李 誠

（中國水利水電第十四工程局有限公司機(jī)電安裝事業(yè)部，云南 昆明 650032）

1 概述

昆明三環(huán)樞紐工程，項(xiàng)目共分B匝道（共2聯(lián)）、D匝道（共2聯(lián)）、E匝道、F匝道、G匝道、H匝道（共2聯(lián)）、高架橋、主線橋（左右共2幅）共計(jì)8座橋，合計(jì)12聯(lián)鋼箱及鋼混組合梁，主材質(zhì)Q345qD,鋼梁約9 600 t。各匝道平面位置示意圖見圖1。

圖1 昆明三環(huán)樞紐工程各匝道平面示意圖

該工程項(xiàng)目具有以下特點(diǎn)：

鋼梁主梁部分縱向連接主要為高強(qiáng)度螺栓連接，制作精度直接影響橋位安裝及成橋線型。因此要求較高的制作精度。由于橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)有坡度，該項(xiàng)目又具有變橫坡結(jié)構(gòu)，要求線性控制也會影響制造精度控制。同時箱型鋼梁內(nèi)的加筋板焊接會產(chǎn)生較大焊接應(yīng)力導(dǎo)致焊接變形。使得控制精度成為該項(xiàng)目的難點(diǎn)。

2 鋼箱梁的優(yōu)點(diǎn)

（1）箱梁抗壓強(qiáng)度強(qiáng)，且內(nèi)部空心，在滿足質(zhì)量要求同時比現(xiàn)澆混凝土自重輕；

（2）鋼箱梁施工便捷，因鋼箱梁制作在加工廠內(nèi)完成，現(xiàn)場主要為吊裝及組裝焊接工序，減少了混凝土支設(shè)模板、綁扎鋼筋等作業(yè)，縮短了現(xiàn)場安裝施工周期；

（3）隨著人工費(fèi)的增長，鋼箱梁的制作費(fèi)用相對現(xiàn)澆梁的制作費(fèi)用較低；

（4）鋼材能耗低、可回收利用，符合綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展等特點(diǎn)而受到更多廣泛的應(yīng)用；

只有做好其質(zhì)量控制才能發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)。

3 結(jié)構(gòu)簡介

如圖2所示為該項(xiàng)目B匝道橫截面圖，底板、隔板、腹板、頂板組成該主梁部分，主梁的縱向由高強(qiáng)度螺栓連接，橫向之間由橫梁通過焊接的方式連接，兩端為挑梁，也是通過焊接與主梁連接。

圖2 昆明三環(huán)樞紐工程B匝道橫截面圖

4 制作工藝流程

該項(xiàng)目的制作工藝流程如圖3所示。

圖3 鋼箱梁制作工藝流程圖

5 各環(huán)節(jié)易出現(xiàn)的質(zhì)量問題及解決措施

5.1 下料

5.1.1 問題

鋼箱梁主要采用數(shù)控進(jìn)行下料，在下料過程中容易出現(xiàn)尺寸偏差進(jìn)而影響后續(xù)生產(chǎn)質(zhì)量。

5.1.2 解決措施

在下料前應(yīng)提前做好圖紙的審核工作，確認(rèn)輸入排料軟件的CAD圖沒有問題。同時做好數(shù)控切割機(jī)的校準(zhǔn)。校準(zhǔn)其基準(zhǔn)點(diǎn)及偏差。下料成型板件應(yīng)檢驗(yàn)其關(guān)鍵尺寸。

5.2 組拼

5.2.1 問題

（1）箱梁制造時，若組裝順序不當(dāng)，則會產(chǎn)生較大應(yīng)力；

（2）箱梁制作時，定位不準(zhǔn)，造成最終箱體尺寸偏差較大。

5.2.2 解決措施

（1）為消除或減小應(yīng)力，組裝時遵循由中間向外側(cè)的組裝順序：先將箱梁中部的橫梁、橫隔板、端腹板定位于底板上，以此為界沿橫向方向分上下兩個工作面同時進(jìn)行組裝，組裝順序依次為：內(nèi)隔板（橫梁、橫隔板、端腹板）→腹板→頂板。組裝時各構(gòu)件應(yīng)在自由狀態(tài)下裝配，允許正常的、力量不大的頂和拉，但要防止強(qiáng)行頂拉造成過大的內(nèi)應(yīng)力；

（2）將底板置于胎架平面，以底板縱軸線為基準(zhǔn)，進(jìn)行隔板腹板定位，要求隔板與底板、隔板與腹板必須垂直，用吊線錘及大角尺檢查；間隙超過1.0 mm的部位用拉碼調(diào)節(jié)，使所有拼對間隙不大于1.0 mm，用塞尺檢查。最后頂板組裝，要求隔板與頂板、頂板與腹板必須貼密，并保證頂板的坡度及扭曲符合圖紙要求。

