□毛 娟（河南水利建筑工程有限公司）

1 工程概況

十里鋪東南公路橋橋?qū)?6.50m；橋長173.30m，橋梁荷載等級為：公路－Ⅰ級。該橋為一跨下承式鋼管混凝土拱橋，全橋共設兩榀拱肋，拱肋計算跨徑為160m，矢高32m,肋間中距為20.16m，拱軸線為懸連線，拱軸系數(shù)m=1.17，矢跨比1/5。每榀拱肋由4根上下弦管[規(guī)格為φ900×14(18)]、豎腹管（規(guī)格為φ299×10）、斜腹管（規(guī)格為φ299×10）及平聯(lián)管（規(guī)格為φ402×10和φ600×10）焊接成桁式截面。截面高度3.60m，寬度2.10m，上下弦管每隔2.70~3.20m設置一道加勁環(huán)。

2 鋼管拱生產(chǎn)控制流程

本橋的鋼管拱的生產(chǎn)控制流程如圖1所示。

3 工程材料及使用要求

3.1 拱形鋼管主體

圖1 鋼管拱的生產(chǎn)控制流程圖

本橋拱形鋼管主體設計采用Q345qD主材。主拱肋上、下弦管采用φ900×18/14焊接管；主拱肋上、下平聯(lián)管采用φ600×14無縫鋼管；主拱肋斜腹桿及豎腹桿采用φ299×10無縫鋼管；吊桿豎向連接管采用φ273×12無縫鋼管；橫撐上、下連接弦桿采用φ600×10焊接鋼管；橫撐豎向、斜向腹桿采用φ299×10無縫鋼管；拱座鉸接處鉸軸鋼管采用直縫焊接鋼管φ402×16（1125mm×8件）；鋼材質(zhì)量應符合國家標準《橋梁用結(jié)構(gòu)鋼》的要求。

3.2 橋梁吊桿

本橋共設36組吊桿，選用的配套上索導管φ273×12無縫鋼管、下索導管φ273×12無縫鋼管必須保證吊桿錨環(huán)可以順利穿過、又不得直徑過大，以保證錨具螺母在上、下墊板上有足夠的承壓面積。一般以索導管內(nèi)徑大于錨環(huán)直徑10mm為宜。

3.3 材料使用要求

第一，所有進場材料必須具有材質(zhì)質(zhì)量證明書，還應對鋼材的外形尺寸、板厚作相應檢查，板材表面不得有裂紋、氣泡、結(jié)疤、折疊、夾雜，分層。鋼管橢圓度；△/D≤±3/1000,直線度不大于L/1000，且≤4mm。

第二，材料使用前必須按有關標準進行材質(zhì)和機械性能及化學分析復驗；所有材料經(jīng)復驗后應經(jīng)質(zhì)量工程師及監(jiān)理判定合格后方可投入使用；鋼材復驗按同一廠家、同一材質(zhì)、同一規(guī)格、同一出廠狀態(tài)，按10個爐（批）號抽驗一組的批次；抽驗不合格，應第二次檢驗，復驗結(jié)果合格，可判定其余爐（批）號合格；若復驗仍不合格，則應全數(shù)檢驗或退貨處理。

第三，采用鋼板卷制的直焊縫鋼管，卷制方向與鋼板壓延方向一致。

第四，鋼材的識別要根據(jù)設計材質(zhì)的種類，對進廠鋼材，均進行識別標識，分別采用標識色涂在鋼板端面或板面上。

第五，下料后的余料應在板上標明材質(zhì)、厚度及本橋用料的字樣；鋼材運輸和存放過程中，應注意不使鋼材出現(xiàn)永久變形和損傷，并注意保持其平整度。

第六，主拱法蘭盤接頭節(jié)段間聯(lián)接采用法蘭連接（安裝時對接環(huán)縫用外包鋼管焊接封閉），外包鋼管現(xiàn)場封閉焊接區(qū)段長度為0.80m；法蘭盤板厚24mm，采用M24（孔φ26）高強螺栓連接。

第七，在預制混凝土拱腳端面設置有鋼拱座，拱肋首節(jié)段（即左、右預埋節(jié)段）端頭設有鉸接接頭。

4 焊接方法及焊接材料

根據(jù)材料和設計規(guī)范選擇本橋的焊接方法，并通過焊接工藝評定試驗評審。具體如下：

4.1 埋弧自動焊

采用H08MnA（φ5）焊絲，配HJ431焊劑，焊材應滿足《埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑》的要求。

4.2 CO2氣體保護焊

工廠內(nèi)采用實芯焊絲ER50-6（φ1.2），保護氣體CO2的純度≥99.90%（體積法），其含水量≤0.01%（重量法）。瓶裝氣體的瓶內(nèi)壓力不低于1MPa。ER50-6焊絲熔敷金屬化學成份和力學性能應符合《氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》的要求。

4.3 手工電弧焊

采用E5015（φ3.20、φ4.00）藥皮焊條。焊條熔敷金屬化學成份、力學性能和擴散氫含量應符合《碳鋼焊條》的要求，φ3.20用于定位焊。

4.4 焊接材料復驗

第一，施工中第一次使用的焊接材料需要先對其進行必要的化學成分檢驗和對其熔敷金屬力學性能進行認真的檢測和測驗。

第二，如果施工中出現(xiàn)連續(xù)使用相同一個廠家的且是同一型號的焊接材料的話，則需要對焊接材料的實芯焊絲分批次對其化學成分進行檢驗，并逐批對其廠家材料的焊劑熔敷金屬力學性能進行必要的檢查。

第三，如果對于同一種型號的焊接材料在使用過程中更換成其他的廠家，則施工人員需要對更換后廠家首批材料批號的產(chǎn)品嚴格按照有關標準對其化學成分和熔敷金屬性能進行檢查。

