高坎渾河大橋鋼箱梁制造
2017-12-04
1 箱梁結(jié)構(gòu)概述
高坎渾河大橋主橋橋型為主跨180m的四跨連續(xù)獨(dú)塔自錨式鋼箱梁懸索橋，總長456m。鋼箱梁采用整體式帶挑臂扁平箱形斷面。箱梁頂寬42.54m，底寬32.2m，標(biāo)準(zhǔn)梁高4.0m，標(biāo)準(zhǔn)梁段長度為9m。全橋鋼箱梁共劃分為A1～A14、B～J、K1～K3、L、M，共計(jì)28種類型、55個梁段。每一個梁段由頂板單元、底板單元、斜底板單元、橫隔板單元、縱隔板單元、挑臂等組成。鋼箱梁主體結(jié)構(gòu)采用Q345D和Q345E鋼材。
鋼箱梁橫截面圖
2 箱梁的制造工藝
鋼箱梁制造分三個階段：即板單元制造、梁段制造、橋上連接。根據(jù)鋼箱梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，綜合考慮運(yùn)輸條件因素，確定板單元在工廠車間內(nèi)制造，以便發(fā)揮設(shè)備優(yōu)勢，保證板單元的質(zhì)量。梁段制造在橋位附近拼裝場完成。橋上梁段間焊接及栓接在梁段吊裝到頂推平臺上就位后完成。鋼箱梁制造采用“板單元制造→板單元運(yùn)輸→多梁段連續(xù)匹配組焊及預(yù)拼裝→涂裝→梁段運(yùn)輸→在橋端平臺上完成梁段整體焊接→拖拉就位→橋上環(huán)扣焊接及栓接→環(huán)縫補(bǔ)涂→最終涂裝”的程序。
2.1 板單元制造
在板單元制造中，按照頂板單元→底板單元→橫隔板單元→挑臂單元→腹板單元的順序進(jìn)行施工。每種板單元按照下料→矯正→組裝→焊接→修整的順序進(jìn)行。
2.2 梁段制造
在梁段制造中，按照底板、斜底板→橫縱隔板→錨腹板→頂板→挑臂塊體→組焊臨時吊耳、臨時連接件、附屬結(jié)構(gòu)的順序進(jìn)行施工。組裝以胎架為外胎，以橫隔板為內(nèi)胎，重點(diǎn)控制橋梁的線形、鋼箱梁幾何形狀和尺寸精度、相鄰接口的精確匹配。受運(yùn)輸條件限制，每個梁段沿橫橋向劃分成5段制造。5段在總拼胎架上匹配成型整體下胎涂裝后分別由運(yùn)輸車運(yùn)至拼裝平臺。
梁段拼裝重點(diǎn)控制橋梁的線形、錨箱位置精度、鋼箱梁幾何形狀和尺寸精度、相鄰接口的精確匹配等。為減少占用總裝胎架時間，縮短總裝周期，同時減少橫向焊接收縮量，頂板和底板單元在上胎前先在板塊拼裝胎架上兩兩拼成板塊。
2.2.1 頂?shù)装鍐卧訉捊M焊
在頂?shù)装鍐卧獏⑴c梁段組裝前，先在專用胎架上將兩塊頂板單元（或底板單元）拼焊成一個吊裝板塊。為減少焊接變形和火焰修整量，在板單元拼接焊縫處向上預(yù)留焊接反變形量（根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整），以保證板單元的平面度。
組裝前檢查每塊板單元上的定位基線。橫向定位時板單元寬度方向預(yù)留焊接收縮量?？v向?qū)RU肋組裝基線和坡口定位端，控制板單元定位端的直線度，同時嚴(yán)格控制頂?shù)装鍐卧系耐恢脵M隔板上接板錯位量小于0.5mm。
2.2.2 組焊底板單元
將中間底板單元置于胎架上，在無日照影響的條件下使用經(jīng)緯儀使其橫、縱基線與胎架上的基線精確對齊，靠近橫基線端底板與胎架牙板點(diǎn)焊固定，確保底板橫縱向位置不會滑動。
2.2.3 組焊邊底板
依次對稱組焊兩側(cè)底板單元及斜底板單元，焊接時嚴(yán)格執(zhí)行《焊接工藝規(guī)程》，對稱施焊。
2.2.4 組焊中央直腹板、中間橫隔板、內(nèi)側(cè)直腹板單元
