广西路桥工程集团有限公司 广西南宁 530000
摘要：本文以乌兰木伦河3号桥工程为例，详细介绍了分体式钢箱梁的施工工艺流程及质量提升措施。对施工中的重难点以及质量控制要点进行分析，并对零件制作工艺、单元件制作工艺、整体组装焊接三部分进行工艺介绍，为分体式钢箱梁的加工制造提供宝贵经验。
关键词：分体式、钢箱梁、加工制造
Abstract：Taking Wu lan mu lun River No.3 bridge project as an example，this paper introduces the construction process and quality improvement measures of split steel box girder in detail.This paper analyzes the key points and quality control points in the construction，and introduces the manufacturing technology of parts，manufacturing technology of unit parts，assembly and welding of the whole，which provides valuable experience for the processing and manufacturing of split steel box girder.
Keywords：Split type，Steel box girder，Processing and manufacturing
0 绪论
大跨径桥梁中通常采用钢箱梁结构作为行车通道，其横截面较为扁平，一般由顶板、底板、腹板及横隔板等焊接而成[1~2]。钢箱梁结构由于其受力性能良好，跨度较大，可预知施工，性价比高等优势，广泛的应用于市政工程和大跨径桥梁中[3~4]。乌兰木伦河3号桥中采用了分体式钢箱梁结构，在场内进行独立箱室焊接以及中横梁及面板制作，并运送至桥位处进行整节段组拼焊接，该工艺有效地解决了钢箱梁节段过大，无法运输的困难，使得钢箱梁在城市内的应用范围进一步扩大。本文以此为例，对分体式钢箱梁的加工制造工艺进行了详细的介绍。
1 工程概况
乌兰木伦河3号桥是国内首座双飞翼城市景观特大桥梁，跨径布置为（5+74+200+64+5）m，属中承式复式钢箱拱桥。根据线路总体布置，主桥钢箱梁位于-1.68%的单向纵坡段。主桥钢箱梁段长338m，主梁全宽42~65m，采用带外伸横梁的钢箱梁。钢箱梁主箱式部分为双主梁形式，单侧主梁采用单箱单室结构，两箱室之间顶板连通，并在底板下设置联系横梁，主梁中心线出的主箱式梁高为3.5m（标准段梁高），主箱式全宽为34m。钢箱梁顶面设1.5%的双向横坡，底面水平。外伸人行道横梁采用变宽变高形式，宽度为4~15.5m，高度为1.85~0.5m，外伸人行横梁采用单向2%的横坡。
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图1.2 钢箱梁一般构造图
2 零部件制作工艺
根据零件的形状和规格确定下料方法，对板肋采用多头门式切割机精切下料；对隔板等形状复杂的板件采用采用数控等离子切割；型钢采用焰切下料；钢板坡口采用半自动切割机加工。
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图2.1多头门式切割下料 图2.2刨边机加工坡口 图2.3数控等离子切割下料
3 板单元制作工艺
顶板、底板、斜顶板、斜底板、边腹板由钢板、板肋组成，板单元宽度2~3.2m，长度与钢箱梁长度一致，在3m~13m之间，是组成钢箱梁的基本单元件。其制作工艺如下：
1)双向定尺板材预处理后利用划线平台划出板块纵横基准线、板肋组装位置线。
2)在板单元专用组装平台上划线组装板肋。
3)在板单元焊接胎架上预设反变形量，施焊时采用气体保护焊打底、填充、埋弧自动焊盖面施焊板肋焊缝，尽量减小焊接变形。焊接时重点控制焊接工艺参数，保证焊缝熔深和焊缝外观成型，避免咬边等缺陷。
4)板肋垂直度和面板平面度修整。
4 横隔板制作工艺
横隔板单元作为钢箱梁组装的内胎，制造精度要求很高，它的制作质量直接影响到钢箱梁的横截面精度。隔板单元由隔板、水平加劲板、竖向加劲板、人孔加强圈等组成。具体制作工艺如下：
1）钢板滚平预处理后采用数控等离子切割机下出隔板面板（包含人孔、板肋槽口、板肋槽口、过焊孔等）。
2）在划线平台上划出隔板水平基线及竖基线。并以其为基准划线组装隔板纵横向加劲肋、人孔加强圈。
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图3 板单元反变形船位焊接
