高架桥钢箱梁制作方法

[摘要] 总结了公路高架桥单箱三室钢箱梁制作的施工经验，强调了下料、制作过程中的控制要点，为今后的施工提供借鉴。

关键词 高架桥单箱三室钢箱梁制作

中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：

前言

随着城市发展，为避免和其他线路平面交叉、节省用地，出现越来越多的高架桥，当跨度较大时，常作成箱形截面（实腹梁桥）。箱形截面的两侧伸出悬臂扩大桥面，有单箱单室结构、单箱双箱结构和单箱三室结构，其中尤以单箱三室最为复杂。本文重点阐述了曲线连续单箱三室钢箱梁制作要点。

1.单箱三室钢箱梁结构特点及质量控制重点

1.1在石家庄市中华北大街高架桥工程中，主线左幅桥全长228m，分节制作现场整体焊接。梁全宽12.7m，结构型式为单箱三室，由于梁超宽，为便于运输，每节间纵向分4段（2个悬臂段、2个箱体段），底板、顶板和悬臂段现场焊接，顶板U型肋用高强螺栓连接。

1.2 钢箱梁截面尺寸大，跨度大，钢板厚度薄，内部隔板多，焊接量大，采用合理的装焊顺序控制焊接变形是钢箱梁制作的质量控制要点。箱形梁腹板（拱度值）和内部隔板的下料精确度直接影响箱形梁的组对成形情况，是下料工序的质量控制要点。

2. 材料要求

2.1钢箱梁材质为Q345qD符合《桥梁用结构钢》GB714的要求，匹配的焊接材料为：埋弧自动焊用H10Mn2+SJ101；CO2气体保护焊用E501T-1；手工电弧焊用E5015或E5016。

3.钢箱梁制作要点：

3.1制作工艺流程：

审图、技术交底配料排版原材料喷涂放样号料切割下料测定预装专用胎具零件组装焊接矫正相邻两段装配焊接矫正尺寸检查两段预组装检查验收成品涂装及验收

3.2下料要点：

3.2.1 由配料人员统一配料排版。排版时，不允许出现十字交叉焊缝。顶板、底板与腹板对接焊缝相互错开300mm以上，最短接头长度600mm以上,如果遇到隔板再错开200mm以上。U型肋现场接缝，按每室为一组，不同组之间相互错开250mm。

3.2.2号料时应预留相应的火焰切割和焊接收缩余量。桥梁顶板、底板和腹板纵向收缩余量：每米0.2mm+每个隔板1.2mm +现场拼接口每道口2mm+每个U肋和I型肋每米0.2mm。桥梁横向按每个U肋0.4mm+每个I型肋0.4mm+每个腹板2mm+现场拼接口每道口2mm。隔板高度方向加5mm；隔板宽度方向+2mm.另外在每个连续梁未端留荒料50mm。

3.2.3腹板宽度方向加收缩余量6mm，腹板号料时考虑成桥曲线及设计预拱度的要求。

3.2.4对于复杂零件（腹板、隔板等）使用数控切割机下料，控制零件加工精度。

3.2.5底板、顶板和腹板接料前切出净料弧形（考虑焊接收缩量），接料时做好地样并固定好，防止接料后底板、顶板和腹板变形。

3.3部件组装焊接

3.3.1首先根据每个标段不同的拱度值和横坡度值做好专用胎具，并测量准确。在专用胎架上将底板上的纵向加劲肋组装焊接后，并矫正焊接变形，保证纵向加劲肋和底板的成形尺寸，便于箱内横隔板的组装。地胎上应沿纵桥向设四条轴线，与腹板位置重合，作为测量基准线，每个轴线与隔板交点为梁的测控点。并将每段连续梁两端口的隔板与这四条轴线的八个交点打在钢梁顶板上，以方便现场安装测量。为提高节段拼装精度，地胎要有足够的刚度，应使用相应的测量设备对试拼装进行总体测量。并且每节分段组装完成后须进行复测和调整，以保证分段的线型。

