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【摘要】斜拉桥钢箱梁多为全焊结构，外形尺寸控制是主要的制造和控制重点，多采用PK型断面钢箱梁设计，具有结构抗风性能优越、横向刚度大的特点。本文以重庆永川长江公路大桥钢箱梁制作为例，介绍大型斜拉桥钢箱梁制作外形尺寸控制的方法和经验。
【关键词】大型斜拉桥；PK断面钢箱梁；外形尺寸控制
1、工程状况
重庆永川长江公路大桥钢箱梁全长588m，全宽37.6m，跨径居全国十二位，世界排名十四位。其建设主跨为PK断面钢箱梁，边跨是同外形的PK混凝土梁，耗用钢材用量12000余吨。
2、影响钢箱梁制造外形尺寸要素分析
想要确定永川桥钢箱梁制作流程，我们可以对钢箱梁整体结构特点进行分析。
首先要知道钢箱梁外形尺寸的决定是由梁段长度、宽度、高度、横坡、旁弯、板面平整度因素。通过对板单元制作和节断制作的分析可知钢箱梁的制作流程要控制如下几点：
（1）单元件外形尺寸要精确下料就要非常精准，所以单元件制作精确下料工序是关键。
板单元是由板肋或U型肋按定位线与板件组装而成，组装是否精确影响到节段制作精度，所以组装工序是控制板单元制作精度的重要工序。
板单元焊接是将对板肋或U型肋与板件间的角进行焊接，板单元平整度及外形尺寸受焊接时产生的收缩变形的影响，所以焊接工序也是控制板单元精确的重要因素。
焊接产生的变形需要矫正，所以矫正工序也是控制板单元制作精度的重要工序。
（2）节段制作精度的影响要素
在钢箱梁制作要过程中，钢箱梁是在节段拼装胎架上进行制作的，所以拼装胎架是控制梁段外形尺寸的关键。
板单元是将制作合格的板单元按胎架上基准线进行定位的，定位精确度同样是影响钢箱梁外形尺寸的直接因素。
梁段需要大量的焊接，横向对接焊缝比较多，焊接过程中产生的变形会对梁段的宽度、长度、横坡、板面平整度造成影响，所以焊接过程也是控制梁段外形尺寸的重要因素。
（3）其他因素
温度会影响钢构件，所以温度的控制也是控制钢箱梁制作的要点。
综上所述，钢箱梁外形尺寸控制的关键因素有：板单元下料、板单元组装、板单元焊接、拼装胎架、板单元精度定位、梁段焊接、矫正、温度变化。
3、控制措施
分析影响钢箱梁制作外形尺寸的关键要素并加以控制。
3.1板单元的下料控制
（1）梁段焊接量比较大，所以在需要在各处预留出二次切割量，预留二次切割量的地方有：
梁段纵向、顶板横向宽度由边侧两块顶板单元宽度方向，其余则采用增加焊接补偿量无余量方法进行切割。
在切割量上主要针对顶板单元、地板单元、边腹板单元、中腹板单元进行在横塔侧、梁段边侧底板单元分别预留30mm的切割量。
（2）要对零件优先采用精密切割下料。
矩形板块在半自动切割下料时长度方向两边也同时切割，可以防止板件在半平面内侧向弯曲。那些形状复杂的零件需要用计算机放样来确定几何尺寸，还要适当的加入补偿量消除数控切割机精切时产生的热变形。
板单元长度方向采用二次切割下料有预留，所以只考虑宽度方向在火焰切割、焊接、热矫正制作过程中对板件尺寸造成的影响，确定板件宽度的工艺余量。
3.2控制板单元组装措施