以底板的橫、縱基線為基準(zhǔn)，按順序先組裝中央直腹板和中橫隔板，并焊接其與底板的焊縫；然后再依次組裝內(nèi)側(cè)直腹板單元，并用經(jīng)緯儀檢查各單元的端部角度和直線度，焊接時要從梁段中間向兩側(cè)對稱施焊。
2.2.5 組焊邊橫隔板、外側(cè)直腹板單元
以底板的橫、縱基線為基準(zhǔn)，按順序先組裝邊橫隔板及外側(cè)直腹板單元，并焊接其與底板的焊縫；并用經(jīng)緯儀檢查各單元的端部角度和直線度，焊接時從梁段中間向兩側(cè)對稱施焊。
2.2.6 組焊中間頂板單元
精確定位并組裝中間頂板單元，保證梁段中心高度及橋面橫坡。首先焊接頂板縱向?qū)雍缚p，再焊接橫隔板與頂板焊縫，并預(yù)留焊縫收縮量，以保證梁高。
2.2.7 組焊邊頂板、挑臂板單元
依次組裝邊頂板、挑臂板單元，施焊各頂板間縱向?qū)雍缚p及隔板與頂板焊縫，焊接須按順序進(jìn)行以減少梁段變形。
2.2.8 組裝臨時吊耳、臨時連接件、橋面系、預(yù)留預(yù)埋等附屬設(shè)施
待梁段預(yù)拼裝合格后，根據(jù)梁段的制造長度，配切預(yù)留端坡口。組焊橋面附屬件及工地臨時匹配件和臨時吊耳，然后解體下胎。在無腹板的塊體上加臨時支撐，增強(qiáng)剛度，保證在運(yùn)輸過程中梁段塊體不發(fā)生變形。
2.2.9 橋位組拼
鋼梁場運(yùn)輸鋼箱梁塊段→提升站提升鋼箱梁塊段→拼裝平臺上拼裝焊接鋼箱梁成整體節(jié)段→利用墩頂拖拉系統(tǒng)沿滑道將拼裝完成鋼箱梁節(jié)段拉至設(shè)計(jì)位置→起頂鋼箱梁、抽出滑塊，落梁至設(shè)計(jì)高程后現(xiàn)場抄墊，將待架箱梁與已拼裝鋼梁對接環(huán)焊→依次類推將整個鋼箱梁架設(shè)拼裝完成。
2.3 制造要點(diǎn)
鋼箱梁焊接順序：為保證鋼箱梁的外形和幾何尺寸，防止產(chǎn)生過大的內(nèi)應(yīng)力，鋼箱梁焊接須分步進(jìn)行，并遵循先內(nèi)后外、先下后上、由中心向兩邊的施焊原則。優(yōu)先選用COB2B焊方法，同時全面采用陶質(zhì)襯墊單面焊雙面成型的焊接工藝。
組裝時基線至基線或吊點(diǎn)至吊點(diǎn)的距離要準(zhǔn)確預(yù)留各項(xiàng)余量，確保梁段的長度和相鄰吊點(diǎn)間距精度。相鄰吊裝段間兩吊點(diǎn)縱距=理論尺寸+焊接收縮量+工藝間隙。
板單元組裝定位：為控制鋼箱梁的組裝精度，減小溫差影響，橋梁中心線處底板單元、頂板單元、錨腹板單元的定位組裝均須在無日照影響時進(jìn)行。
頂（底）板單元、橫隔板單元、錨腹板單元的組裝定位除與基線對準(zhǔn)外，還應(yīng)用激光經(jīng)緯儀檢測，重點(diǎn)控制縱向直線度和端口與中心線垂直度，嚴(yán)格控制吊點(diǎn)縱、橫向中心距。
3 結(jié)束語
本文以沈陽四環(huán)高坎渾河大橋?yàn)槔撌隽虽撓淞旱闹谱鞴に?，鋼箱梁的制造在整個橋梁建設(shè)中是非常重要的，其制造精度直接影響到梁段的幾何尺寸和相鄰梁段箱口間的匹配精度這對將來整個橋梁的空間線型的起著控制作用。這就要求我們在施工中要具有高度的責(zé)任感，和對科學(xué)技術(shù)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，不斷在技術(shù)上總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷創(chuàng)新，相信科學(xué)技術(shù)，依靠科學(xué)技術(shù)，使我們的施工技術(shù)不斷向前發(fā)展。
