韩国仁川二桥钢箱梁分段反装法

摘要：本文简要介绍了韩国仁川二桥钢箱梁在制造过程中，采用 “反装法”，即梁段组焊时，在胎架上先铺设顶板再组焊其他板单元的制造方法。该方法有效避免了仰焊缝，提高了梁段焊接质量，且节约了预拼场地。

关键词：斜拉桥反装法

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

一、工程概况

韩国仁川二桥位于韩国仁川市，为钢结构索塔单索面斜拉桥，其跨径布置为80m+260m+800m+260m+80m，主梁为全焊扁平流线形封闭钢箱梁，梁高3m（中心线处），全宽36.1m，顶板厚14mm(19mm)，底板厚19mm(28mm、14mm)，顶底板均采用U形肋加劲，风嘴采用扁钢加劲。标准钢箱梁制造节段长15m，设置了4～5块横隔板，其标准间距为3m，设置两道距箱梁中心线8.8m的纵隔板。锚腹板、纵隔板、横隔板与顶、底板间均要求双面角焊缝。

图1. 仁川二桥效果图

图2.标准钢箱梁节段图

二 钢箱梁组焊方案

传统组装方案

传统组装方法采用“正装法”，至少5个梁段连续匹配组装、焊接和预拼装同时完成的方案，即按照“底板横、纵隔板锚腹板顶板”的顺序组装。但在焊接过程中，隔板与顶板间不可避免的存在仰焊缝，导致焊接操作困难、焊缝成型差、熔深浅、焊接效率低等。同时，由于梁段匹配组装、焊接与预拼装同时完成，需设计制作约150m长的梁段拼装线，占用大量生产场地，并且天气恶劣时外场操作困难，难以保证工期。

反装法

仁川二桥在制造过程中，根据场地和车间实际情况，将标准梁段分成左、中、右三个节段，在车间内三个节段同时采用“反装法”，即按照“顶板横、纵隔板锚腹板底板”的顺序进行组装，隔板与底板间定位点焊，有效避免了隔板与顶板间的仰焊缝和箱梁的“二次翻身”。同时，为了保证梁段接口精确匹配，隔板与顶、底板间焊缝两端各预留余量不焊。梁段转运至外场，翻身，完成节段间对接焊，并进行预拼装。

图3.标准钢箱梁分段图

三、钢箱梁“反装法”控制要点

胎架制备及板单元两拼

根据钢箱梁截面形状，设置箱梁制作胎架。胎架要有足够的刚度，避免在使用过程中变形。胎架基础必须有足够的承载力，确保在使用过程中不发生沉降。在胎架上精确划出桥梁纵向基准线，将基准线延长，在延长线上设立永久的纵向基准线控制标塔，所有的箱体成型均以标塔为基准控制桥中心，同时精确划出桥梁横向基准线。每批次梁段下胎后，需重新对胎架进行检测，做好检测记录，确认合格后方可进行下一批次的组拼。

板单元两拼时，精确预留1.5～2mm焊接收缩余量（在取得经验后确定，不同板厚根据实际情况调整），拼缝处板厚错边量小于0.5mm。同时做好反变形措施，以防焊接变形。两拼完成后，精确划出纵基准线。

图4.反变形措施

顶板组装

先将中心顶板吊至胎架上，精确定位板单元与胎架的横、纵基准线，保证偏差在±0.5mm以内。再吊装两侧顶板单元，精确定位其与桥梁的横、纵基准线，保证偏差在±0.5mm以内。顶板单元间焊接采用陶质衬垫单面焊双面成型焊接工艺。为保证节段接口匹配精度，两侧顶板单元的余量暂不修割，待与边节段焊接时修割。

