摘 要：鋼結構工程項目現已遍布在人們生活的各個角落，其中以鋼結構交通通行設施尤為突出。在鋼結構交通設施中，一些造型奇特的橋梁更是成為當地標志性的打卡地熱點，而這些異形橋梁的生產往往具備一定的難度。為此，以某一鋼拱橋為例，對其結構最復雜部位即鋼拱鋼基座的加工研配進行分析，具體對鋼基座制作工藝中的材料選材要求、下料精度要求、拼裝要求、焊接要求和單元件制作要求等方面進行闡述，并對邊拱箱形構件的制作順序和鋼基座整體裝配順序進行分析，為類似工程提供借鑒意義。

關鍵詞：鋼拱;鋼基座;研配;加工;制作順序

中圖分類號：U445.4 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2024）30-0087-04

Abstract： Steel structure engineering projects are now spread across every corner of our lives， among which steel structure transportation facilities are particularly prominent. Among steel structure transportation facilities， some oddly shaped bridges have become local landmark check-in hotspots， and the production of these special-shaped bridges is often difficult. To this end， taking a certain steel arch bridge as an example， the processing and development of the most complex part of its structure （namely the steel base of the steel arch） is analyzed. The material selection requirements， blanking accuracy requirements， assembly requirements， welding requirements， and single component production requirements in the steel base manufacturing process are elaborated. The production sequence of side arch box members and the overall assembly sequence of the steel base are analyzed， providing reference significance for similar projects.

Keywords： steel arch; steel base; grinding and matching; processing; production sequence

鋼結構工程現已成為城市建筑工程及交通設施的首選工程方式，橋梁工程中的鋼箱梁即為其中的一個典型。鋼箱梁工程在生產過程中，主要分為加工制作和現場安裝兩大方向，而加工制作又是現場安裝的基礎，只有加工制作符合設計要求，現場才能完成高精度的安裝工作。凌志強等[1]對斜拉橋異形鋼拱塔的加工制作技術進行了研究，他們以宜興荊邑大橋鋼拱塔為基礎，闡述了鋼拱塔的制作是斜拉橋施工控制的重點項目之一，并在施工中針對拱塔內部結構定位、整體線形及端口控制采取了一系列制造工藝與措施，以供國內外同類工程施工借鑒與不斷完善。張友為[2]對空間變截面拱式鋼塔加工技術進行了研究，從空間變截面拱式鋼塔加工的重點和難點分析入手，詳細闡述了鋼塔的加工工藝流程和操作要點，使鋼斜塔的加工精度得到了良好的控制。劉丹[3]以錦州市云南飛街小凌河大橋為例，介紹了鋼拱塔制作工藝方案，主要包括：板單元和鋼拱塔節(jié)段制作的關鍵工藝、重要措施、控制要點及鋼拱塔節(jié)段預拼裝過程中采取的工藝方案及精度、尺寸、變形控制要點。李興亮等[4]以某一中承式鋼拱橋為例，詳細地介紹了鋼拱肋的加工制作關鍵技術，尤其是鋼拱肋節(jié)段的組裝技術，其鋪設先后順序為大腹板、隔板、頂底板、吊耳節(jié)點、小腹板、斜腹板及其縱肋等。并在最后給出組裝過程中的關鍵技術要求，一為線形控制的關鍵手段即控制零件的精度及地胎的精度，二為焊接控制的關鍵手段即保持待焊區(qū)域的干凈與整潔、引弧板和熄弧板的設置與選擇，以及焊接工藝的評定。王金龍[5]以某50 m跨度簡支鋼拱橋為例，介紹了該工程鋼拱橋單元桿件焊接、節(jié)段組拼、成橋拼裝和防腐處理等關鍵工藝，以及鋼拱橋制造過程中的質量控制措施。

結合以上學者對鋼拱橋、鋼拱塔的加工制作經驗，以某一鋼拱橋施工為例，介紹了異形鋼拱鋼基座加工制作工藝要求，并對鋼拱鋼基座的研配進行了詳細的描述，為類似項目提供借鑒。

