曹俊杰，申鐵軍

(1.山西路橋第六工程有限公司,山西 晉中 030600;2.山西路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司,山西 太原 030006)

0 前 言

鋼箱梁制作加工和實(shí)施要根據(jù)項(xiàng)目構(gòu)造和施工上的特點(diǎn)，制造加工單位應(yīng)提前進(jìn)行工地焊接工藝試驗(yàn)評(píng)定，取得重要參數(shù)和經(jīng)驗(yàn)，并經(jīng)建設(shè)單位、監(jiān)理、設(shè)計(jì)和專家組審查、批準(zhǔn)后方可實(shí)施。實(shí)施工地焊接工藝必須嚴(yán)格，不可任意更改。

1 鋼箱梁制作加工

1.1 鋼箱梁材料采購(gòu)

主要材料包括鋼板、焊條、焊絲、焊劑、剪力栓釘、油漆等。購(gòu)置除必須滿足設(shè)計(jì)的種類要求外，材料進(jìn)場(chǎng)還必須有廠家的質(zhì)量證明文件(質(zhì)量證明文件必須加蓋“紅章”)，并且進(jìn)場(chǎng)后根據(jù)規(guī)范要求對(duì)原材料進(jìn)行復(fù)試。原材料不滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的嚴(yán)禁進(jìn)場(chǎng)，已進(jìn)場(chǎng)但未通過復(fù)驗(yàn)要求的嚴(yán)禁使用，并組織及時(shí)退貨。進(jìn)場(chǎng)后的材料要堆放整齊，標(biāo)識(shí)清晰。同材質(zhì)的鋼板應(yīng)按板厚劃分，并且每個(gè)類型的明顯處應(yīng)設(shè)置標(biāo)志牌，標(biāo)明材質(zhì)、厚度等參數(shù)；標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)按照批號(hào)和規(guī)格堆放整齊，除進(jìn)行必要的開箱檢查外，在未使用前不得擅自開箱，標(biāo)準(zhǔn)件要特別注意防水、防潮、防震；焊接輔材按類型(如焊條、焊絲、焊劑等)、規(guī)格分類存放，要特別注意防水、防潮、防雜質(zhì)。焰切或焊接輔材(如氧氣、工業(yè)丙烷等)應(yīng)分類存放，特別注意防火、防熱，而且氧氣、工業(yè)丙烷嚴(yán)禁存放在同一房間內(nèi)[1-3]。

1)主要鋼材的生產(chǎn)廠家及材料的質(zhì)量證明書等報(bào)監(jiān)理工程師和建設(shè)單位批準(zhǔn)，未經(jīng)批準(zhǔn)的材料不得使用在本項(xiàng)目工程中。焊接材料應(yīng)根據(jù)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果確定。選定焊接材料，必須符合規(guī)定，并與所焊件材質(zhì)相匹配。焊接材料必須進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。

2)涂裝材料涂裝技術(shù)要求、工藝要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等均按《公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件》(JT/T 722—2008)執(zhí)行，對(duì)購(gòu)進(jìn)的涂料及時(shí)進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。每個(gè)涂料品種的每一個(gè)生產(chǎn)批號(hào)均需抽取一個(gè)樣品，樣品數(shù)量為1～2 L(滿足抽驗(yàn)需要即可)。抽樣后應(yīng)及時(shí)送檢，涂料常規(guī)性能指標(biāo)經(jīng)檢驗(yàn)全部合格后方能正式使用。

1.2 鋼箱梁制作加工

1.2.1 放樣號(hào)料

鋼梁材料主要為Q355qD，主梁截面較大，鋼梁段支座處焊縫密集，焊后的變形、收縮大。放樣時(shí)，需考慮鋼箱梁的平曲線、豎曲線、橫坡、縱坡及超高，并考慮設(shè)計(jì)預(yù)拱度和施工預(yù)拱度。當(dāng)鋼板的縱向、橫向機(jī)械性能相近并滿足設(shè)計(jì)基本要求時(shí)，可不受此限制。號(hào)料必須采用統(tǒng)一發(fā)放的經(jīng)檢驗(yàn)的“標(biāo)準(zhǔn)尺”丈量。