3.3.2腹板上的水平加劲肋组对焊接并矫正焊接变形。

3.3.3制作合适的压制胎具按3m一段对U形肋进行折弯，偏差处需进行矫正，保证截面尺寸。

3.3.4 U形肋与顶板组装，保证箱梁成形后从横截面看U肋底板和箱梁顶板平行并成1.5%---3.5%斜坡，严格控制U型肋中心线间距及位置偏差，焊接后矫正顶板焊接变形。相邻U型肋中心线偏差应小于2mm，单块顶底板上的任意两条U型肋中心偏差应小于3mm。

3.3.5横隔板装焊：将每一个横隔板上的垂直、水平加劲肋和护筒装配和焊接。

3.4钢箱梁整体组装焊接要点：

3.4.1复核胎具各支撑点准确性，检查验收。在胎具上组装钢箱梁。钢箱梁装焊顺序：（1）将焊制好纵向加劲肋的底板放置在胎架上，底板上划出组对腹板和隔板的装配线并考虑分配预留收缩量；（2）采取定位焊的方式将焊好加劲肋的中室横隔板插入底板加劲肋中固定在底板上；（3）然后组对两侧腹板，形成槽形；（4）再将两侧室的隔板横隔板插入底板加劲肋中固定在底板上（5）组对钢箱梁最外两侧的腹板; （6）进行焊接；（7）焊接后检查焊接质量，矫正变形并检查外形尺寸；（8）对内部需要涂漆的部位涂刷油漆；（8）最后组对已焊接好U形肋的顶板。（9）完成全部焊接工作。下图为箱体成型截面形式：

3.4.2在每段的顶板及腹板纵向端部加劲肋留出300mm，U肋留出400mm，制作时不布置纵向加劲肋和U肋，待到现场安装连接后再焊接此段的加劲肋。可使接口相互错开，以避免焊接接口在同一处。

3.4.3在每段接口处附近600~700mm范围内桥梁外侧腹板上标记构件标号，标记测量基准点并标示构件重心位置和起吊点。起吊点处焊接吊耳，以利于构件翻转，防止构件翻转产生变形。

3.5焊接

3.5.1严格控制焊接电流，采用小线能量、小电流施焊，对称焊接。连续缝长度过长的可采取分段焊接，以减少焊接变形。

3.5.2可采取翻转构件的方式改变焊接位置，尽量使用平位置施焊。内隔板及腹板的焊接顺序：从中心向两侧、先对接焊后角焊缝、先熔透焊后非熔透焊的焊接次序。即从中心向两侧先焊接隔板与腹板全熔透焊缝，再焊接腹板与顶、底板全熔透焊缝，最后焊接隔板与顶底板角焊缝。为便于焊后箱梁重新预拼装时，腹、盖板及隔板间对口的调整，箱体两端口处各200mm范围内的焊缝暂不焊接，待拼装时焊接。

3.6钢箱梁预拼装

3.6.1相邻两段箱梁放置在胎架上，将接口用卡具固定好，检查钢箱梁的整体水平和竖向线型尺寸。复测线型值、标记测控点、对称中心线。

4.按下列标准检验验收

4.1对于关键工序，如地胎复核检验、钢板预处理、焊前坡口检验、无损探伤、预拼装等工序需重点检验。

4.2钢箱梁根据标准《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000并应符合《公路工程质量检验评定标准》JTJ071。

结束语

箱形截面实腹梁桥，桥梁建筑高度适中，工程量较省；适用性好，既可作为区间标准地段，也可用于曲线、变宽、出岔地段；整体受力性好；外观线型流畅；特别是在曲线桥中，较为美观、实用、经济，很受欢迎。单箱三室钢箱梁结构比较复杂，单箱单室和单箱双室制作方法与之类似。很多公路高架桥中均有钢箱梁，应用非常广泛，本制作方法成功应用在石家庄市中华北大街高架桥工程中，可为其他类似工程提供借鉴。

参考文献

《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000

《公路工程质量检验评定标准》JTJ071

《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002