1 工程介紹

該項目主航道橋結構為中承式鋼箱拱橋，跨徑布置為（70+260+70） m，邊中跨比接近1/4。中跨矢高65 m，矢跨比為1/4。主拱肋采用懸鏈線設計，拱軸系數1.5，邊跨拱肋設10 m平直段，拱肋段半拱長度60 m，矢高為24.598 m，拱軸系數為2.0。主航道橋為提籃拱構造，邊、中跨拱肋及邊主梁共面設計，均采用1∶5坡率向橋中線傾斜。拱肋為提籃拱結構，拱頂橫向中心距16 m，橫向按1∶5坡率外傾斜。為兼顧美觀和方便加工，拱肋采用等寬變高鋼箱截面設計，鋼箱拱橫向內寬3.2 m。拱肋通過變高適應其受力逐漸增加的要求，拱頂高2.6 m，拱腳加高至4.2 m，內設縱向加勁肋。鋼箱拱肋壁厚從拱頂至拱腳按受力要求變厚，變厚范圍32～60 mm。橋梁整體效果圖如圖1所示。

2.1 材料選材要求

在鋼拱的加工制作中，一般需要主材和輔材2種材料，以及具有構造特點橋梁的其他材料。針對該工程需要的主材有Q345qD材質鋼材、藥芯焊絲及實心焊絲等相關焊材材料、鋼結構防腐涂裝油漆。輔材及其他材料包含焊釘、高強螺栓、斜拉索等。鋼拱主材與輔材的選材應嚴格遵循相關標準及規(guī)范的規(guī)定，并在規(guī)定的環(huán)境范圍內進行主材的加工及輔材的使用，確保橋梁項目的質量終生負責制得到保障。

2.2 下料精度要求

下料是整個加工過程的開始，下料的精度達不到要求時，將會產生錯縫、拼縫不嚴等質量問題，影響下一道工序的進行，所以下料前需要進行一系列的準備工作來確保下料工作的順利進行。在下料過程中還應注意制孔要求，基座中的穿筋孔為避免火焰切割收弧時對母材的傷害，下料時先切割成比直徑小5 mm的孔，后通過搖臂鉆擴至設計直徑。若火焰一次切割成孔，需保證切割面垂直度和切割面粗糙度達到切割質量要求，火焰切割孔徑偏差為±2 mm。

下料的精度主要從主要零件、附屬小件等方面保證，例如首件切割要空行程運行，并對零件輪廓的邊長和對角線進行測量，滿足對應零件的偏差要求。鋼拱頂底板、腹板、隔板等大零件，需標出定位基準線及基準邊，如圖2所示，與圖紙核對無誤后方可下料;下料編程時，編程基準需與零件實際切割基準一致。切割后每件零件均需進行自檢和專檢。加勁板、連接板等附屬小件，需首件報檢合格方可批量開料，在切割過程中進行自查抽檢。

2.3 拼裝要求

在拼裝過程中，應嚴格按排版圖接料，為減小焊接應力，板材坡口嚴格按照排版圖要求切割，板材拼接順序為縱向段先橫縫后縱縫，橫向段先縱縫后橫縫。壁板接料長度不小于1 000 mm，寬度不得小于600 mm，橫向接料焊縫中心線距孔邊緣不宜小于100 mm。要求平齊的對接接頭表面必須精修，在對接接頭中，焊縫表面余高嚴禁超過3 mm。焊接中不應有斷弧，如有斷弧應將?；√幣俪?∶5斜坡，并搭接50 mm再引弧施焊，焊后搭接處應修磨圓順。組裝時應將相鄰焊縫錯開，錯開的最小距離應符合圖3所示的最小距離。

2.4 焊接要求

焊接工作宜在室內進行，環(huán)境濕度應不小于80%，環(huán)境溫度不應低于5 ℃，母材溫度不應低于0 ℃。主要桿件應在組裝后24 h內焊接，如超時應根據不同情況在焊接部位進行清理或去濕處理后方可施焊。

所有的板對接焊縫均應順應力方向打磨勻順，焊縫雙面打磨，打磨方式為先粗磨后精磨，粗磨時磨光機前進及后退方向為焊縫方向，精磨時磨光機運動方向垂直于焊縫方向，嚴禁用百葉輪打磨，打磨后余高不高于母材0.5 mm，不低于母材0.3 mm，粗糙度不高于Ra=50 μm。變板厚對接焊縫只需打磨外側焊縫余高，內側焊縫余高不再打磨。對接焊縫正面焊完后背面用碳弧氣刨清根，并將熔渣清除干凈。多道焊接時，應將前道熔渣清除干凈，經確認無裂紋等缺陷后再繼續(xù)施焊。桿件焊接后，兩端的引熄弧板必須用氣割切掉，并磨平切口，不得損傷桿件。

