马建为
江苏沪宁钢机股份有限公司， 江苏 宜兴 214231
摘要：本文介绍了钱皋路106m钢桁架、46m钢箱梁桥结构体系，着重介绍了钢桁架弦杆的加工制作过程、箱梁的加工制作过程以及为了保证现场的安装质量、施工进度对钢桁架、钢箱梁进行厂里预拼装。其目的为后续各项工作的快速展开提供保障。
关键词：钢桁架 钢箱梁 加工制作 预拼装
一、工程概况
1.1项目概况
钱皋路位于北塘区及惠山区交界处，设计起点为规划会北路交叉口（K2+080），设计终点为广石路交叉口（K3+560），线路全长约为1.5km，设计规划的红线范围宽度为40m，南北方向为城市主干道，设计时速为50km/h。
京杭运河大桥横跨杨岸河、京杭大运河以及穿越运河西路，桥的跨径布置为5x23.2m连续小箱梁+46m 简支钢箱梁+106m 钢结构主桥+4x29m 连续小箱梁。
1.2 京杭运河 106m 钢桁架桥结构概况
京杭运河钢桁架桥的主桥结构形式是由钢拱桁架与桥面T型梁两者组合，主桥跨度为106m。横向采用三片主桁结构，桁间距各13.6m， 加两侧挑臂总宽36.16m，节间距11.1m和12m。边桁拱肋矢高17.5m，中桁拱肋矢高17.413m。 桁架下弦杆件、拱肋杆件截面类型为箱型，腹杆截面类型为H型。主桥在6＃、7＃墩之间，桥梁位于平面的直线段上，立面位于线路半径2500m圆曲线上。
1.3京杭运河46m钢箱梁桥结构体系
钢箱梁由左、右两幅构成且左、右两幅钢箱梁关于线路中心线对称。桥梁跨度为46m，桥梁位于道路平面曲线的直线段。主体钢结构材质为Q345qD，箱梁横断面采用单箱双室结构，底板面为水平设置，顶板面设1.5%的单向横坡，桥梁中心线处梁高1720mm，跨中局部加高至1724mm；梁顶面总宽18070mm，梁底面总宽10080mm，与托架底相接时加宽10280mm；钢箱内侧挑臂长度为3990mm，外侧挑臂长度为4080mm。主钢箱梁的顶板采用正交异性结构，顶板板厚为16mm。顶板下部采用“U”形肋加劲，其余位置采用板式加劲肋；跨中处底板板厚24mm，支点处底板板厚20mm，底板均采用板式肋加劲；跨中处腹板板厚16mm，支点处腹板板厚20mm。钢箱梁悬臂采用托架结构，托架底板厚16mm，底板宽380mm，腹板厚度为16mm。钢箱梁标准段纵向每3.0m设一道中间横隔板。横隔板板厚16mm，隔板中部开设人孔。在支点处设支点横隔板，支点处隔板板厚为32mm。
二、钢桁梁桥和钢箱梁桥工厂加工制作总体思路
2.1加工制作总体工艺流程 如图2-1所示
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图2-1 加工制作总体工艺流程
2.2主钢桁架加工制作总体思路
1、钢拱桁架在工厂加工制作时先加工成一个个板单元，再进行板单元组装合拢，从而减少焊接变形，提高单件的加工精度。
1) 首先要从材料入手严把质量关，要确保钢板的材质、厚度、外形尺寸以及表面平整度满足相关要求。
2) 然后通过对各加工工序制作过程的控制，如安装定位的划线（为保证定位的准确性定位时采用钢针），组装的精度（采用工装）、焊接变形量的控制（采用两边对称、分中的施焊方法控制焊接时的收缩应力）、钻孔的精度（采用数控钻必要时采用钻模套钻的方法）等。
2、上弦杆采用“反造”，下弦杆采用“正造”。
3、对每片桁架进行预拼装，并进行制孔。螺栓孔应尽量选择在预拼装时配钻，需预先制孔时应优先借助钻模制孔。
2.3 桥面系加工制作总体思路
桥面系制作时先进行桥面板单元和 T 形横梁的单独制作，然后再采用“反造法”将两者进行组装。因受反变形胎架宽度的限制，桥面板单元制作时又先沿宽度方向细分为4个小块板单元，每个小块板单元制作完成后，所有小块板单元通长反置在胎架上，U 肋端口之间通过高强螺栓和冲钉连接进行临时定位，最后统一划制T形横梁定位线，并安装T梁。如图2-2所示
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图2-2 面系反造结构示意图
三、钢桁梁及钢箱梁的加工制作
根据钢桁梁结构的分解划分可知，钢桁梁的构件形式主要可分为以下几种：整体节点焊接箱形上、下弦杆件；焊接H型腹杆杆件；拼节板；节点板等结构。
钢桁架的加工制作可分为二个步骤进行。第一步：先进行杆件、节点板拼接板的工厂加工制造；第二步：再分轮次在拼装场地按轮次进行试装，根据钢桁架的结构特点及外形尺寸、杆件、节点重量，综合考虑加工制作场地、设备和运输能力等因素，合理安排钢桁架的杆件、节点板拼接板等加工场地布置。
3.1H型斜腹杆加工制作
1）零件下料、拼板。
2）组装H型构件。
3）H型构件的焊接、构件矫正。
4）H型构件的制孔。
5）构件应力消除、测量验收、标识、存放。
3.2主桁架弦杆加工制作
上弦杆分段制作时先进行顶/底/腹板单元的制作，然后采用反造法将各板单元组装为一体。