第四，在施工過程中操作人員應將采購的焊接材料存放在相對通風條件較好、空氣比較干燥的地方，材料管理人員還需要按照焊接材料的種類、批號、型號、規(guī)格等對其進行登記造冊和分類存放。

第五，如果出現(xiàn)了焊劑和焊條浸水或者潮濕的時候，在使用之前需要嚴格按照產(chǎn)品說明書對其進行晾曬或者烘干，當日操作中剩下沒用完的焊劑焊條需要分別放在保溫箱里存放，禁忌材料露天過夜在外存放。此外，還要對施工用的焊條焊劑的烘焙和取用情況進行詳細認真的記錄。

5 鋼拱的制造程序

第一，鋼管拱運輸節(jié)段劃分：主拱肋節(jié)段、橫撐及檢修梯等構(gòu)件。

第二，鋼管拱制作單元劃分：主拱管節(jié)段（包含吊桿上錨箱構(gòu)件）、橫撐管節(jié)段、吊桿下錨固構(gòu)件。

第三，弦管節(jié)段制作首件后進行驗收、鑒定，應有完整的檢測數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)的記錄，數(shù)據(jù)經(jīng)檢驗全部合格后，以指導后續(xù)節(jié)段的制作。

6 鋼管拱結(jié)構(gòu)制造

本橋鋼管拱所采用的材料為Q345qD，拱肋腹桿、橫撐腹桿直徑φ=299mm采用熱軋無縫鋼管，其余采用Q345qD鋼板卷制焊接鋼管。全橋跨度160m，按照設計圖紙規(guī)定每單榀拱肋分為7段（預埋拱腳段除外），全橋1幅、2榀共計7×2=14節(jié)段。主弦管半橋分段如圖2所示。

圖2 橋梁主弦管半橋分段結(jié)構(gòu)圖

材料進廠后，應按照安裝程序首先制造拱腳節(jié)段，然后放地樣、作出主弦管臥式拼裝地樣坐標組裝平臺，橫撐正裝組裝平臺。根據(jù)本橋結(jié)構(gòu)特點和吊裝要求，具體方案要求如下。

6.1 技術(shù)工藝準備

施工圖、材料排版圖及工藝技術(shù)交底，主材、焊材的原材料復驗及焊接工藝評定試驗。

6.2 主弦桿管節(jié)制作

6.2.1 筒節(jié)放樣

下料用計算機進行管節(jié)排版，然后將管節(jié)按長度進行歸類，配制管節(jié)下料施工圖，在下料胎型上，按照拱肋每個管節(jié)長度在鋼板上進行大樣的放制。采用半自動切割機下制卷管用料，并采用半自動切割機進行四周邊緣坡口加工、并對卷管用料編號，檢驗合格后轉(zhuǎn)至下道工序。

6.2.2 筒節(jié)預壓頭

預壓頭之前，先制作壓頭模具，管節(jié)內(nèi)弧測量樣板，然后在三輥卷板機上進行鋼板壓頭處理，邊壓頭邊采用內(nèi)弧測量樣板進行測量，直到壓頭工序完成。

6.2.3 筒節(jié)卷制

將卷管用料吊運至三輥卷板機輥軸之間，轉(zhuǎn)動輥軸，輥軸拖動鋼板圍繞上輥軸進行往復運動；在運動過程中，不斷調(diào)整上下輥軸之間距離，以減小管徑尺寸；在卷制管節(jié)過程中，采用內(nèi)弧測量樣板進行測量，直到管節(jié)縱縫閉合、點焊，完成管節(jié)的卷制。

6.2.4 筒節(jié)縱縫焊接

將筒節(jié)吊運至十字焊接機平臺之上，縱縫兩端裝配引弧板，采用二氧化碳氣體保護焊進行焊縫底層打底焊接；在鏟磨掉焊縫藥皮之后，使埋弧焊機焊絲位于縱縫中心線上，調(diào)整鋼管縱縫位置完成之后，打開焊劑閥門、送絲開始焊接；埋弧焊接完畢之后，鋼管內(nèi)側(cè)用碳弧氣刨進行清根處理，打磨熔渣，直到鎖底焊完成。鋼管縱縫焊接的工藝順序如下：

第一，鋼管縱縫的焊接一定要在專用的胎架上面進行操作，縱縫兩端安裝的引、熄弧板的坡口形式與縱縫相一致。

第二，鋼管連接端的開制與環(huán)縫相對應的坡口要與引、熄弧板一致，安裝過程中要保證口面緊貼，確保焊接質(zhì)量。

第三，焊縫焊接完且進行完無損檢驗后需用割炬對其進行切除和磨光。

6.2.5 校圓

將管節(jié)返回至三輥卷板機上，采用內(nèi)弧測量樣板、鋼尺進行管節(jié)測量。校圓過程中，三輥不斷對縱縫進行擠壓，消除了焊接過程中縱縫內(nèi)部產(chǎn)生的殘余應力，提高了管節(jié)的使用性能。

6.2.6 節(jié)標記

按施工圖紙要求對筒節(jié)進行編號標記，并將筒節(jié)按0°、90°、180°、270°分度線劃分，滿足管節(jié)組拼定位使用要求，標記要完整、清晰。

7 結(jié)語

鋼管拱制造的精度質(zhì)量控制，采用先進的設備和先進成熟工藝是基本保障，作為一名一線施工技術(shù)人員在有限的資源條件下，積累豐富的施工經(jīng)驗數(shù)據(jù)，掌握鋼結(jié)構(gòu)制造過程的一般規(guī)律，采取靈活有效的措施加以控制是非常必要的。

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