板单元的组装是在平台上进行的，所以首先要控制肋板位置、U肋位置和U型肋边缘的误差，在板上进行划线可有效的控制误差。还要在顶、底板和腹板上划出纵、横基线，在节段组装和预拼过程中供使用，还要做好相应的标记。
3.3控制板单元焊接的措施
面板会在U肋或板肋与面板角焊接缝焊接时产生的热量而受到影响。若出现焊接变形不仅影响板面单元的制造精度还会增加许多的工作量才能使其达到平面度。焊接反变形技术可以有效的防止此类现象产生。
单元板焊接过程可采用焊接变形小的二氧化碳气体来保护。
板单元焊接需要在一台或两台二氧化碳气体保护焊机间隔一致，要方向相同，焊接速度也要相同。
3.4控制节段拼装胎架的措施
设计制作的以测量塔、地样线、基础预埋件和调节垫为组装的节段拼接胎架主要是为了保证该桥主梁节段位置和外轮廓的尺寸精确，桥位的安装精度及进度，节段拼接胎架的设计就是根据该桥的结构特点而设计制作。
针对截面横向对接焊缝较多对梁段宽度及横坡的制造精度造成的影响，不能使胎截面形式与钢箱梁底板外形一致，所以我们在总拼装胎架上增加横向预拱的方法。
要控制钢箱梁外形尺寸，关键是要控制节段拼装胎，为能有效控制，所以需要将测量控制网合理的布局在总拼胎架四周和地面。
高程通过水准仪测量监控，全站仪和线坠测量控制直线度，将地脚螺栓预埋件固定在地面上可以有效是地样线保存长久，地样线用样冲眼在预留件上作标记。
3.5控制板单元定位措施
因为工艺连接板精度高，所以用来对板单元上预留的横纵基线，总拼胎架下地样线精确定位的辅助定位。
3.6控制节段焊接措施
节段焊接控制主要控制焊接的顺序，如下叙述：
钢箱梁制作外形尺寸合理的焊接顺序也是非常重要的。焊接要从顶板纵向对接焊缝同向焊接、同类焊缝要焊接对称、箱体焊接要从内向外、从下向上、有中间向两边施焊的顺序，焊接尽量在无约束力下完成，减少焊接收缩量累加对总体尺寸的影响让板单元可自由收缩。
3.7控制校正工序
板单元及梁段制作焊接中需要焊后矫正，对板面的不平进行调整。
采用火焰矫正的方法对板单元和梁段制作的焊缝进行校正，矫正方法有现状加热，点状加热，三角形加热。火焰矫正温度要控制在500-700度。
3.8控制温度变化的措施
梁段的制作多在露天，夏季露天作业日照温度最高可以到70度以上，昼夜温差很大，在15度上下。我们根据钢材的膨胀系数进行计算，15.5米钢板伸长度在升高15度时为2.79mm。由此我们要避免日间高温和日照对干板的影响，所以组装定位要在晚上进行，或者在阴天以及4：00到10：00、16：00到20：00进行组装，这样可以避免温度变化对钢梁的影响。
定位测量用的钢尺要与测量对象放在同一环境中，钢尺和钢材的膨胀系数一致，这样可以消除温差产生的影响。
结语：
重庆永川长江大桥钢箱梁的制造外形及外形尺寸能够达到验收规范是通过对钢箱梁制作时各方面的有效控制实现的，对钢箱梁制作控制有：板单元下料、板单元组装、板单元焊接、节段拼装胎架、板单元定位、节断焊接、矫正、温度变化。对个过程的控制得当使得梁段现场对接安装精度有了保障。
参考文献：
[1]刘志.PK断面钢箱梁制作外形尺寸的控制[J].公路交通科技（应用技术版），2014，08：226-229.
[2]全军.宁波市明州大桥等四桥设计施工技术综述[J].城市道桥与防洪，2010，10：105-111+208.