1.2.2 切割加工

氣割切割各類鋼結(jié)構(gòu)部位的零件，采用氣割切割，并優(yōu)先考慮仿形切割、數(shù)控自動(dòng)切割、等離子切割等方法。氣割切割根據(jù)各種不同的板厚分檔分別評(píng)定。對(duì)于板厚超過40 mm的，加密板厚級(jí)差進(jìn)行工藝評(píng)定?；鹧媲懈钤嚰囼?yàn)，應(yīng)對(duì)不同的板厚及溫度條件進(jìn)行切割前預(yù)熱，應(yīng)驗(yàn)證制造工作的熱量控制技術(shù)并保證：局部硬度不超過HV350；無其他危害結(jié)構(gòu)使用性能的缺陷。對(duì)于主要受力構(gòu)件的自由邊，當(dāng)不是采用精密切割或等離子切割時(shí)，一律在氣割后刨邊或銑加工，刨邊是每側(cè)至少3 mm，加工面粗糙度Ra≤25 μm，其余留量由制造廠根據(jù)加工條件決定。對(duì)于氣割開坡口的板邊，可不進(jìn)行刨加工，當(dāng)應(yīng)用砂輪打磨，去掉氧化皮。切割零件表面質(zhì)量要求見表1。切割垂直度偏差應(yīng)不大于板厚的5%，且不大于1.5 mm。直線度△h≤0.5 mm/m。在全長(zhǎng)內(nèi)且<1.5 mm。

表1 切割表面質(zhì)量要求

1.2.3 零部件加工

零件銑平要求不平整度≤0.1 mm，即100 μm，接觸面不得少于75%，當(dāng)空隙<0.2 mm可視為接觸。零件磨光頂緊要求接觸部位應(yīng)進(jìn)行銑平加工，其不平整度≤0.1 mm,即100 μm。頂緊接觸面不得少于75%。當(dāng)空隙<0.2 mm可視為接觸。零件邊緣加工后，應(yīng)無雜刺、渣、波紋、崩坑等缺陷，應(yīng)修磨勻順；刨銑時(shí)應(yīng)避免油污污染鋼板。所有埋弧焊(包括角焊縫)被焊鋼板表面，在焊縫及坡口兩側(cè)用砂輪打磨等時(shí)，不允許施加過大壓力，以免造成過熱。凡助焊劑可能接觸部位的浮銹，均應(yīng)一律去除干凈，以防浮銹夾入助焊劑中。所有引弧板與滅弧板的表面，均應(yīng)磨光，徹底去除氧化皮。引板的材質(zhì)、厚度應(yīng)與所焊件相同。材料表面?zhèn)蹜?yīng)控制為：主要(零)構(gòu)件與受力垂直方向<0.3 mm；主要(零)構(gòu)件與受力平行方向<0.5 mm；其他(零)構(gòu)件<0.8 mm。切割后的零件可以采用機(jī)械矯正或者火工矯正。熱矯正溫度控制在600℃～800℃且矯正后緩冷，不得用水急冷。

1.2.4 零件組裝

所有零件在組裝前都應(yīng)進(jìn)行尺寸檢查。合格后，方可組裝。接頭形式見圖1，組裝時(shí)應(yīng)將相鄰焊縫錯(cuò)開，錯(cuò)開的最小距離應(yīng)符合規(guī)定，見圖2。在去除點(diǎn)固定焊縫時(shí)，要防止出現(xiàn)過熱淬硬區(qū)。已鉆孔的零件、部件組裝時(shí)，必須以孔定位。各類焊縫坡口形式應(yīng)按本橋設(shè)計(jì)圖紙以及規(guī)范的要求，認(rèn)真檢查允許偏差。合格后，方可組裝焊接。

圖1 接頭形式

圖2 相鄰焊縫錯(cuò)開距離

1.2.5 節(jié)段組裝

1)節(jié)段組裝制造精度對(duì)整個(gè)橋梁質(zhì)量影響極其重要，對(duì)構(gòu)件應(yīng)考慮必要的防止變形的措施，如設(shè)置臨時(shí)假隔艙等構(gòu)造，確保接頭尺寸精度。分段的拼裝應(yīng)考慮必要的防止構(gòu)件變形的措施，如設(shè)置假隔艙等，以確保接頭尺寸精度。為提高節(jié)段組裝的精度，制造廠應(yīng)編寫各種鋼結(jié)構(gòu)節(jié)段制造工藝。其應(yīng)包括：胎架結(jié)構(gòu)，裝配方法，焊接順序，運(yùn)輸方法等，并征得監(jiān)理單位的許可。

