吳唯

摘 要：近年來，隨著我國公路橋梁事業(yè)的發(fā)展，鋼箱梁采用100%可回收利用的鋼材作為原材料，以工業(yè)化制造、裝配化施工的作業(yè)模式，突出顯現(xiàn)了鋼箱梁施工周期短，加工精度高，橋體結構穩(wěn)固、自重輕、保護環(huán)境等優(yōu)點，成為今后我國橋梁發(fā)展的一個重要趨勢。下面就某長江大橋斜拉橋鋼箱梁制作安裝過程中的施工質量控制進行探討。

關鍵詞：斜拉橋鋼箱；施工質量；控制措施

1 工程概述

該長江公路大橋主橋為64m+2×68m+608m+2×68m+64m七跨連續(xù)半漂浮體系雙塔混合梁斜拉橋，全長1008m。主橋中跨鋼箱梁全長為588m，全寬37.6m，梁中心線處內(nèi)輪廓高3.5m，橋面設2%雙向橫坡。鋼箱梁共分為41個梁段。

主橋斷面型式采用PK斷面（PK斷面指雙三角形邊箱形式主梁，這種斷面型式具有主梁橫向剛度大、抗風性能良好等特點）。其中鋼箱梁全長為588m（含鋼混結合段），全寬37.6m（含布索區(qū)和風嘴），梁中心線處內(nèi)輪廓高3.5m，橋面設2%雙向橫坡，梁高與跨徑比為1/173.7，與寬度之比為1/10.7。

2 鋼箱梁梁段制作、拼裝質量控制措施

鋼箱梁梁段工廠采用全焊工藝，每個梁段由邊縱腹板、中縱腹板、斜底板、底板、頂板、邊橫隔板、中橫隔板組成，主體均采用U形加勁，邊縱腹板及頂板、斜底板的邊角部采用板式加勁。 由于鋼箱梁為主橋主要組成部分，所以梁段的制造精度直接影響現(xiàn)場安裝質量，和橋梁整體質量。因此，必須采取有效措施控制鋼箱梁的制造和預拼裝精度。

要控制安裝精度，既要控制梁長、梁寬、梁高（邊縱腹板處、中縱腹板處、中軸線處），錨箱橫向間距離，橫坡、U肋間距離， 梁段錨箱縱向距離，梁段斷面間距離，同時還要控制頂、底、腹板、U肋間錯邊等。通過對鋼箱梁整體結構特點的分析，確定梁段制造采用先制作板單元，再將梁段制作和預拼裝同時進行的制作流程。所以，從板單元制作、梁段制作和預拼裝三個制作階段來進行作業(yè)質量控制。

2.1 下料控制措施

由于梁段焊接量大，焊接時會在橫向及縱向產(chǎn)生較大的焊接收縮，所以采取在梁段縱向預留二次切割量；頂板橫向寬度由邊側兩塊頂板單元寬度方向預留二次切割量，其余采取增加焊接補償量的無余量切割方法；底板寬度由于PK斷面鋼箱梁的結構形式中間部位是無底板布置，采用中間隔板連接，比頂板橫向對接焊縫少，所以底板的寬度控制采用無余量切割方法，來保證梁段的橫縱向尺寸。預留切割量主要針對頂板單元、底板單元、邊腹板單元、中縱腹板單元在向塔側設置30mm，梁段邊側頂板單元預留30mm切割量。

所有零件優(yōu)先采用精密切割下料。對于矩形板塊采用半自動切割下料時，沿長度方向的兩邊要同時切割，防止板件在板平面內(nèi)側向彎曲。對于形狀復雜的零件，用計算機放樣確定幾何尺寸，并采用數(shù)控切割機精切下料，并應適當加入補償量，消除熱變形的影響。

板單元下料時長度方向因預留二次切割量可不考慮焊接收縮影響，寬度方向采取無余量切割，切割前根據(jù)工藝試驗所得參數(shù)考慮制造過程中火焰切割、焊接、熱矯正對板件尺寸的影響，對板件寬度確定適當?shù)墓に囉嗔俊?/p>