2.5 單元件制作要求

首先，構件嚴禁隨意開孔，壁板面板下料完成后，要進行尺寸再復核，確保實際下料尺寸滿足工藝偏差要求;其次，按照詳圖要求，對面板內側隔板位置、縱肋位置處進焊前打磨;最后劃出面板的板單元中心線和板單元定位基準線，根據板單元中心線和板單元定位基準線，劃出縱肋定位線（縱肋焊接邊的邊線），按照此線定位縱肋。所有現場件均需研配，按圖紙要求開坡口;現場焊接口位置需禁涂，為方便涂裝車間識別。構件研配下胎前，需對現場焊接位置進行標識，焊縫兩側100 mm范圍內禁涂。

3 鋼基座加工研配

鋼拱鋼基座根據2個邊拱1個中基座的構造特點，將整個鋼基座制作分為4個節(jié)段，分別為2個邊拱基座、1個中基座及基座底埋件（不作研究），中基座、邊拱基座如圖4所示。

3.1 邊拱基座箱形構件制作順序

1）按地胎定位點鋪設下腹板，下腹板加勁焊接并檢驗合格。

2）立隔板并將T肋嵌補段安裝定位。

3）T肋與內弧側蓋板進行研配，保證T肋嵌補段與蓋板T肋對齊，研配后將外側蓋板去除;隔板與T肋嵌補段焊縫加強，并對2道隔板外弧側拉連接撐;2道隔板與T肋嵌補段下胎進行焊接，將焊縫焊接完成并檢驗合格;隔板進行上胎裝配;對已研配的T肋與內弧側蓋板焊接并檢驗合格，安裝內弧側蓋板并焊接主焊縫。

4）外弧側I肋與蓋板焊接并檢驗合格，安裝外弧側蓋板并焊縫主焊縫。

5）焊接隔板與下腹板、內外弧蓋板焊縫。外側蓋板與隔板焊縫檢驗合格后，焊接T肋對接位置焊縫。焊接I肋與隔板焊縫。

6）I肋與上側腹板焊接并檢驗合格，安裝上側腹板并焊接主焊縫。

邊拱基座箱形構件制作順序如圖5所示。

3.2 基座整體裝配順序

1）按地胎定位點鋪設下腹板，下腹板加勁焊接并檢驗合格。

2）立隔板并定位焊接。

3）將邊拱及中支撐對應基座位置的兩側蓋板，按要求裝配。

4）將基座主焊縫及其他焊縫焊接并檢驗合格，將邊拱中支撐之中的隔板及加勁按圖紙裝配。

5）基座內部焊縫焊接完成并檢驗合格后，蓋上側腹板，并焊接主焊縫及內部焊縫。

基座整體裝配順序如圖6所示。

4 結論

通過該項目鋼拱鋼基座加工研配技術的研究，解決了類似鋼拱結構鋼基座加工生產難題，保證了后期安裝施工的精度，主要得到以下結論。

1）在鋼拱鋼基座的整個生產加工過程中，要對原材的選材、下料的精度、焊接的加工等各方面按照相關標準、規(guī)范要求進行生產，對工藝中的要求要嚴格執(zhí)行。

2）在復雜結構的鋼結構生產下，要合理進行制作順序的安排，避免后配件先生產，前配件后生產問題的發(fā)生。

3）在整體裝配時，要做到隨裝配隨檢驗，在檢驗合格之后方可進行下一道工序。

參考文獻：

[1] 凌志強，蘭紅仙，宗志云，等.斜拉橋異形鋼拱塔的加工制作技術[C]//鋼結構與金屬屋面新技術應用.江蘇滬寧鋼機股份有限公司，2015：9.

[2] 張友為.空間變截面拱式鋼塔加工技術[J].天津建設科技，2013，23（5）：68-69.

[3] 劉丹.錦州市云飛南街小凌河大橋鋼拱塔制造技術研究[J].鋼結構，2013，28（6）：64-67.

[4] 李興亮，謝超，李成杰，等.某中承式鋼拱橋加工制作研究[J].科技創(chuàng)新與應用，2024，14（5）：121-124.

[5] 王金龍.50 m跨度鋼拱橋制作技術及質量控制措施[J].科技資訊，2017，15（12）：66-67，69.

作者簡介：盧大勇（1992-），男，工程師。研究方向為鋼結構橋梁工程。