1)将顶板单元反置于胎架上，如图3-1所示。
2) 安装隔板单元，如图3-2所示。
3)安装两侧腹板单元，如图3-3所示。
4)安装底板单元（盖板单元），如图3-4所示。
图3-1 图3-2
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图3-3 图3-4
3.3钢箱梁单元加工制作
1）安装箱梁顶底板单元。
2）安装箱梁隔板单元。
3）安装箱梁腹板单元。
4）把各制作单元进行组装焊接，制作成一个钢箱梁分段。
四、构件工厂预拼装
4.1主桁架预拼装
由于主桁架上下弦杆与腹杆间均为螺栓连接，而且对其安装精度要求也是极高。工厂对每片主桁架进行预拼装，（主桁横杆及平联杆不进行预拼装），并将大部分制孔工作放在此环节（通过节点板配钻）,通过这一环节既能检验单孔构件的制作精度，又能保证构件节点间的穿孔率，能够保证构件安装时所有对接口的顺利对接【1】，确保现场吊装工序的正常运转和现场安装质量达到规范、设计要求。
本工程主桁架采取平面卧拼，主桁架上连接板预先制孔,弦杆端口螺栓孔采用配钻,主桁横杆及平联杆上所有螺栓孔在厂内完成。以下为边桁架预拼装的实施步骤：
1）通过设计图纸上的几何外形尺寸,在专用预拼装平台上划出主桁弦杆、腹杆、节点的中心线，再根据其要求来进行布设胎架，必须保证胎架模板上口标高严格控制在±0.5mm之内，胎架必须提交验收合格方可使用，划线和胎架【2】。主桁预拼装划线和胎架如下图4-1所示。
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图4-1 主桁预拼装划线和胎架
2）拼装胎架的制作
3）待拼装胎架验收合格后，先将主桁架的上拼装胎架、下弦杆件吊上胎架进行定位，待与平台上的基准线一致时，与胎架先用卡马进行临时固定（上下弦杆定位如图4-2）。待上下弦分段节点定位合格后，进行检测箱体端口间的连接情况（如板边差、间隙、中心线等），对于不符合验收标准的应进行修正，确保构件间的连接精度。
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图4-2 上下弦杆定位
4）上下弦杆定位合格后，从中间向两端依次安装H型腹杆、箱型腹杆，待箱型腹杆定位完成位置偏差校核无误后与弦杆进行连接固定，进行全面检查外形尺寸、节点板、拼接板的间距精度。腹杆定位时要严格控制腹杆中心线、孔群定位线与桁架上、下弦杆的定位控制线保持一致，而且腹杆与主桁架节点板之间的配合间隙满足要求。腹杆定位如图4-3
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图4-3 腹杆定位
5）所有腹杆定位完成后，采用磁力钻进行制孔。上下弦弦杆杆件之间、箱形腹杆与上下弦杆之间连接处的螺栓孔在预拼装时通过连接板进行配钻，H 形腹杆两端的螺栓孔借助预先制孔的节点板进行配套钻。
6）进行钢桁架场地整体预拼装、螺栓孔偏差的检查。工厂桁架预拼装实体如图4-4
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图4-4 工厂桁架预拼装实体
4.2 板单元预拼装
钢桥面主要由桥面板、U肋、T形横梁等构成，U肋端口之间、T 形横梁腹板与两侧下 弦杆之间均通过连接板和高强螺栓进行连接，在构件安装时，为保证全部对接口顺利对接， 则需要通过工厂对钢桥面进行预拼装这一环节来控制 U 类端部的穿孔率及T形横梁的开档间距，以此来确保现场吊装工序的正常运转和现场安装质量达到规范、设计要求。
本工程钢桥面在反造状态下进行预拼装，先对桥面板单元进行定位，每定位完成一块板单元就通过连接板、冲钉、高强螺栓将其与前一块板单元连接起来，待所有板单元定位完成后从一端向另一端依次定位安装T形横梁，确保T形横梁的开档间距。桥面单元预拼装如图4-5
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图4-5 桥面单元预拼装
五、结语
钢结构桥梁这种低碳、环保、造型美观，正越来越多的应用在道路桥梁中，成为了城市中一道道新的风景线，而钢桁架桥梁因其结构形式简单、受力合理得到更加广泛的运用。钱皋路桥钢桁架跨度为106m,跨度较大、节点板截面尺寸大、结构体系种类多、螺栓孔数量多、制孔精度要求高，针对上述特点需制定加工制作方案来保证构件的加工精度。钢桁架杆件制作完成后需在工厂进行预拼装，检查是否存在构件位置偏差、螺栓孔错位等情况，确保构件进场后施工的顺利实施。
参考文献：
[1]李祥;卢彩霞;大型钢构桥的箱梁和钢桁架制作安装技术[J];建筑施工;2018年09期
[2]陆美引;龙昭毅;卢江南;黄世炎; Tekla Structures软件在双向变截面高架钢箱梁详图设计中的应用[A];《工业建筑》2017年增刊I[C];2017年