2.2 板單元制作質量控制措施

由于鋼箱梁頂板和底板較寬，考慮鋼板廠家加工能力和板材運輸問題、總拼時焊縫不能重合等因素，所以將頂板和底板分別分為6*2個、和4*2（鋼箱梁為對稱結構）不同寬度的板單元進行制作。

由于底板、頂板、中縱腹板結構基本類似，故采用相同制作措施控制，制作工序分下料→組裝→焊接→矯正。為保證結構外形尺寸，在劃線時采用鐵針和墨盒相結合方法精確放樣。考慮到在板單元、梁段焊接時有收縮，為保證梁段長度，所以在長度方向加長30mm，在預拼裝工序再進行二次切割。由于板單元長度較長和切割時板材受熱容易產(chǎn)生旁彎，所以在切割時采用兩臺制動切割小車從同一方向同時切割。待下料完成后將板件在組裝胎架上定位，并畫出橫、縱基準線、U肋、板肋、隔板等結構位置線，并用羊沖對橫、縱基準線進行標記，待總拼時使用，將各零件采用不大于1/2焊角按線定位。經(jīng)檢驗員對U肋間距、外形尺寸檢驗合格后將單元件固定于反變形焊接胎架采用二氧化碳制動焊小車進行焊接，這樣完全可以避免單元件產(chǎn)生大的變形，完工后對小量焊接變形進行火焰矯正，經(jīng)檢驗合格后粘貼轉序卡。

邊縱腹板制作工序分下料→組裝→焊接→矯正。

為保證結構外形尺寸，在劃線時采用鐵針和墨盒相結合方法精確放樣?？紤]到在板單元、梁段焊接時有收縮，為保證梁段長度，所以在長度方向加長30mm，在預拼裝工序在進行二次切割。由于板單元長度較長和切割時板材受熱容易產(chǎn)生旁彎，所以在切割時采用兩臺制動切割小車從同一方向同時切割。待下料完成后將板件在組裝胎架上定位，并畫出橫、縱基準線、加勁肋、隔板等結構位置線，并用羊沖對橫、縱基準線進行標記，待總拼時使用，將各零件采用不大于1/2焊角按線定位。經(jīng)檢驗員對U肋間距、外形尺寸檢驗合格后將單元件固定于反變形焊接胎架采用二氧化碳保護焊進行焊接，焊接完成后進行無損檢測，合格后進行火焰矯正，待平面度滿足要求時翻轉置于平臺安裝錨箱構件，對各構件安裝位置檢驗合格后焊接，這樣完全可以避免單元件產(chǎn)生大的變形，完工后對焊接變形進行火焰矯正。可以保證各尺寸和錨箱精度要求。

隔板制作工序分下料→組裝→焊接→矯正。為保證結構外形尺寸，在隔板下料采用等離子數(shù)控切割。然后將板件置于組裝平臺劃線，將各零件采用不大于1/2焊角按線定位。經(jīng)檢驗員檢驗合格后進行二氧化碳保護焊焊接，焊接時用焊角量規(guī)對焊角尺寸進行檢查，避免焊角過大產(chǎn)生大量變形。焊接后進行火焰矯正，可以保證各尺寸和平面度要求。

制作風嘴單元時，在風嘴單元上要保留基準線位置，用于組裝時與主梁相應基準線對齊。

錨箱單元作為主要的受力構件，保證制作精度致關重要。錨箱結構由多塊板件組焊，焊接量很大，焊接變形難以控制，且構件空間狹小，焊接質量也不容易保證。所以不宜采取各個板件單獨組焊的工藝。通過對結構的分析并結合焊縫的焊接要求，決定采用先組焊成錨箱小部件然后再與邊縱腹板組焊的方法。即先把承力板、承力板加勁（靠近邊縱腹板的加勁暫不組，以方便承力板與邊縱腹板的焊接）、承錨板在組裝平臺上組焊在一起，組焊時嚴格控制兩承力板的平行度以及承力板與承錨板的垂直度。焊后矯正焊接變形，經(jīng)檢驗合格后形成錨箱小部件。在邊縱腹板上精確劃線，按線組錨箱小部件，這樣就保證了鋼箱梁錨箱承力板與邊縱腹板頂面的夾角，即保證了錨箱承力板和承錨板的位置精度。然后依次組焊錨箱結構的其它板件，并采取邊焊接邊修正的方法，使焊接變形得到有效控制。

