黃朝澍，康望君

（中交二航局結(jié)構(gòu)工程有限公司，武漢430000）

1 引言

樟樹市贛江二橋?yàn)殡p塔雙索面組合梁斜拉橋，跨徑布置為：54+114+400+114+54=736m。組合梁由鋼梁和橋面板組成，鋼材采用Q345qD。拉索錨固采用鋼錨箱構(gòu)造形式設(shè)置在主縱梁上，主縱梁腹板為Z 向性能鋼板；根據(jù)索力大小及拉索傾角的變化，鋼錨箱承錨板板厚及對(duì)應(yīng)傳力板板厚分別為50mm和40mm，傳力板長(zhǎng)度由1.1m 變化至3.0m，錨墊板板厚為60mm。鋼錨箱承錨板與傳力板及主縱梁腹板、錨墊板與主縱梁腹板等重要傳力構(gòu)件采用全熔透焊縫連接，錨墊板與承錨板采用磨光頂緊傳力，其余焊縫為部分熔透。

2 鋼錨箱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及制造質(zhì)量控制措施

2.1 鋼錨箱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

贛江二橋鋼錨箱由錨墊板、錨板、承拉板、加勁板及錨管組成，該鋼錨箱設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)新穎，制造精度要求高，焊接難度大。

①設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)新穎。贛江二橋鋼錨箱制造時(shí)箱體與斜拉橋主縱梁腹板焊接成一個(gè)整體，錨管通過(guò)主縱梁上翼緣板開孔定位安裝。該結(jié)構(gòu)有別于國(guó)內(nèi)大部分斜拉橋的拉索錨固結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)新穎，結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣。

②制造精度要求高。贛江二橋?yàn)樾崩瓨蚪M合梁橋，對(duì)鋼錨箱制造精度的控制為本橋制造的一大要點(diǎn)，特別是在鋼錨箱安裝夾角γ 角度偏小的情況下，對(duì)鋼錨箱制造時(shí)的安裝精度及整體焊接變形控制也成為了制造過(guò)程中的重點(diǎn)及難點(diǎn)，如圖1所示。

圖1 鋼錨箱安裝角度

③焊接難度大。贛江二橋鋼錨箱箱體與主縱梁腹板為全熔透焊接，鋼錨箱箱體內(nèi)空間相對(duì)狹小，且與主縱梁上翼緣板距離較近，因此鋼錨箱制造時(shí)整體焊接勞動(dòng)強(qiáng)度大，且焊接難度高。所以選擇合適的組裝工藝流程、焊接工位及焊接變形控制措施，是確保錨箱焊接質(zhì)量及幾何精度的關(guān)鍵因素。

2.2 鋼錨箱制造控制措施

由于鋼錨箱結(jié)構(gòu)新穎又首次制作，難度較大，為了全面驗(yàn)證鋼錨箱的各種力學(xué)性能是否滿足設(shè)計(jì)要求，驗(yàn)證所制訂的制造工藝、工裝胎架是否合理，生產(chǎn)措施是否恰當(dāng)，除做相關(guān)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)外，在批量生產(chǎn)之前，還進(jìn)行了鋼錨箱首制件試制生產(chǎn)。通過(guò)首制件的制造初步檢驗(yàn)了鋼錨箱的制造工藝的可行性和合理性。

2.2.1 鋼錨箱數(shù)據(jù)放樣與修正

由于鋼錨箱制造對(duì)精度要求非常高，為了驗(yàn)證鋼錨箱尺寸、角度等數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，我們采用了Excel 軟件根據(jù)設(shè)計(jì)所提供的錨箱安裝角度α、β 角度對(duì)錨箱偏轉(zhuǎn)角γ 和錨箱尺寸CW3、CW4 進(jìn)行了驗(yàn)算。計(jì)算結(jié)果顯示與設(shè)計(jì)所提供的數(shù)據(jù)有出入，如圖2所示，通過(guò)與設(shè)計(jì)單位溝通后，重新修正了錨箱的數(shù)據(jù)，確定了錨箱的最終角度與尺寸。

鋼錨箱工藝圖設(shè)計(jì)采用Auto CAD 內(nèi)置的參數(shù)化動(dòng)態(tài)塊功能及文本編輯中“字段”的對(duì)對(duì)象參數(shù)、變量引用功能，可快速實(shí)現(xiàn)參數(shù)化繪制工藝圖，并驗(yàn)證設(shè)計(jì)提供的參數(shù)表中其他參數(shù)（如γ、CW3、CW4 等）。具體步驟：

第一，先按某段錨箱參數(shù)繪制一個(gè)鋼錨箱；

第二，對(duì)已繪制圖形進(jìn)行幾何約束，并進(jìn)行尺寸約束（“菜單”中“參數(shù)化”），對(duì)于初始值（如α、β、板厚、長(zhǎng)度、寬度、半徑、直徑等）可通過(guò)參數(shù)管理器將尺寸約束轉(zhuǎn)換成標(biāo)注約束參數(shù)，也可在編輯塊狀態(tài)下“塊編輯器”中的“標(biāo)注”將鋼錨箱的變化參數(shù)（初始值）作為標(biāo)注約束參數(shù)進(jìn)行標(biāo)注，而其他隨初始參數(shù)變化的參數(shù)（如γ 等）采用參數(shù)化中的動(dòng)態(tài)標(biāo)注約束，通過(guò)參數(shù)化格式和方程式與初始值的標(biāo)注約束參數(shù)關(guān)聯(lián)；

