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摘要:隨著橋梁技術的發(fā)展，為了發(fā)揮各自材料性能的優(yōu)勢和降低造價，在大跨度公路橋梁中越來越多地采用鋼—混組合梁結構，鋼梁采用工廠制造、橋位高強螺栓連接，混凝土預制橋面板通過剪力件與鋼梁固接形成整體承載結構。本文結合我公司承擔的某斜拉橋鋼梁制造工程，簡要介紹鋼—混組合梁斜拉橋鋼梁的制造工藝。

關鍵詞:大跨度;鋼—混組合梁橋;鋼梁;制造工藝

1概述

近年來，隨著我國社會經濟以及橋梁技術的發(fā)展，鋼－混組合結構由于具有充分利用鋼梁的拉壓以及混凝土的受壓性能，構件采用預制利于質量控制，現(xiàn)場架設方便快捷等優(yōu)點，在大跨度橋梁建設中越來越多的被采用。文中所述雙塔雙索面鋼混－組合梁斜拉橋，全橋寬29.2m，跨徑布圖1組合梁鋼梁標準節(jié)段構造示意置54+114+400+114+54=736m。主梁采用鋼－混凝土組合梁，全橋鋼梁共劃分為77個節(jié)段，標準節(jié)段鋼梁(圖1)包括主縱梁、橫梁、小縱梁、檢修道以及剪力釘?shù)?，構件間連接均采用栓接。主縱梁梁高2.5m，頂板寬900mm、厚28mm，底板寬900～1440mm，厚50～80mm，腹板厚28mm和36mm，斜拉索下端通過鋼錨箱錨固于主縱梁上。

2桿件制造工藝

2．1概述

鋼梁主要桿件劃分為主縱梁、橫梁、小縱梁及鋼錨箱，主縱梁間、橫梁腹板與主梁間、小縱梁腹板與橫梁間橋位連接采用栓接，鋼錨箱在工廠與主縱梁腹板焊接。桿件均為H型結構，主縱梁、橫梁采用專用胎架裝焊的方式組立H型，小縱梁采用H型鋼組立機裝焊。主縱梁、橫梁及小縱梁主要孔群采用后孔法，主縱梁上橫梁接頭、橫梁上小縱梁接頭采用先孔法制作。主縱梁成型后，鋼錨箱單獨與主縱梁裝焊。剪力釘在全橋試拼時裝焊。H型桿件制造的總體工藝流程:預處理→下料→坡口加工→組裝→焊接→調?！瓶住v橫肋裝焊→先孔法節(jié)點裝焊→檢測。

2．2制造重難點及控制措施

(1)主縱梁、橫梁的腹板與頂?shù)装迦弁负缚p，板厚大、質量要求高。通過焊接工藝試驗確定合理的焊接參數(shù)及順序，焊接施工時采用自動焊可有效提高焊接檢測的一次合格率;(2)厚板多層多道焊，熱輸入高，頂?shù)装褰呛负笞冃屋^大。采取焊前設置反變形、焊中增加剛性固定的措施，可減小焊接變形，降低矯正難度;(3)工廠加工周期長，溫差變化大，桿件加工長度對溫度相對敏感。采用在設計溫度下刻劃的鋼帶作為基準尺，鋼帶隨溫度變化同伸同縮，消除溫度對制造精度的影響;(4)桿件上孔群數(shù)量較多，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，利用高精度的鉆模可保證制孔精度;(5)鋼錨箱結構復雜、焊接要求高且空間狹小。對錨箱計算機精確放樣、下料后精加工邊緣保證零件加工精度，制定合理的裝焊順序保證錨箱定位精度和焊接質量。

