大桥主塔钢箱制作工艺探讨

王世军（铁岭公路工程总公司，辽宁 铁岭 112000）

大桥主塔钢箱制作工艺探讨

王世军
（铁岭公路工程总公司，辽宁 铁岭 112000）

朝阳哨口大桥是一座主塔为钢箱结构的景观大桥。在钢箱焊接过程中发现，主塔钢箱有扭曲现象，索塔钢箱预拼装前发现此问题并及时查找原因，得到了解决。本文针对钢箱材料的选取、制作工艺进行了探讨。

钢箱焊接应力组装；施工步骤；材料的选取

1 工程概况

朝阳哨口大桥是一座景观大桥，主塔设置了2座钢箱索塔，塔身高为33m，塔身纵桥向宽度为变宽3.5m～2.2m，横桥向宽度为2.2m，钢塔下部9.5m高度范围内填充补偿收缩C30混凝土。

2 钢箱索塔的施工步骤

本桥主塔采钢用结构，分五节预制，现场拼装焊接。吊装、焊接过程中，搭设临时支架对钢箱进行支护，A1、A2节安装完成后，在塔身内浇筑C30混凝土，待混凝土强度达到设计强度的80%后，再进行BCD节的吊装焊接作业，临时支护在吊索张拉完成之后予以拆除。操作流程为：箱体预制―A节拼装、焊接―B节拼装、焊接―塔内C30混凝土浇筑―B节拼装焊接―C节拼装焊接―D节拼装焊接。

3 材料的选取

中塔柱和上塔柱均采用Q345qD钢材。下塔柱（A节）采用Q345qD钢材填充C30混凝土。 螺栓采用高强螺栓摩擦面抗滑移系数出厂时不低于0.55，现场安装时不低于0.45。

4 主要施工工艺

（1）施工放样尺寸1：1，放出有关的节点，连接尺寸，控制号料、弯制、剪切、铣刨、钻孔和组装。

（2）下料加工设备为数控切割机、半自动切割机。主要构件及异性构件有数控进行加工以确保几何外形尺寸。

切割完毕的构件在组装前进行矫正成型。采用热加工成型，加热温度至700℃-800℃进行加工矫形自然冷却。

（3）制孔采用摇臂钻、磁力钻等设备。孔加工精度要求达到H12，孔壁表面粗糙Ra应不大于12.5μm，孔径及孔距允许偏差应符合设计及相关执行标准。

（4）构件组装

根据构件的几何尺寸搭设组装构件平台。

（5）焊接

①调整底板高度，上胎、加劲肋进行定位，并点固焊。加劲肋的焊接按照同一方向进行焊接，焊接完毕后进行构件矫形，加热温度至700℃～800℃进行加工矫形自然冷却。矫形完备后腹板盖板整体组装箱形体加设定位码板固焊后进行检查。

②焊接作业顺序：由两组焊工由底板中间向两侧腹板方向焊接；在纵向上，由两组焊工从中间向两侧进行施焊。实际施工过程中，只有一组焊工在施工作业，没有严格按照施工方案进行施工。

③进行焊前预热，构件须在环境温度5℃以上及相对湿度80%以下时，进行焊接作业；本桥钢箱焊接在工厂半封闭车间内进行，室温处于可调控状态并辅助人工局部预热。当车间温度低于5℃时，缝口40mm～50mm范围内应采取人工加温措施；预热区在焊道的两侧不小于 100mm。实际施工过程中，管理人员及作业人员图省事，没有严格按照操作程序对焊接材料进行先预热后施焊。

（6）钢塔体箱对接，钢塔体腹板与顶底板焊接，拱脚与预埋钢板的焊接及等厚度、不等厚度连接等采用焊缝等级一级，其他位置的焊缝及角焊缝为二级，焊缝的连续、匀顺。

（7）选用设备为埋弧自动焊

①焊材为H08MnA（5.0）SJ101q焊剂；CO2气保焊ER50-6（φ1.2）及CO2气保焊AT-YJ502q（药芯φ1.2）施焊环境控制时温度：≥20℃；湿度：≤80%；层间温度：20～200℃。

②施焊前彻底清理待焊区的铁锈、氧化铁皮、油污、水份等杂质合格后进行焊接。

③箱体焊接使用双数焊工从中间逐渐向外，左右对称进行施工，多层焊缝应连续施工，每次焊道焊接完毕应及时清理检查清除缺陷后继续焊接，多层焊起落点要错开。焊接时，严格控制层间温度，采用点温计在焊接过程中进行监控。

（8）拼装：塔体各部分组装焊接完后，进行矫正、检验，验收合格后根据本工程特点在各节连接处（如B节与C节连接）安装定位装置编号定位。

图1

图2

结语

通过对大桥钢箱的施工方案及施工工艺的分析，并结合施工现场的实际情况得到如下结论：

（1）在钢箱箱体施焊过程中，焊工未严格按照双数焊工从中间逐渐向外，左右对称进行施焊的施工工艺要求进行，致使钢板焊接产生的应力分布不均匀，钢箱整体挠度发生变化，是问题产生的主要原因。

（2）箱体焊接的母材焊前预热效果不理想也是影响钢箱焊接质量的一个重要因素。

[1] JTJ/T F50-2011，公路桥涵施工技术规范[S].

[2] GB 50250－2001，钢结构工程施工及验收规范[S].

[3] GB 50201－2012，钢结构工程质量检验评定标准[S].

[4]朝阳哨口大桥景观亮化工程施工图设计[Z].

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