2)在主要構(gòu)件上不宜使用或盡可能少使用臨時(shí)連接碼板。去除碼板時(shí)使用火焰切割并保留不少于3 mm的預(yù)留量，用砂輪打磨平齊，不允許錘擊拆除。對(duì)施焊碼板的板材表面部位做相應(yīng)的磁粉檢測(cè)，以盡可能減少對(duì)母材及結(jié)構(gòu)的損害。

3)各部件組裝的節(jié)段，事先應(yīng)對(duì)縱、橫、豎向的各種拼接位置結(jié)合鋼材規(guī)格進(jìn)行對(duì)接拼縫位置設(shè)計(jì)。各鋼結(jié)構(gòu)節(jié)段的各類對(duì)接拼縫的位置應(yīng)盡量上、下、左、右、前、后錯(cuò)開，避免出現(xiàn)不必要的通縫。

4)制造各梁段的零件、部件編碼應(yīng)記錄清楚節(jié)段的部位和各階段的報(bào)驗(yàn)單，并提交監(jiān)理審核認(rèn)可。部件和節(jié)段組拼工作必須在專業(yè)場(chǎng)地下進(jìn)行，并應(yīng)在平臺(tái)或胎架上組拼。組拼前應(yīng)嚴(yán)格掌握鋼板的平整度，以保證鋼構(gòu)件組拼后的平整度。

5)采用合理焊接順序，嚴(yán)格按批準(zhǔn)的焊接工藝指導(dǎo)書的要求施焊，設(shè)置單向或雙向弧形胎架拼裝弧形分段，胎架要有足夠的剛度，并且每節(jié)分段組裝完成后需進(jìn)行復(fù)測(cè)和調(diào)整，以保證分段的線形。

1.2.6 構(gòu)件變形的控制

1)在組裝和連接一個(gè)結(jié)構(gòu)的各個(gè)部分時(shí)，焊接工藝和程序應(yīng)使變形和收縮盡量小并減少結(jié)構(gòu)約束應(yīng)力。要特別注意鋼主梁施焊后產(chǎn)生的變形，制造廠應(yīng)為每一種構(gòu)件的加工創(chuàng)立一個(gè)焊接程序，該程序應(yīng)同接頭焊接工藝和整個(gè)制造方案結(jié)合起來，以加工出符合規(guī)定質(zhì)量要求的構(gòu)件。制造廠應(yīng)將焊接程序和變形控制方案提交建設(shè)單位、監(jiān)理征求意見。在對(duì)收縮有較大拘束條件下進(jìn)行焊接時(shí)，焊縫應(yīng)連續(xù)焊完。

2)構(gòu)件焊接前，宜設(shè)置反變形。當(dāng)構(gòu)件焊接后產(chǎn)生較大的變形，應(yīng)予以矯正。采用熱矯正法時(shí)，矯正溫度不宜超過800℃(一般為600℃～800℃)，應(yīng)自然冷卻到環(huán)境溫度。溫度未降至環(huán)境溫度時(shí)，不得錘擊鋼料。嚴(yán)禁水冷卻。要采取有效措施防止鋼梁由于焊接產(chǎn)生的變形對(duì)鋼梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響以及對(duì)高強(qiáng)螺栓接頭造成不密貼的現(xiàn)象。

2 鋼箱梁橋的養(yǎng)護(hù)

養(yǎng)護(hù)應(yīng)遵守國(guó)家法律法規(guī)及業(yè)務(wù)主管部門涉及的相關(guān)內(nèi)容的規(guī)定和要求，涉及需要專業(yè)養(yǎng)護(hù)資質(zhì)單位進(jìn)行養(yǎng)護(hù)作業(yè)的，要嚴(yán)格按照交通養(yǎng)護(hù)部門有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