2．3主縱梁及鋼錨箱制造

(1)鋼板預處理。鋼板預處理采用滾板矯平后拋丸除銹，噴涂車間底漆后進行制造，桿件檢測合格后二次除銹涂裝的工藝，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。經兩次除銹，更有利于保證涂裝質量。(2)放樣。主縱梁頂、底、腹板、縱橫加勁板及橫梁節(jié)點板均為矩形板件，梁長按5L/10000、梁高按每側熔透焊2～3mm預留焊接收縮量，主縱梁按設計給定值預留壓縮量。鋼錨箱由于索面為空間結構(圖2)，采用計算機放樣保證承壓板、承錨板等與索面的相對關系，零件預留3～5mm精加工余量。(3)H型桿件組焊及矯正。頂、底、腹板焊縫區(qū)域打磨，刻劃腹板定位線后在H型鋼專用組裝臺架上采用臥拼工藝首先鋪設腹板，按線裝配頂、底板，檢測合格后定位焊。組裝的H型桿件在船型胎架上按規(guī)定的焊接順序及參數(shù)焊接主焊縫，焊接時輔以剛性固定控制焊接角變形。焊接檢測合格后，采用火焰矯正焊接變形。(4)縱橫加勁肋及節(jié)點板裝焊。焊道打磨后采用鋼帶刻劃腹板板中定位線、縱橫加勁肋定位線。裝配時嚴格控制加勁肋裝配定位精度及垂直度，焊接角焊縫并形成框架結構并矯正。構件翻身，采用鋼帶刻劃橫梁短接頭定位參考線并裝配節(jié)點板，暫不焊接。(5)鋼錨箱裝焊。鋼錨箱是斜拉索在主梁上的錨固點，是重要的受力結構，其定位精度、焊接質量關系著結構的安全。在主縱梁腹板上刻劃鋼錨箱定位線，劃線時以拉索中心線和頂板錨管孔中心線為基準，主要結構線有拉索中心線、錨點定位線、與縱梁腹板連接承壓板定位線)、承錨板上加勁定位線。裝配鋼錨箱時先安裝與主縱梁腹板連接的承壓板，然后以承壓板為基準安裝承錨板，安裝完成后，頂緊面接觸率合格后方可定位焊(圖3a)。承壓板、承錨板與主縱梁的焊縫檢測合格后，以退裝方式完成其余加勁板的焊接(圖3b)。為降低焊接殘余應力，對承壓板、承錨板與主縱梁腹板的焊縫進行超聲波沖擊。(6)橫梁短接頭節(jié)點板焊接。桿件矯正后重新復核橫梁短接頭節(jié)點板間距，合格后先焊接節(jié)點板與腹板焊縫，再焊接與頂?shù)装宓慕呛缚p。(7)制孔。將矯正完成的桿件吊裝至已抄平的劃線鉆孔平臺，修正桿件各定位線，采用鋼帶配合以錨點位置為定位基準點進行桿件初定位與精定位，劃線完畢后采用定位模板將桿件頂?shù)装搴透拱蹇兹憾ㄎ豢足@出，最后用孔群鉆孔模板對合桿件定位孔依次進行孔群鉆孔。由于板件厚度加大，需特別關注孔壁垂直度。

2．4其它桿件制造

橫梁制造與主縱梁工藝類似，H型焊接成型后采用翼緣矯正機對頂?shù)装褰亲冃芜M行機械矯正，腹板孔群定位線以頂板為基準。小縱梁采用H型鋼組立、焊接、矯正流水線制造，數(shù)控三維鉆床制孔。拼接板采用數(shù)控平面鉆與鉆模配合制孔。

2．5合攏段制造

主縱梁、小縱梁在中跨設合攏段，梁長加長200mm制造，合攏口側孔群暫不加工，待全橋合攏前連續(xù)觀測取得穩(wěn)定數(shù)據(jù)后按需要長度切割、制孔。

3預拼裝

本橋桿件在廠內按設計線型分輪次進行了全橋無應力預拼裝，每輪次預拼不小于五個節(jié)段，每輪預拼完成后預留一節(jié)段用于下輪試拼裝直至全橋預拼完成。節(jié)段間的空間位置通過胎架模擬設計線形和相應地標點配合確定。預拼裝時主要完成的工作有:主縱梁節(jié)段間、主縱梁與橫梁間、橫梁與小縱梁間連接板組裝;主縱梁腹板縱肋配鉆孔;按施工規(guī)范要求的各拼裝尺寸、過孔率檢測;工地測控點布置;桿件唯一標識碼處理;剪力釘裝焊。

4結語

通過制造前的工藝研究和優(yōu)化，施工過程中對制造工藝的嚴格執(zhí)行，本橋組合梁鋼梁的制作質量較好的滿足了施工規(guī)范及設計要求，保證了現(xiàn)場安裝的順利進行。

參考文獻

［1］史淑艷．大跨度鋼混結合梁鋼梁制作技術［J］．金屬加工:熱加工，2015(16)．

［2］JTG/TF50－2011公路橋涵施工技術規(guī)范［S］

作者:馮波 陳偉 康望君 單位:中交二航局結構工程有限公司