3）在刚性平台约束下焊接。由于横隔板较薄，易产生焊接变形，因此采取对称、分散、同方向的焊接方法以减小焊接变形。
4）焊后采用压力机和火焰矫正的方法进行修整，重点保证隔板的平面度。
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图4 横隔板成品
5 钢箱梁整体组焊
梁段整体组装与焊接是整个钢梁制造的关键，其工艺的合理与否直接关系着钢梁的制造质量和进度，为此我们充分吸收以往钢箱制作的经验，梁段整体组装采用立体、由内向外推进方式生产，在总拼胎架上采取“正拼法”组焊，即以预拼装胎架为外胎，以横隔板为内胎，依次将各梁段的底板单元、斜底板单元、横隔板单元、腹板单元、斜顶板单元、顶板单元及其它零部件在胎架上组焊成梁段整体。
1）在纵横梁胎架上设置立柱，根据施工图里面线型坐标调整立柱高度，立柱横向尽量设置在底板对接缝两侧及腹板处，纵向设置在横隔板处。
2）胎架验收合格后，将底板单元件吊至胎架上，调整各控制点坐标，临时固定底板，确保左右两侧底板相对位置；在底板上复测事先画好的隔板安装定位线及腹板定位线。
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图5.1 底板安装
3）安装箱梁的隔板单元，保证隔板竖直，隔板两端搭设定位支撑，施点焊固定；
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图5.2 横隔板安装
4）根据腹板上的隔板位置线拼装两侧腹板单元，检查腹板是否铅垂以及与隔板、底板密贴。再焊接横隔板、腹板、底板之间的焊缝，焊接方法及其焊接顺序根据焊接工艺规程执行（左右对称拼装）。以同样的方法自中向两侧依次拼装隔板单元、腹板单元。
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图5.3 腹板安装
5）安装斜顶板单元；
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图5.4 斜顶板安装
6）合顶板单元件上的腹板及隔板定位线拼装顶板单元。采取措施使顶板与腹板、隔板密贴；调整断面接口，使其间隙及错台满足规范要求，点焊临时固定各构件，检查各构件拼装精度，修整到位后，按焊接工艺规程完成焊接。
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图5.5顶板安装
7）将箱室及中横梁分别运至桥位处，放置胎架上，将中横梁焊接定位于两箱室之间并进行焊接。
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图5.6中横梁安装
8）对中横梁处进行面板的安装及焊接。
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图5.7顶板安装
6 制造难点
6.1 隔板定位控制
本桥由于吊索和线型原因，其隔板需要铅垂于大地，在制造过程中，隔板角度控制是定位控制的难点。
6.2 六腹板钢箱梁拼装方案
本桥钢箱梁为六室六腹板结构，每道腹板与隔板的组装顺序，及其焊接顺序直接影响钢箱梁的整体尺寸，其控制钢箱梁变形是控制外观尺寸的难点。
7 关键工艺项点
7.1 板单元U肋反变形焊接
在板单元制作过程中，其U肋坡口焊接面板变形大，为减少面板变形，减少修整工作量，其反变形控制是关键工艺。
7.2横隔板单元一次成型工艺
横隔板制作时数控一次将板肋槽口、人孔、过焊孔等下出，组焊纵横向加劲肋后在平台上修整合格即可，在保证质量的情况下简化了横隔板的制作工艺。
7.3单面焊双面成型焊接工艺
为减少仰位焊接，确保焊缝质量，钢箱梁制作广泛采用陶质衬垫单面焊双面成型工艺是保证焊缝质量的关键工艺。
8 结论
本文以乌兰木伦河三号桥钢箱梁施工为例，从零部件加工、单元件加工、整体组拼焊接等三个部分详细介绍了分体式钢箱梁的加工制造工艺，并对施工的重难点进行了分析，可为分体式钢箱梁施工提供宝贵的经验借鉴。
参考文献：
[1]王国光.钢箱梁加工制作过程中的变形预测及数据分析[J].科学与信息化，2018，000（009）：P.91-92.
[2]赵钰.曲线异型变截面钢箱梁制造及架设施工技术[J].铁道建筑技术，2020，000（003）：73-77.
[3]吴丽娥.钢箱梁制造加工技术[J].钢结构，2012（S1）：298-304.
[4]柴磊.钢箱梁制造变形控制方法[J].施工技术，2015，v.44（S2）：195-198.
[5]杜营垒.关于钢箱梁制造加工技术的探讨[J].工业，2016，000（008）：P.83-83.
[6]徐亮.分体式钢箱梁组焊变形控制技术[J].钢结构，2009，24（11）：61-67.