桁架式500t纜載吊機(jī)鋼結(jié)構(gòu)制造工藝

覃武雄　黎岳偉

摘 要：文章闡述了桁架式500t纜載吊機(jī)鋼結(jié)構(gòu)制造工藝。采用“鋼桁架倒裝技術(shù)”和“中、厚板T型全熔透焊縫質(zhì)量控制方法”，確保了鋼桁梁的整體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)橋；鋼桁梁；鉆模鉆孔；預(yù)組裝

中圖分類號(hào)：U448.36 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）16-0111-02

Abstract： This paper describes the manufacturing technology of steel structure of truss 500t cable crane. The whole quality of steel truss beam is ensured by adopting "steel truss inverted technology" and "T-shape full penetration weld quality control method of medium and thick plate".

Keywords： steel structure bridge； steel truss beam； drilling tool drilling； preassembly

1概述

重型纜載吊機(jī)是大跨徑懸索橋橋體加勁主梁安裝的專用吊裝設(shè)備，液壓步履式纜載吊機(jī)是國內(nèi)首次自主研制，為國內(nèi)首創(chuàng)。我們制造的重型纜載吊機(jī)成功應(yīng)用于湖南矮寨大橋、重慶青草背長(zhǎng)江大橋、武漢鸚鵡洲長(zhǎng)江大橋等工程，設(shè)備性能達(dá)到了同類進(jìn)口設(shè)備水平，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。

2 施工工藝要點(diǎn)

2.1 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→提升節(jié)段制作→邊跨提升節(jié)段制作→中跨節(jié)段制作→整體預(yù)組裝→噴砂、防腐。

2.2 操作要點(diǎn)

2.2.1 提升節(jié)段制作

提升節(jié)段由T型梁a、負(fù)重傳遞梁、上連接梁、下連接梁、提升負(fù)重梁、T型梁b組成。

為保證焊接質(zhì)量，下料前對(duì)進(jìn)廠的中厚板用CAD排版確定焊縫位置，用UT復(fù)驗(yàn)，如有超標(biāo)缺陷應(yīng)重新排版避開或更換材料。

數(shù)控火焰切割下料后，刨邊機(jī)加工坡口。應(yīng)用“中厚板T型全熔透焊縫質(zhì)量控制”技術(shù)，根據(jù)材料、接頭型式、焊接工藝要求和《鐵路鋼橋制造規(guī)范》（TB10212-98）標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定，進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，制作試件進(jìn)行接頭硬度試驗(yàn)、宏觀斷面酸蝕試驗(yàn)、焊縫金屬拉伸試驗(yàn)。根據(jù)腹板厚度采用不同坡口。組對(duì)前將焊縫附近40mm范圍內(nèi)打磨清理干凈氧化皮、油漬等雜質(zhì)，組對(duì)時(shí)預(yù)留間隙。氬弧焊打底，CO2氣體保護(hù)焊填充，埋弧自動(dòng)焊蓋面，背面碳弧氣刨清根。應(yīng)選擇技術(shù)水平較高、經(jīng)驗(yàn)豐富，有施焊項(xiàng)目相應(yīng)資格的焊工施焊，焊接參數(shù)執(zhí)行評(píng)定合格的焊接工藝規(guī)程。由于焊縫填充量較大，焊接變形控制須注重層間溫度，及時(shí)測(cè)量，反面加焊加強(qiáng)筋，正面填充完后背面清根、填充焊，再進(jìn)行埋弧自動(dòng)焊蓋面。焊后腹板與翼板間的焊縫100%-UT檢測(cè)，符合GB11345中Ⅱ以上為合格。

負(fù)重傳遞梁丁字梁焊接、校正合格后，加工單片加工鉸接孔。H型梁焊接、校正合格后，采用模板鉆孔，確保加工精度和孔簇聯(lián)接精度。

在鋼制平臺(tái)上放T型梁a（b）地樣，控制孔簇中心線和T型梁高度尺寸，制作拼裝模，為方便調(diào)整，架空一定高度。組裝前按焊接工藝要求加工坡口。H型梁組對(duì)成T形梁后，各接口及連接座的焊接質(zhì)量及焊接變形是控制的難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。為方便焊接，斜撐H型梁短弦兩端腹板開半圓焊接通道，先焊外側(cè)，從焊接通道清根后焊接。長(zhǎng)邊從內(nèi)側(cè)焊后從外側(cè)清根焊接。連接座板厚30mm，由于開檔僅為90mm，內(nèi)側(cè)坡口焊接困難，開外側(cè)單面坡口，從內(nèi)側(cè)封底焊后，外側(cè)清根焊接，焊接時(shí)為保證同軸度應(yīng)先焊兩端。所有H型梁間的連接焊縫、各梁柱接口、連接板焊縫100%-UT檢測(cè)，符合GB11345中Ⅱ以上為合格。

