文/章黃

1 工程概況

金安金沙江大橋（見圖1），上部結(jié)構(gòu)為主跨1386m的單跨雙絞板桁結(jié)合式鋼桁梁懸索橋，主纜采用三跨布置，理論主纜跨度（330m+1386m+205m），橫向纜距27m，上部結(jié)構(gòu)為鋼板結(jié)合桁架梁設(shè)計主桁架采用帶豎腹桿的華倫式結(jié)構(gòu)，桁高9.5m，標準節(jié)間長10.8m。設(shè)計道路雙向四車道高速公路，計算行車速度80km/h，橋型布置。

圖1 金安金沙江大橋效果圖

主橋鋼桁梁全長約1386m,鋼桁梁包含鋼桁架和正交異性鋼橋面板兩部分，板桁結(jié)合。橋面板與鋼桁架通過拴接焊結(jié)合方式組成整體。鋼桁梁主體結(jié)構(gòu)采用Q345qD、Q420qD 鋼材，工程總量約1.5 萬t。鋼桁梁整體節(jié)段圖（見圖2）。

圖2 鋼桁梁整體節(jié)段圖

工程施工技術(shù)是鋼桁橋梁建設(shè)過程中核心環(huán)節(jié)，做好施工技術(shù)管理控制能夠保證工程施工質(zhì)量。從科學發(fā)展管理層面講，積極運用先進的技術(shù)，對傳統(tǒng)的施工技術(shù)加以改進，實施好鋼桁橋梁施工技術(shù)控制，既能降低橋梁建設(shè)的質(zhì)量安全風險，又能延長橋梁服役后的使用壽命，確保每一個施工環(huán)節(jié)達到國家標準，最終為工程順利建設(shè)提供支撐。

2 鋼桁橋梁工法管理

下弦桿結(jié)構(gòu)組成：腹板、上蓋板、下蓋板、節(jié)點板、橫梁接頭板組成（見圖3）。

圖3 下弦桿結(jié)構(gòu)示意圖

3 鋼桁橋梁制造管理

3.1 制造技術(shù)文件編制、評審管理

針對鋼桁梁圖紙尺寸及相關(guān)標準、規(guī)范要求，編制了相應(yīng)的工藝技術(shù)文件、驗收規(guī)則、拼裝方案等以指導(dǎo)現(xiàn)場鋼桁梁施工，工藝技術(shù)文件均經(jīng)過業(yè)主代表及駐地監(jiān)理工程師的認可。項目開工前針對結(jié)構(gòu)特點、對各種焊接接頭進行了分類和匯總，結(jié)合《施工設(shè)計圖紙》《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTGT 3650—2020）和可實施的焊接方法，確定能夠覆蓋全部焊接接頭的接頭形式共計45 組。按照評定標準進行檢驗，力學性能、宏觀金相等檢驗項，編寫專項總結(jié)報告并通過專家會議組評審[1]。

3.2 崗前質(zhì)量技術(shù)培訓措施

開工前，對參建人員進行了質(zhì)量技術(shù)交底，質(zhì)量交底的內(nèi)容包括：預(yù)拼裝測量控制網(wǎng)設(shè)置，鋼桁梁總拼過程中精度的要求、報驗停止點，產(chǎn)品試板的要求，質(zhì)量控制的重點、難點，出現(xiàn)質(zhì)量問題的處理流程以及制作過程中涉及的檢查方法等。

對現(xiàn)場施工人員進行了工藝流程及重點、難點的技術(shù)交底。通過技術(shù)交底全面、系統(tǒng)地介紹了裝配定位原則及精度要求，詳細說明了各類工裝的使用方法，以及在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)運、吊裝、翻身工藝方案及注意事項等。