5.3 焊接

5.3.1 問題

（1）焊接會引起桿件收縮；

（2）焊接是鋼箱梁制造質(zhì)量控制的關(guān)鍵，鋼箱梁的焊縫多，焊接量大，必然使焊件產(chǎn)生應(yīng)力，從而引起焊接變形。因焊接應(yīng)力和焊接變形是形成各種焊接裂紋的重要因素，同時又是造成焊接接頭熱應(yīng)變脆化的根源，并且影響結(jié)構(gòu)的尺寸精度和穩(wěn)定性。因此控制焊接變形、減小焊接應(yīng)力是焊接控制的主要目標(biāo)之一。

5.3.2 解決措施

（1）在處理下料圖時即留好焊接收縮余量。

（2）采取合理的焊接工藝減少變形

1）在施焊前要制定完整、合理、經(jīng)濟(jì)的焊接工藝，控制焊接應(yīng)力及焊接變形。焊接工藝包括：根據(jù)產(chǎn)品圖紙的技術(shù)要求，選擇合適的焊接方法、坡口形式、焊接材料、裝焊順序及裝卡量具和焊接工藝參數(shù)。

2）鋼箱梁結(jié)構(gòu)件多為工字形、T形或箱形截面，焊接時翼板多向內(nèi)側(cè)發(fā)生弧形彎曲變形，要求采用分段退焊法或多層階梯形焊接法，盡量減輕焊接變形，先內(nèi)后外、先下后上、由中心向兩邊施焊的原則。

3）施工前箱梁整體構(gòu)件圖紙進(jìn)行熟悉，并根據(jù)質(zhì)量控制目標(biāo)進(jìn)行反變形工裝圖設(shè)計(jì)，如圖4所示。

圖4 反變形工裝應(yīng)用實(shí)例圖

4）焊接由偶數(shù)名焊工對稱施焊，遵循分區(qū)對稱焊接、由中間向兩邊擴(kuò)散的原則。以鋼箱梁中心線（或隔板、橫梁）、主梁中心線等為界，將整個鋼箱梁劃分為幾個對稱的焊接區(qū)域，焊接時必須由中心向外側(cè)對稱分段逆向施焊。

5）要求焊工嚴(yán)格按工藝卡中的規(guī)定采用統(tǒng)一的焊接工藝參數(shù)，包括焊條種類、牌號和直徑；焊接電流的種類、極性和大??；焊接電壓；焊接速度；焊道層次和每層焊道數(shù)目等，以控制對稱位置的焊接線能量基本相同。

6）技術(shù)人員對鋼箱梁的變形隨時進(jìn)行檢測，定時用水平儀觀測鋼箱梁變形及焊接收縮情況，以便隨時發(fā)現(xiàn)問題并及時處理。

5.4 節(jié)段間連接孔的鉆制

5.4.1 問題

該項(xiàng)目主箱梁之間縱向采用高強(qiáng)螺栓栓接，節(jié)段間的孔位精度不達(dá)標(biāo)，易造成最終橋體安裝時，無法達(dá)到設(shè)計(jì)圖要求的坡比，拱度等。影響成橋的幾何線性。

5.4.2 解決措施

采用“后孔法”制作措施，先將主箱梁的部分孔群鉆出作為基準(zhǔn)，在胎架上進(jìn)行試拼裝再將余下孔群鉆出。節(jié)段間的連接板亦采用此操作。對于一些肋板等組裝好不易鉆孔的部位，可以按照相關(guān)規(guī)范先截?cái)啵@孔后再在最終階段進(jìn)行組拼。

5.5 試拼裝胎架

5.5.1 問題

拼裝胎架的線性直接影響著鋼箱梁的制造線形（扁平鋼箱梁制造線形精度控制技術(shù)）。在胎架上預(yù)拼裝時，會發(fā)生沉降，變形也會影響到成橋的線形。

5.5.2 解決措施

（1）胎架設(shè)計(jì)時，需根據(jù)承載力，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)需要的工字鋼及工裝，保證胎架的剛度和足夠的承載力。且按照其隔板，腹板的位置布置縱橫基準(zhǔn)網(wǎng)，形成胎架的線性和控制測量點(diǎn)。

（2）在預(yù)拼裝前，應(yīng)對提前準(zhǔn)備好的胎架的標(biāo)高、線性、控制點(diǎn)坐標(biāo)做好檢測。

（3）在預(yù)拼裝時，每上一個板單元，承載力會發(fā)生變化，應(yīng)及時做好檢測，并進(jìn)行調(diào)整。

6 結(jié)語

通過對鋼箱梁制作過程中的質(zhì)量問題分析，不斷改進(jìn)自身工藝，同時形成理論數(shù)據(jù)，為今后同類產(chǎn)品的制作提供了依據(jù)。提高了我司產(chǎn)品質(zhì)量，避免了返工，提升生產(chǎn)效率，提高經(jīng)營效益。同時對質(zhì)量的關(guān)注，提高了車間工人的質(zhì)量意識，為公司后續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。