將加工好鉸接孔的負(fù)重傳遞梁丁字板腹板平放于拼裝模上，放線拼裝內(nèi)部肋板。拼裝鉸接孔肋板和另一丁字板時(shí)，采用通軸拼裝，確保同軸度。同時(shí)控制丁字板間及丁字板與鉸接孔肋板間的開檔尺寸，不允許為負(fù)偏差，拼裝外側(cè)肋板后整體焊接。焊前鉸接孔肋板間用3根通長(zhǎng)的角鋼加固，以防止焊接變形，整體加固打底焊后焊接。為減少焊接變形，保證鉸接孔同軸度，中間兩件鉸接孔座板最后拼焊。焊后檢驗(yàn)鉸接孔開檔尺寸，如有變形，采用火焰校正。提升負(fù)重梁的制作與負(fù)重傳遞梁的制作方式相同。

鋼桁架提升節(jié)段的組裝采用倒置組裝方法。按設(shè)計(jì)圖紙?jiān)阡撝破脚_(tái)上放地樣，控制好各連接梁中心線尺寸（L）和負(fù)重傳遞梁鉸接孔中心線。組裝前將負(fù)重傳遞梁、上連接梁、下連接梁的連接端板分別用定位銷定位，用螺栓上緊在T型梁a、T型梁b上，保證連接端板孔簇不錯(cuò)位，確保穿孔精度。將T型梁a的H型梁平放在平臺(tái)上，并用水準(zhǔn)儀檢測(cè)梁面的水平度，用經(jīng)緯儀、磁力線錘吊線找準(zhǔn)垂直度、水平度，調(diào)整好后固定。以T型梁a為組裝基準(zhǔn)分別吊裝提升負(fù)重梁、負(fù)重傳遞梁、下連接梁，最后裝T型梁b。

每個(gè)連接梁的位置應(yīng)按地樣組裝，負(fù)重傳遞梁、提升負(fù)重梁按加工后的鉸接連接孔中線對(duì)地樣線組裝，并用水準(zhǔn)儀檢測(cè)梁面的水平度，確保達(dá)到圖紙要求的幾何尺寸要求。調(diào)整好后，點(diǎn)焊、加固焊連接端板，確保桁架整體組裝精度。

2.2.2 邊跨提升節(jié)段組裝

邊跨提升節(jié)段由T型梁c、T型梁d、下連接梁c、下連接梁d、上連接梁b、提升段下部1、提升段下部2、斜腹桿、豎腹桿、上弦桿等組成。

T型梁c、d中的H型梁、H型柱，長(zhǎng)度方向按比實(shí)際尺寸加預(yù)留預(yù)拱修割余量下料，為鋼桁梁預(yù)拱修割余量，T型梁按預(yù)拱度要求放樣組裝。T型梁、連接梁制作工藝與提升節(jié)段相同。

提升段下部1（2）、上弦桿長(zhǎng)度方向按比實(shí)際尺寸加余量下料，預(yù)留預(yù)拱修割余量。斜腹桿整體下料鉆孔后將連接座切斷。提升段下部1（2）按地樣組焊，所有連接端板、連接座待鋼桁架整體組裝時(shí)組裝。

鋼桁梁邊跨提升節(jié)段組裝只組裝T型梁部分，提升段下部、腹桿、提升段上弦桿待鋼桁架整體組裝時(shí)組裝。鋼桁梁邊跨提升節(jié)段T型梁部分結(jié)構(gòu)與提升節(jié)段結(jié)構(gòu)類似，因此在組裝時(shí)同樣采用倒置組裝工藝。在提升節(jié)段組裝地模上組裝，控制好與提升節(jié)段部分連接處的寬度尺寸，因邊跨提升節(jié)段與提升節(jié)段部分連接處無連接梁，調(diào)整好水平度、垂直度后，為確保寬度尺寸，點(diǎn)焊工字鋼固定，點(diǎn)焊、加固焊連接端板，確保桁架整體組裝精度。