1)依照國(guó)家及行業(yè)橋梁養(yǎng)護(hù)制度規(guī)范及時(shí)開展日常養(yǎng)護(hù)，內(nèi)容包括：對(duì)大橋的上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、橋面系及附屬設(shè)施進(jìn)行的日常巡查、經(jīng)常性檢查，實(shí)施清掃保潔、維護(hù)保養(yǎng)及預(yù)防性保養(yǎng)和修補(bǔ)其輕微損壞部分，使大橋保持整潔、完好狀態(tài)；做好大橋的橋面徑流系統(tǒng)日常檢查與日常養(yǎng)護(hù)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)上報(bào)，按設(shè)計(jì)路徑將橋面水排到建設(shè)期修建的收集池內(nèi)。若收集池不能滿足排水需求，由管理單位負(fù)責(zé)整改。因建設(shè)單位整改不及時(shí)或不到位引發(fā)的各類問題由管理單位承擔(dān)全部責(zé)任。

2)建立完善的日常巡查及經(jīng)常性檢查制度，制定日常養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，并將日常養(yǎng)護(hù)情況匯總分析結(jié)果于每月月底前報(bào)送建設(shè)單位，以便及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握橋梁狀況及相關(guān)信息。日常巡查不少于1次/天，要做好巡查記錄，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)安排養(yǎng)護(hù)。經(jīng)常檢查不少于1次/月，汛期應(yīng)增加檢查頻率，要做好經(jīng)常性檢查記錄，并上報(bào)養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)和橋梁養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)橋梁重要部件存在明顯缺損或異常情況時(shí)應(yīng)及時(shí)上報(bào)管理單位，由管理單位安排處置。在巡查、檢查、評(píng)定過程中發(fā)現(xiàn)橋梁重要部件存在明顯缺損、較大隱患時(shí)，及時(shí)報(bào)管理單位，由管理單位負(fù)責(zé)核實(shí)處置，納入橋梁的大中修工程及專項(xiàng)工程實(shí)施。橋梁的定期檢查和特殊檢查由管理單位負(fù)責(zé)實(shí)施并承擔(dān)費(fèi)用。

3)針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋，要根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求制定鋼結(jié)構(gòu)橋?qū)ｉT的防災(zāi)、應(yīng)急預(yù)案，并報(bào)管理單位。定期組織開展鋼結(jié)構(gòu)演練，在出現(xiàn)自然災(zāi)害、重大事故或其他緊急情況時(shí)，要充分發(fā)揮區(qū)域集中調(diào)度優(yōu)勢(shì)，采取有效措施應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，并將發(fā)生事件及臨時(shí)性處置情況及時(shí)通知管理單位。管理單位負(fù)責(zé)組織實(shí)施不可抗力事件的恢復(fù)重建工作。養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的核定與支付：養(yǎng)護(hù)費(fèi)用依據(jù)養(yǎng)護(hù)預(yù)算編制標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，并于每年初由監(jiān)管單位核定。管理單位按照年度核定的金額及時(shí)足額撥付鋼結(jié)構(gòu)橋管理費(fèi)用至養(yǎng)護(hù)單位指定賬戶，以確保養(yǎng)護(hù)單位正常開展管理單位委托的養(yǎng)護(hù)管理工作。管理單位負(fù)責(zé)對(duì)養(yǎng)護(hù)單位上報(bào)的養(yǎng)護(hù)計(jì)劃進(jìn)行備案，負(fù)責(zé)橋梁結(jié)構(gòu)的主體安全，實(shí)施橋梁大中修、專項(xiàng)工程管理以及組織審查重大經(jīng)營(yíng)事項(xiàng)等。養(yǎng)護(hù)單位負(fù)責(zé)具體鋼結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)工作，完善鋼結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)管理制度，加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)管理，確保鋼結(jié)構(gòu)各項(xiàng)管理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

焊接質(zhì)量是鋼箱梁橋施工的關(guān)鍵，而制造加工與安裝更是基礎(chǔ)，必須確保工程質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)由制造相應(yīng)單位運(yùn)至橋位現(xiàn)場(chǎng)指定地點(diǎn)后，由相應(yīng)單位進(jìn)行吊裝，工地焊接必須由原制造加工單位完成。制造加工單位應(yīng)與安裝單位密切配合共同完成鋼箱梁安裝架設(shè)任務(wù)。

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