產(chǎn)品試板，應(yīng)該在焊縫的端部位置進(jìn)行連接，對于試板的厚度、材質(zhì)等，都必須與對接板材保持一致，同時，產(chǎn)品試板的長度應(yīng)該控制在60cm以內(nèi)。（5）在對組裝桿件檢查合格后，即可進(jìn)行吊裝，在吊裝環(huán)節(jié)，應(yīng)該注意輕起輕落，避免桿件發(fā)生變形或者焊接縫出現(xiàn)裂縫，另外，還應(yīng)該注意對桿件采取保護(hù)措施，如果桿件出現(xiàn)損傷，則應(yīng)該根據(jù)規(guī)定進(jìn)行修補(bǔ)。

3.7 焊接

（1）上崗的焊工應(yīng)按焊接方法和不同的焊接位置進(jìn)行考試，考試合格后，才能夠持證上崗。（2）在焊接施工中，必須嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)施工規(guī)范，避免對焊接工藝進(jìn)行隨意更改。（3）在焊接施工前，對所用設(shè)備工作狀態(tài)、儀表的可靠度進(jìn)行檢查。（4）在焊接施工中，應(yīng)該盡量選擇室內(nèi)焊機(jī)，對于環(huán)境溫度，應(yīng)控制在5℃以上，同時環(huán)境濕度應(yīng)控制在80%以內(nèi)。如果必須進(jìn)行露天焊接，則應(yīng)該采取防風(fēng)、防雨措施，雨、雪、大風(fēng)、嚴(yán)寒等惡劣氣候條件，不應(yīng)進(jìn)行橋上焊接作業(yè)。（5）對于主要構(gòu)件，應(yīng)該在室內(nèi)進(jìn)行組裝，組裝完成24h內(nèi)進(jìn)行焊接，而如果構(gòu)件是在室外環(huán)境組裝的，則應(yīng)該在組裝完成12h內(nèi)進(jìn)行焊接。（6）在焊接施工前，對于預(yù)熱溫度，應(yīng)通過焊接試驗，并滿足焊接工藝要求。

3.8 桿件矯正

（1）如果需要對桿件進(jìn)行冷矯正，則應(yīng)該注意緩慢加力，對于室內(nèi)溫度，應(yīng)該控制在5℃以上，矯正過程中的總變形量必須控制在3%以內(nèi)。（2）如果需要對桿件進(jìn)行熱矯正，則應(yīng)該將溫度控制在600～800℃以內(nèi)，同時，對于同一位置，應(yīng)該注意避免多次重復(fù)加熱，在桿件溫度沒有降低至室溫前，避免對桿件進(jìn)行錘擊。（2）桿件矯正完成后，對桿件表面進(jìn)行檢查，避免出現(xiàn)明顯損傷。

3.9 鋼桁梁節(jié)段制造及預(yù)拼裝

（1）在節(jié)段制造以及預(yù)拼裝施工過程中，必須嚴(yán)格依據(jù)施工圖紙中的規(guī)定，每次預(yù)拼裝長度應(yīng)該控制在5個節(jié)段以內(nèi)，在預(yù)拼裝完成后，還需要對拼裝質(zhì)量進(jìn)行檢查，對于最后一個鋼桁梁節(jié)段，應(yīng)前移，然后再進(jìn)行下一批次預(yù)拼裝。（2）參與拼裝的所有構(gòu)件均應(yīng)檢驗合格。（3）節(jié)段制造及預(yù)拼裝應(yīng)該在胎架上進(jìn)行。（4）對于節(jié)段制造及預(yù)拼裝胎架，應(yīng)該保證足夠剛度，同時要求基礎(chǔ)承載力達(dá)到一定的施工要求，拼裝支撐點(diǎn)應(yīng)位于桿件剛度較大的位置。（5）胎架標(biāo)高根據(jù)拼裝線形設(shè)置，每輪次拼裝均需測量調(diào)整標(biāo)高。（6）節(jié)段制造及預(yù)拼裝施工時，應(yīng)按高空安全作業(yè)相關(guān)規(guī)定做好安全防護(hù)。（7）預(yù)拼裝時，對于板層的沖釘，應(yīng)該控制在螺栓孔總數(shù)的10%以內(nèi)。（8）在預(yù)拼裝施工過程中，需要對拼裝位置進(jìn)行檢查，判斷是否出現(xiàn)相互抵觸的現(xiàn)象，同時還應(yīng)該對螺栓位置的擰緊度進(jìn)行檢查。（9）對于螺栓孔，可采用試孔器進(jìn)行檢查，對于主桁間連接的螺栓孔，必須保證能夠通過試孔器。（10）節(jié)段制造及預(yù)拼裝檢測時，應(yīng)避開日照的影響。

3.10 防腐涂裝

（1）漆膜的外觀要求平整、均勻一致，允許輕微桔皮和局部輕微流掛。電弧噴鋁層表面均勻一致，不允許有漏涂、起皮等，允許有輕微結(jié)疤和起皺。（2）涂膜厚度按圖紙規(guī)定，采用《磁性基體上非磁性覆蓋層覆蓋層厚度測量磁性法》（GB/T 4956—2003）的磁性測厚儀進(jìn)行測量。（3）在對漆膜附著力進(jìn)行檢驗時，必須嚴(yán)格依據(jù)《色漆和清漆漆膜的劃格試驗》中的規(guī)范，必須達(dá)到1級或0級；漆膜附著力的檢驗采用《色漆和清漆拉開法附著力試驗》（GB/T 5210—2006）進(jìn)行評定時，涂裝體系附著力要求≥3MPa，電弧噴鋁鋁層附著力要求≥5.9MPa，STC鋼橋面富鋅底漆附著力要求≥6MPa。（4）鋼桁梁桿件外表面漆膜厚度測量值應(yīng)該滿足相關(guān)規(guī)范，同時，在所有測量值中，必須保證90%以上的測量值能夠滿足厚度要求。

4 結(jié)語

綜上所述，本文主要結(jié)合實例，對大型懸索橋鋼桁梁工廠制造質(zhì)量控制進(jìn)行了詳細(xì)探究。鋼桁梁的制造屬于系統(tǒng)工程，并且制作環(huán)節(jié)較多，在具體制造過程中，應(yīng)該嚴(yán)格控制下料、焊接等質(zhì)量控制，保證鋼桁梁的制造質(zhì)量。