边节段顶板单元组装后，根据纵基准线划出锚腹板、纵隔板装配线，打洋冲眼。

横隔板组装

根据装配线，点焊定位横隔板与顶板，定位偏差控制在±0.5mm以内，用撑杆螺旋扣微调横隔板垂直度，偏差控制在1/1000以内。测量横隔板水平控制点的标高。焊接时，施焊中间横隔板与顶板之间的角焊缝，边节段横隔板与顶板之间点焊装配，待箱体成型后再进行焊接。撑杆螺旋扣在横隔板上对称设置。

图5.反变形措施

纵隔板、锚腹板组装

根据装配线，点焊定位纵隔板、锚腹板与顶板，定位偏差控制在±0.5mm以内，用撑杆螺旋扣微调纵隔板、锚腹板垂直度，偏差控制在1/1000以内。调整纵隔板、锚腹板的横基准线与顶板横基准线重合，纵向基准线与横隔板横向基准线在同一水平面上。点焊装配纵隔板、锚腹板，离端部30mm以上起焊，点焊层厚在4mm以上，间隔250mm～300mm，点焊长度80mm。装配时注意焊接变形，并作相应调整。待箱体四面成型后再正式焊接。

底板组装

装配底板时，测量底板的控制点水平，保证顶底板之间的装配间距。中间节段底板余量暂不修割，待与边节段拼接时再调整修割。点焊底板与横隔板、锚腹板、纵隔板之间的焊缝。

边节段焊接

边节段成型后，对各连接焊缝进行同向、对称焊接。先焊接横隔板与纵隔板、锚腹板之间的焊缝，再焊接横隔板与顶板之间的焊缝，然后焊接纵隔板、锚腹板与顶板之间的角焊缝，最后焊接锚腹板与底板之间的箱体外侧焊缝。为保证梁段接口匹配精度，在纵向接口两端各留余量不焊。不焊接箱体内侧的仰焊缝。

图6.钢箱梁车间分段制作

节段下胎、翻身

用液压平板车将节段运至外场进行翻身，检验顶底板的纵横基准线及箱体的扭曲。焊接横隔板与底板的角焊缝，锚腹板、纵隔板与底板之间箱体内侧焊缝在纵向拼接口两端预留余量不焊。局部火工校正节段变形。

预拼装

胎架为圆筒形支撑，焊接在预埋件上，布置于梁段结构支撑处，横向在同一断面上布置5个圆筒支撑，其中纵隔板处支撑设有千斤顶，用以调节梁段标高。支撑下部设置加筋混凝土基础，有足够的承载力。在胎架两端设有测量标志塔，其顶端设有标尺。标志塔分别设在中纵基线及两侧锚管处。同时在胎架纵向设有标高控制点，控制点标高呈闭合状态，每隔10m设置一档。这样可以对梁段的横、纵向顶板标高进行精确控制。

预拼时，梁段余量进行两次修割。第一次，以梁段横基准线为基准，梁段一端预留余量，另一端余量修割到位。对梁段进行粗定位，同时各梁段间留间隙，便于进行余量二次修割，测量并记录相邻梁段横基准线间距。按给定的型值表，用千斤顶调整梁段顶板各标高。线形调整到位后，根据相邻梁段横基准线间距值，同时考虑到焊接收缩余量，进行余量二次划线修割。精确定位各梁段，使相邻梁段接口匹配，复测梁段线形。

连接板上的孔采用“配钻法”，在预拼装时号划配钻连接板另一端的孔，确保连接精度。

四、结 语

由于制造场地的限制及用户严格禁止出现仰焊缝，仁川二桥无法采用传统的钢箱梁组焊方法进行制作。经过实践证明，本文介绍的“反装法”，既广泛吸收国内外同行的先进制作技术，又突破了传统思路的束缚，大胆进行创新，优质高效地制造出质量一流的钢箱梁。

参考文献

[1]吴胜东，欧庆保润扬长江公路大桥建设 第四册 斜拉桥 2005.04

[2]振华港机（ZPMC）钢构公司韩国仁川二桥图纸及工艺 2006.09