2.2.3 中跨節(jié)段制作

中跨節(jié)段主要由中段底部、斜腹桿、豎腹桿、上弦桿、上橫梁等組成。

鋼桁梁設(shè)計(jì)預(yù)拱度為1L/1000，為消除桁架結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的下?lián)嫌绊懀瑢?shí)際制作時(shí)按經(jīng)驗(yàn)預(yù)拱度制作。所有桿件因預(yù)留預(yù)拱修配余量，連接孔簇加工時(shí)以中線為基準(zhǔn)，保證孔簇間距。

鋼桁梁中跨節(jié)段上下平臺(tái)框架梁的預(yù)拱成型，采用火焰高溫加熱后，200噸液壓頂頂壓，達(dá)到預(yù)拱要求尺寸（L為起拱尺寸）。

中跨節(jié)段提升段下部、上框架平臺(tái)組裝，在組裝平臺(tái)（地模）上劃出上下平臺(tái)定位線，打上樣沖眼，并用油漆標(biāo)記。將鋼桁梁中跨節(jié)段上下平臺(tái)與鋼桁梁邊跨提升節(jié)段上下平臺(tái)部分整體組裝，對(duì)角線找正，對(duì)角線誤差尺寸不超過允許值，形成框架結(jié)構(gòu)，鋼桁梁整體預(yù)組裝時(shí)上下框架結(jié)構(gòu)的平臺(tái)整體吊裝。為保證兩端與T型梁連接的孔位準(zhǔn)確，連接板在桁架整體組裝時(shí)拼裝。

2.2.4 鋼桁架整體預(yù)組裝

為檢驗(yàn)鋼桁架的整體尺寸和預(yù)拱度，保證現(xiàn)場(chǎng)組裝連接準(zhǔn)確，在工廠制作中必須進(jìn)行整體預(yù)組裝。

在組裝平臺(tái)上，劃出鋼桁架定位十字中心線、鋼桁架提升節(jié)段定位線、鋼桁架邊跨節(jié)段定位線、負(fù)重梁雙鉸接定位線等，打上樣沖眼，并用油漆標(biāo)記，以便保存組裝定位基準(zhǔn)線。在組裝平臺(tái)上根據(jù)地樣線設(shè)置預(yù)拱胎模，在桁架每個(gè)連接段兩邊設(shè)置預(yù)拱度調(diào)節(jié)點(diǎn)，按放樣預(yù)拱量設(shè)置高度。

為支撐鋼桁架提升節(jié)段吊裝就位，在平臺(tái)兩端提升節(jié)段T型梁端部位置各立兩根支撐柱，支撐高度應(yīng)比設(shè)計(jì)高度小，將兩支撐柱連接、焊接牢固，在支撐柱上部適當(dāng)位置焊接千斤頂支座，用于調(diào)整雙鉸接孔高度尺寸。

鋼桁架為中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)，組裝順序?yàn)橄葍啥撕笾虚g，組裝前先將各連接板與連接面用定位銷定位，上緊螺栓。吊裝提升節(jié)段，按地樣定位，對(duì)負(fù)重傳遞梁與行走機(jī)構(gòu)鉸接孔位置吊線，與平臺(tái)放樣的定位線對(duì)應(yīng)，調(diào)整高度尺寸。將提升節(jié)段支撐固定后，依次吊裝邊跨提升節(jié)段下平臺(tái)、T型梁。按地模調(diào)整邊跨提升節(jié)段與提升節(jié)段的相對(duì)位置、預(yù)拱度，將各節(jié)段與連接板點(diǎn)焊固定。吊裝中跨節(jié)段下平臺(tái)，調(diào)整好預(yù)拱度后固定，依次吊裝豎腹桿，臨時(shí)支撐牢固后，整體吊裝上平臺(tái)框架，調(diào)整尺寸后與連接板點(diǎn)焊固定，再依次組裝斜腹桿。用水準(zhǔn)儀復(fù)測(cè)各點(diǎn)預(yù)拱度，確認(rèn)各構(gòu)件尺寸及相對(duì)位置符合設(shè)計(jì)要求后，鋼桁架整體加固焊接。按接口標(biāo)識(shí)編碼后拆分解體。

各連接梁連接端板焊接前，在兩端各用兩根角鋼加焊固定，防止連接端板焊接變形，保證各構(gòu)件間的連接板與連接面間的緊密貼合，確保連接件間的抗滑移系數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

為保證連接面抗摩擦系數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，必須做抗摩擦試驗(yàn)，產(chǎn)品的打砂、噴鍍鋅嚴(yán)格按試驗(yàn)合格的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

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