2.3 鋼箱梁組裝質量控制措施

根據(jù)橋梁長度和設計要求為保證梁段間匹配精度，在預拼裝為6+1方式制作，在搭設胎架時由于鋼箱梁安裝就位后由拉索與錨箱相連接，整個梁端處于懸空狀態(tài)，在重力下使橫坡變小，所以將胎架設置反變形，反變形量為10mm。變形會產(chǎn)生根據(jù)焊縫的焊接變形規(guī)律和鋼箱梁各單元件組裝關系，確定組焊工序為胎架制作→水平底板單元→斜底板單元→邊箱隔板單元→中縱腹板單元→邊縱腹板單元（帶錨箱）→中間隔板單元→頂板單元→風嘴單元→索導管。

胎架制作是保證梁段精度的基礎工作，所以在制作時標高用水準儀測量。橫、縱基準點采用全站儀測量而且儀器在計量標定合格使用期內(nèi)，在測量時高差控制在2mm范圍之內(nèi)，基準線誤差在1mm之內(nèi)，在放樣完成后用羊沖和紅色油漆進行標記。

在胎架搭設完成后先將所有平底板、斜底板按線進行定位，定位控制底板寬度、U肋匹配度，底板與胎架接觸點間隙。由于各梁段已設置錨箱，在成橋式存在鎖具想橋梁中心線處的力，為保證成橋后梁段外形符合設計要求，在制作過程中，將臺架在橋梁橫斷面上由中間向兩側預加20mm反變形；帶U肋的板單元組裝時需要保證U肋的外形及U肋的間距，在組裝過程中需要工裝配合。定位檢驗合格后進行焊接，焊接順序為先中間后兩邊，焊接完成后對變形部位進行矯正。

組裝橫隔板時，由于預拼裝與梁段組裝在同一胎架上進行，胎架的制作已經(jīng)考慮橋梁線型，所以在組裝橫隔板時要保證橫隔板與與地板的垂直關系。

組裝邊縱腹板與中縱腹板時，該橋每個梁段都具有唯一性，區(qū)別在于錨箱的組裝位置不同，所以在組裝邊縱腹板時，先將錨箱與邊縱腹板進行組裝，并對梁段進行標識。

組裝中隔板時，中隔板的形狀為梯形，上窄下寬，中隔板的組裝可采用由下向上提升的方法進行安裝。

組裝頂板時，要從中間向兩邊進行依次組裝。為確保頂板單元位置準確，在各板單元的制作時均要標記出橫、縱基準線位置，以檢測同一梁段、兩端之間位置準確性。

組裝邊側頂板單元時，邊側頂板單元在制作時留20mm配切余量，待整體梁段除邊側頂板單元全部完成組裝并焊接后，精確測量梁段寬度及拉索錨箱的位置，若與設計尺寸有少許偏差，可靠調節(jié)邊側頂板單元寬度達到設計要求。

組裝風嘴單元時，注意風嘴單元預留的基準線位置要與主梁相應基準線位置對齊。

3 結束語

以上通過闡述從鋼箱梁板單元的加工與預拼組裝過程中，通過對每個加工環(huán)節(jié)采取各項措施，保證鋼箱梁成品質量能夠符合設計與規(guī)范要求。事實證明，不斷地改進加工工藝，加工設備，加強鋼箱梁加工環(huán)節(jié)的精度控制，對鋼箱梁成品質量提升起著至關重要的作用。

參考文獻：

[1] JTG/T F50-2011.公路橋涵施工技術規(guī)范[S].

[2] JTG F80/1-2004.公路工程質量檢驗評定標準（第一冊）[S].