3.3 制造關(guān)鍵技術(shù)管理與質(zhì)量措施

3.3.1 開工前的控制措施

鋼桁梁原材料經(jīng)監(jiān)理驗收合格，并做好相應(yīng)的復(fù)驗合格后使用，確保原材料的可追溯性。對于進場的檢測儀器、設(shè)備，均嚴格按照要求進行計量合格后，并在規(guī)定的有效期內(nèi)使用。對胎位處的地基的沉降進行了監(jiān)控，監(jiān)控頻率控制在每月2～3 次，預(yù)拼裝胎架最大沉降為3mm，滿足拼裝胎架要求，后續(xù)也將持續(xù)觀測。

3.3.2 弦桿制造技術(shù)

弦桿為雙節(jié)點的箱型桿件構(gòu)造，最大長度10.8m，焊縫長度較長，節(jié)點板開擋尺寸、桿件直線度等都是重點控制項。將節(jié)點板、腹板分別高精度數(shù)控下料，預(yù)留焊接收縮量，埋弧自動焊施焊對接焊縫，拼縫后修正節(jié)點中心線，有效控制板件焊接變形，兩端預(yù)留切割余量，確保箱型桿件最終直線度成型；箱型桿件制作完成后兩端配切，確保桿件長度。弦桿兩端孔群均采用“后孔法”，利用三維數(shù)控鉆床同時鉆制孔群，頂?shù)装蹇兹阂砸雁@腹板孔為基準劃線卡樣板鉆制，有效控制孔群精度。

3.3.3 桿件裝焊尺寸控制和測量

為了有效控制箱口尺寸的精度采用如下工藝措施：對于各種零部件，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點并借鑒以往經(jīng)驗，設(shè)計制造了一批專用的組裝胎架、焊接胎架等工裝。設(shè)置合理的工藝量，并精確控制各工序的過程控制精度。編制合理的焊接工藝并采取預(yù)變形等措施控制焊接、修整等變形。如火焰加熱法在焊接前對節(jié)點板懸出部位進行焊接反變形，保證了箱口尺寸和平面度要求。

3.3.4 桿件焊縫無損檢管理

桿件的焊縫無損探傷嚴格按照驗收規(guī)范進行，并經(jīng)監(jiān)理以及第三方檢測單位確認合格。

3.3.5 桿件制孔控制和測量

成品桿件采用數(shù)控型鋼龍門移動式三維鉆床制孔，其加工精度規(guī)格為（0.04+0.004L）mm，16m 內(nèi)最大誤差0.1mm，最大加工桿件長度16m，使得桿件制孔精度尺寸得到保證，桿件孔群尺寸經(jīng)測量符合驗收要求。

3.3.6 制孔控制與測量

弦桿有多向連接關(guān)系、連接關(guān)系復(fù)雜，未滿足標準要求，將會直接影響橋位安裝及成橋線形。為了確保達到孔群精度要求，根據(jù)該橋特點，采取如下工藝措施：以后孔法工藝為主，先孔法為輔的制孔，避免焊接變形、矯正變形的影響，提高制孔精度。采用專用劃線平臺儀器劃線工藝，同時對超長極邊孔群設(shè)置了鉆孔校準線，預(yù)防數(shù)控鉆床意外出錯。設(shè)計高精度的制孔工藝裝備，包括鉆孔樣板、鉆孔胎架等，采用數(shù)控鉆、搖臂鉆及磁力鉆相結(jié)合的鉆孔工藝。

3.3.7 桿件完工控制和測量

按照《工程質(zhì)量驗收制度》規(guī)定：采用鋼卷尺、彈簧秤、磁力座、專用平尺、游標卡尺和專用檢測樣板等,按照100%對桿件各項檢驗指標,依據(jù)制造驗收規(guī)則規(guī)定項和允許偏差進行測量與報檢，試裝桿件各項檢測均合格[2]。

