城市高架钢箱梁制作与安装施工技术

宫润喜 中铁十二局集团第四工程有限公司

1.工程概况

太原市环线道路建设工程南中环钢结构连续梁钢箱梁工程属单箱单室全焊接结构，西北匝道钢箱梁Pwn14～Pwn17总弧线长度为85.8m，即（3×28.6m）、西北匝道钢箱梁Pwn11～Pwn14总弧线长度为88.796 m，即（28.96+30.258+29.578m）、北东匝道钢箱梁Pne6～Pne9 总弧线长度为90 m，即（3×30 m）、北东匝道钢箱梁Pne 9～Pne 12总弧线长度81.335 m，即（25.68+29.695+25.96m）。主箱室两侧沿全线布置悬挑，其每侧悬挑宽度为1437mm。顶底板均设置300mm标准间距的板肋，沿主箱通长布置；腹板设置两道板肋，间距为722mm和739mm两种，沿主箱全长布置，但在横隔板处断开焊接；主钢箱内间隔布置横隔板和横向加劲肋，标准间距为3000mm。

2.工程的重点、难点分析

本工程匝道钢箱梁1800余吨，属全焊单箱单室大截面连续钢箱梁，焊缝数量众多，焊接工作量大；钢箱梁全宽达9300mm，箱室宽度达6426mm，无法实现厂内整箱室制作，整体运输到现场；NE匝道钢箱梁和WN匝道钢箱梁双层叠加，其安装高度达25.6m，其吊装难度和高空作业难度大；本工程正遇雨季施工，缩短了施工周期，加大了各种不可预测的施工难度。

3.高架钢箱梁制作

3.1 高架钢箱梁制作要求

本工程钢箱梁均采用Q345qD材质，其各项性能均应符合《桥梁用结构钢》（GB/T 714-2015）[1]的要求，本工程所选择用的焊材必须是经焊接工艺评定和焊接试验合格，与本工程母材相匹配的焊材。无论是埋弧焊丝、焊剂、CO2气体保护焊丝，还是手工焊条，均应符合相应的国标要求。

焊接前，必须对焊剂或焊条进行烘干，焊剂或焊条重复烘干次数≤2次，严禁使用未烘干的焊剂或焊条进行施焊。

3.2 钢板对接

钢板下料检查合格后，按接料单进行顶、腹板及隔板的对接。对接焊缝施焊前，必须在焊缝延长端加设同材质、同厚度、宽度≥80mm、长度≥100mm的引、熄弧板。使用埋弧焊接，板材对接时根据钢板厚度可根据设计要求及焊接工艺评定的坡口形式进行焊接，一般为V坡口、Y坡口和X坡口。焊接前为防止焊接变形，根据板厚预设3°～5°反变形量。

不论顶板、底板，还是腹板，在不等厚对接时，均为内平齐，保证室内尺寸一致。不等厚钢板对接按照1：8进行变坡处理。焊接完成后要及时标注钢板使用方向，防止钢板反方向上胎组拼。

3.3 钢板焊接组件的矫正

钢板接料后组件根据检查结果进行矫正，可以使用火焰矫正和机械矫正的方法进行矫正，经过矫正后要求钢板的表面无明显的损伤和凹面，钢板表面划痕深度应≤0.5mm。

3.4 顶板、底板、腹板单元组件制作

当板接料探伤并矫正检查合格后，即可进行顶板单元、底板单元件的组拼和焊接工序；顶板组件单元由顶板与板肋组成，底板单元由底板和板肋组成。

顶板与板肋组拼定位焊接，均应在板肋定位组装设备上按图纸进行组装；底板单元在平台上进行板肋与主部件的组拼。板单元件下料经检查合格后将主部件置于组拼胎具或设备上，调整好定位组拼设备或在主部件上划出待拼加劲肋的定位尺寸线，然后顶紧压牢。经自检合格后，进行定位焊接。定位焊接所采用焊材应与母材相匹配，焊脚高度不得大于设计焊脚高度的2/3，且构件端部转角处50mm范围内不得有定位焊缝，定位焊缝间距一般为400～600mm为宜。