圖2 鋼錨箱角度與尺寸計(jì)算

第三，在塊編輯狀態(tài)下插入“塊表”，并將各編號(hào)的參數(shù)值錄入“塊表”并對(duì)應(yīng)標(biāo)注參數(shù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)，插入動(dòng)態(tài)參數(shù)化塊后，可通過(guò)下拉三角選取對(duì)應(yīng)編號(hào)的參數(shù)，對(duì)應(yīng)圖形相應(yīng)更新；

第四，利用文本編輯中的“字段”，實(shí)現(xiàn)圖變，圖名變，對(duì)應(yīng)的注釋中引用“字段”的參數(shù)（α、β、γ 等）、材料板長(zhǎng)、寬、厚等尺寸以及錨墊板銑削斜面的加工尺寸跟隨變化，實(shí)現(xiàn)即時(shí)更新[1]。

2.2.2 零件下料

零件下料采用精密數(shù)控機(jī)床進(jìn)行下料，嚴(yán)格監(jiān)控零件的下料尺寸和精度。對(duì)零件尺寸進(jìn)行復(fù)核后，進(jìn)行下道工序。

2.2.3 零件機(jī)加工

為確保鋼錨箱安裝角度γ 的精確性，在鋼錨箱錨墊板N1、承拉板N3/N4 下料時(shí)保證加工預(yù)留量，通過(guò)對(duì)零件進(jìn)行精密加工，確保零件安裝時(shí)γ 角度符合設(shè)計(jì)要求。錨管下料時(shí)增設(shè)10mm 機(jī)械加工量、錨墊板孔徑增設(shè)10mm 機(jī)械加工量、承力板與縱梁腹板及錨板接觸邊增設(shè)5mm 機(jī)械加工量；錨墊板上下表面采用銑床進(jìn)行加工，機(jī)械加工表面平面度小于0.1mm，表面粗糙度按磨光頂緊面要求進(jìn)行，錨墊板孔采用鏜床進(jìn)行鏜孔，以保證孔徑尺寸精度和垂直度；錨管零件兩端均采用端面銑削機(jī)進(jìn)行加工，嚴(yán)格保證錨管長(zhǎng)度和磨光頂緊接觸面平面度及金屬接觸率。

2.2.4 組裝焊接鋼錨箱與對(duì)應(yīng)的主縱梁在制造時(shí)同步安裝。為了保證鋼錨箱制造質(zhì)量的穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)效率，鋼錨箱安裝在專業(yè)的工裝胎架上進(jìn)行，在縱梁腹板上刻劃鋼錨箱定位線，劃線時(shí)以拉索橫隔板中心線和上翼緣板錨管孔中心線為基準(zhǔn)，主要結(jié)構(gòu)線有：拉索中心線、錨點(diǎn)的定位線、與縱梁腹板連接承拉板N3、N4 定位線（板中心線）、錨墊板N1 上加勁定位線（板中心線）；通過(guò)精確劃線手段，以三角形法進(jìn)行劃線和檢測(cè)，控制角度精度，把錨墊板的角度α和錨固點(diǎn)中心坐標(biāo)控制在公差允許的范圍內(nèi)。為了進(jìn)一步加強(qiáng)質(zhì)量控制，對(duì)該關(guān)鍵工序設(shè)置停止點(diǎn)進(jìn)行檢查報(bào)驗(yàn)。

裝配鋼錨箱時(shí)先安裝與縱梁腹板連接承拉板N3、N4，然后以N3、N4 為基準(zhǔn)安裝錨墊板N1，安裝完成后，檢測(cè)與N3、N4 頂緊狀態(tài)，頂緊面接觸率合格后方可定位N1，否則應(yīng)查找問(wèn)題，調(diào)整N3、N4，調(diào)整完成后完成N1、N3 及N4 焊接與腹板的焊接。承拉板N3、N4、錨墊板N1 與縱梁腹板需全熔透焊接，焊接過(guò)程中錨墊板N1 在N3、N4 背面同步烤刀加熱，減少焊后變形，保證錨墊板平面度，焊接完成48 小時(shí)后進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，合格后對(duì)焊縫進(jìn)行超聲波錘擊以消除殘余應(yīng)力。

安裝錨箱靠?jī)?nèi)側(cè)的加勁板N6，完成內(nèi)側(cè)N6 與承拉板N3、N4 及錨墊板的焊接，焊接時(shí)在承拉板N3 與N4 間添加支撐，以防止焊接收縮影響N3 與N4 的垂直度，焊接完成后，逐步安裝靠外側(cè)的加勁板N6，完成與承拉板N3、N4 及錨墊板的焊接。

安裝加勁板N5、N7 及錨板N2，并注意保證板的垂直度。待錨箱結(jié)構(gòu)焊接完成后，安裝錨管，并注意保證錨管的安裝角度符合設(shè)計(jì)要求，錨管與縱梁頂板處點(diǎn)焊固定，待現(xiàn)場(chǎng)安裝完成后安裝封板固定[2]。

3 結(jié)語(yǔ)

因鋼錨箱為贛江二橋斜拉索錨固結(jié)構(gòu)，同時(shí)也是主要的傳力和受力構(gòu)件，所以對(duì)鋼錨箱的安裝精度及焊接性能都有著嚴(yán)格的要求。在鋼錨箱的生產(chǎn)中，采取了上述的制造工藝，鋼錨箱的安裝角度及焊接性能都能很好地滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)的各項(xiàng)指標(biāo)，從監(jiān)控單位反饋的檢測(cè)數(shù)據(jù)及結(jié)果可以看出，鋼錨箱的各主要技術(shù)指標(biāo)均滿足現(xiàn)場(chǎng)安裝需求，充分證明了贛江二橋鋼錨箱的制造工藝是合理可行的，可為今后同類橋梁施工提供借鑒。