3.3.8 斜桿接頭板的控制措施

斜桿接頭板的角度和孔群關(guān)系直接影響到后續(xù)斜桿、上弦桿的安裝，為保證其角度和孔群關(guān)系的精度，采取了相應(yīng)措施即利用已制孔的節(jié)點板上孔群精密劃線組裝斜桿接頭板，同時利用專用定位樣板（沖釘和螺栓定位），保證斜桿接頭板與節(jié)點板的相對孔群關(guān)系。

3.4 桁架梁預(yù)拼胎架的制作控制和測量

在鋼桁梁預(yù)拼裝胎架施工過程中,首先對拼裝胎架的測量地樣線、標高控制網(wǎng)、胎架縱、橫基準線進行設(shè)置。定位地樣線用全站儀進行放樣和測量，高程在胎架周邊運用水準儀布置標高基準點以形成標高測量控制網(wǎng)，橫向基準線運用激光經(jīng)緯儀定位出梁段底板的定位基準線。根據(jù)地樣線搭設(shè)胎架，對胎架的線型及端面尺寸進行測量，合格后報驗監(jiān)理等單位驗收。驗收合格后方投入使用。

4 鋼桁梁拼裝質(zhì)量工藝應(yīng)用情況

為確保鋼桁梁段順利拼裝，根據(jù)現(xiàn)場實際施工條件，編制了包括桿件轉(zhuǎn)運、拼裝調(diào)整等一系列過程的工藝技術(shù)方案。負責項目實施的生產(chǎn)、技術(shù)和質(zhì)量控制人員對拼裝節(jié)段轉(zhuǎn)運及全過程進行了跟蹤指導(dǎo)和監(jiān)督。

根據(jù)鋼桁梁拼裝施工狀態(tài)及測量數(shù)據(jù)總結(jié)：

利用三維鉆床鉆孔設(shè)備，制孔精度高，鉆孔準，通孔率100%，首輪產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，進一步驗證了鋼主梁總拼工藝施工方案合理；優(yōu)化后的施工工藝可進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，在立體化交叉作業(yè)過程中可以更好地利用車間現(xiàn)有人力、物力資源，施工效率可以得到有效地提高；合理地制作工藝結(jié)合了所配置的自動化、機械化焊接設(shè)備，可以很好地保證產(chǎn)品制作精度及質(zhì)量要求；檢測手段、檢驗記錄表格能夠滿足質(zhì)量管理要求，各工序質(zhì)量均能達到制造規(guī)則要求；鋼桁梁節(jié)段預(yù)拼裝過程中的制造、轉(zhuǎn)運、存放等過程，對涉及安全、環(huán)保、人員健康的危險源進行了有效識別，HSE 管理體系覆蓋全面，運轉(zhuǎn)有效。

從總拼胎架布設(shè)開始，按照制造線型設(shè)置預(yù)拱度，從支墩標高、下橋面板塊頂面標高、主桁片下弦桿頂板標高幾個方面，逐級控制大節(jié)段總拼線型，通過測量網(wǎng)控制大節(jié)段立體總拼過程中橋面板塊基線間距、主桁片節(jié)點間距、桁高、桁寬、對角線差、節(jié)段環(huán)口匹配度等項點，有效控制大節(jié)段整體總拼制造精度。

5 結(jié)語

“逢山開路，遇水搭橋。”“十三五”期間，我國綜合國力和自主創(chuàng)新能力不斷增強，橋梁設(shè)計建設(shè)水平不斷提升，多項施工記錄位居世界第一。

在橋梁建設(shè)過程中，橋梁質(zhì)量直接對民眾的人身和財產(chǎn)安全帶來一定的影響。在實際的施工中，鋼桁梁制造是工程建設(shè)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其在工廠內(nèi)制造更容易科學管理，雙整體節(jié)點桿件制作、特殊部位焊接、大節(jié)段精度控制等更具備優(yōu)勢，經(jīng)過努力與逐步探索為國家橋梁建設(shè)工程創(chuàng)造出更有利的條件，為經(jīng)濟社會發(fā)展發(fā)揮重要作用。