顶、底板单元的拼焊将顶、底板放在板肋定位组装设备平台上，并按图纸尺寸调整好板肋紧固头位置，然后将板肋置于顶板上待组拼位置，并逐渐将板肋紧固头向下慢慢顶紧。顶紧后再用盒尺对板肋定位位置的尺寸进行检查。检查无误后，点固焊出胎。

3.5 横隔板（肋）单元件的拼焊

横隔板（肋）下料合格后，用火焰切割出工艺孔，并按施工图纸要求焊接工艺孔加劲肋。然后按施工图纸尺寸划出一侧纵横向的加劲板的定位尺寸线，并组拼定位焊本侧的加劲板；按上述方法组拼定位焊另一侧加劲板。最后由内向外，先横向后纵向的方法进行加劲板的焊接。为了减少热输入量，降低隔板单元变形量，可以采用分段焊接的方法进行施焊。焊接选用CO2实芯气保焊丝进行焊接。

焊后根据变形情况，进行横隔板单元件的矫正工作，矫正采用火焰矫正的方法进行，矫正火焰的加热温度要保持在600～800℃，不允出现过烧的情况，热矫正完成后要缓慢的进行冷却，在温度下降到室内温度之前，不能采用冷水急冷，矫正后钢材的表面不能出现明显的损伤，深度要控制在0.5mm内。

4.高架钢箱梁安装施工技术

4.1 钢箱梁吊耳的布置

钢箱梁吊装用吊耳的设置位置按钢箱梁吊装段内横隔板位置进行设置。吊耳的型式：顶板设置吊耳，其位置对正箱内顶板横隔板。

本工程吊装时，采用400t汽车吊吊装，钢箱梁吊装段最大质量按100t（两侧对称构件）进行设计。构件两端各设2个吊耳，且对称布置。

4.2 钢箱梁现场拼焊施工方案

桥型胎搭设、加固并验胎合格后。顶板、底板、腹板、横隔板等单元组件已制作完成并运至现场桥型胎附近指定位置。装配时所使用25t汽车吊检查合格，现场行车道修整完毕，并保证畅通无阻。顶板、底板、腹板进行胎上定位，定位基准线以及关键中心线打上样冲眼。组装时，宽度方向上将道路中心线作为定位基准线，高度方向上以底板、顶板、腹板为基准定位，长度方向上将节段间中心线作为定位基准。

4.3 钢箱梁焊接

钢箱梁组拼检验合格后，按焊接顺序及本工程焊接工艺进行焊接施工。焊接时，应将节段与节段之间加以点焊临时固定，然后再进行焊接。钢箱梁焊接时，必须按焊接工艺中规定的焊接位置、焊接顺序及焊接方向施焊，不得随意施焊。

在组拼钢箱梁时，所有的零件和单元剪都需要利用定位焊进行组装，然后再焊接成整体结构，定位焊的质量会直接影响产品的质量和焊缝的质量，因此要充分的重视。在进行定位焊之前要根据焊接工艺和图纸对焊件的坡口尺寸、几何尺寸、焊接缝隙、焊接部位等情况进行清理。检查合格后进行组拼及定位焊接，否则不得进行定位焊接。定位焊缝不能出现夹渣、裂纹、焊瘤、焊偏等缺陷，咬边深度不得大于0.5mm。定位焊缝应布置在焊道内，并应由持合格证的焊工施焊。

4.4 焊缝磨修和返修

焊缝施焊完毕后，及时使用气隔将焊缝两端的熄弧板、引弧板割掉，将切口磨平，焊脚的尺寸要控制在允许的焊缝偏差内。当焊缝超差＞1mm时，要立即将咬边磨顺，对于检查后发现超出负偏差或焊缝咬边＞1mm时要立即使用手弧焊返修焊缝，如果需要对焊缝进行返修，需要将焊缝两端刨成小于1：5的斜坡，然后在进行焊接施工。焊接完成后要立即将其磨顺，并按照要求进行检查，焊缝的返修此时要求控制在两次以内。

5.结束语

总而言之，在城市钢架桥钢箱梁制作和安装施工时，要合理的制定吊装方案，并做好钢箱梁接头的设计工作，合理的确定吊点位置，并选择相应的钢筋绳，只有合理的运用各项化工技术，才能顺利完成高架桥钢箱梁的安装。本工程采用上述方法进行施工，取得了良好的施工效果，值得类似工程借鉴和参考。