【关键词】大型斜拉桥；PK断面钢箱梁；外形尺寸控制
1、工程状况
重庆永川长江公路大桥钢箱梁全长588m，全宽37.6m，跨径居全国十二位，世界排名十四位。其建设主跨为PK断面钢箱梁，边跨是同外形的PK混凝土梁，耗用钢材用量12000余吨。
2、影响钢箱梁制造外形尺寸要素分析
想要确定永川桥钢箱梁制作流程，我们可以对钢箱梁整体结构特点进行分析。
首先要知道钢箱梁外形尺寸的决定是由梁段长度、宽度、高度、横坡、旁弯、板面平整度因素。通过对板单元制作和节断制作的分析可知钢箱梁的制作流程要控制如下几点：
（1）单元件外形尺寸要精确下料就要非常精准，所以单元件制作精确下料工序是关键。
板单元是由板肋或U型肋按定位线与板件组装而成，组装是否精确影响到节段制作精度，所以组装工序是控制板单元制作精度的重要工序。
板单元焊接是将对板肋或U型肋与板件间的角进行焊接，板单元平整度及外形尺寸受焊接时产生的收缩变形的影响，所以焊接工序也是控制板单元精确的重要因素。
焊接产生的变形需要矫正，所以矫正工序也是控制板单元制作精度的重要工序。
（2）节段制作精度的影响要素
在钢箱梁制作要过程中，钢箱梁是在节段拼装胎架上进行制作的，所以拼装胎架是控制梁段外形尺寸的关键。
板单元是将制作合格的板单元按胎架上基准线进行定位的，定位精确度同样是影响钢箱梁外形尺寸的直接因素。
梁段需要大量的焊接，横向对接焊缝比较多，焊接过程中产生的变形会对梁段的宽度、长度、横坡、板面平整度造成影响，所以焊接过程也是控制梁段外形尺寸的重要因素。
（3）其他因素
温度会影响钢构件，所以温度的控制也是控制钢箱梁制作的要点。
综上所述，钢箱梁外形尺寸控制的关键因素有：板单元下料、板单元组装、板单元焊接、拼装胎架、板单元精度定位、梁段焊接、矫正、温度变化。
3、控制措施
分析影响钢箱梁制作外形尺寸的关键要素并加以控制。
3.1板单元的下料控制
（1）梁段焊接量比较大，所以在需要在各处预留出二次切割量，预留二次切割量的地方有：
梁段纵向、顶板横向宽度由边侧两块顶板单元宽度方向，其余则采用增加焊接补偿量无余量方法进行切割。
在切割量上主要针对顶板单元、地板单元、边腹板单元、中腹板单元进行在横塔侧、梁段边侧底板单元分别预留30mm的切割量。
（2）要对零件优先采用精密切割下料。
矩形板块在半自动切割下料时长度方向两边也同时切割，可以防止板件在半平面内侧向弯曲。那些形状复杂的零件需要用计算机放样来确定几何尺寸，还要适当的加入补偿量消除数控切割机精切时产生的热变形。
板单元长度方向采用二次切割下料有预留，所以只考虑宽度方向在火焰切割、焊接、热矫正制作过程中对板件尺寸造成的影响，确定板件宽度的工艺余量。
3.2控制板单元组装措施
板单元的组装是在平台上进行的，所以首先要控制肋板位置、U肋位置和U型肋边缘的误差，在板上进行划线可有效的控制误差。还要在顶、底板和腹板上划出纵、横基线，在节段组装和预拼过程中供使用，还要做好相应的标记。
3.3控制板单元焊接的措施
面板会在U肋或板肋与面板角焊接缝焊接时产生的热量而受到影响。若出现焊接变形不仅影响板面单元的制造精度还会增加许多的工作量才能使其达到平面度。焊接反变形技术可以有效的防止此类现象产生。
单元板焊接过程可采用焊接变形小的二氧化碳气体来保护。
板单元焊接需要在一台或两台二氧化碳气体保护焊机间隔一致，要方向相同，焊接速度也要相同。
3.4控制节段拼装胎架的措施
设计制作的以测量塔、地样线、基础预埋件和调节垫为组装的节段拼接胎架主要是为了保证该桥主梁节段位置和外轮廓的尺寸精确，桥位的安装精度及进度，节段拼接胎架的设计就是根据该桥的结构特点而设计制作。
针对截面横向对接焊缝较多对梁段宽度及横坡的制造精度造成的影响，不能使胎截面形式与钢箱梁底板外形一致，所以我们在总拼装胎架上增加横向预拱的方法。
要控制钢箱梁外形尺寸，关键是要控制节段拼装胎，为能有效控制，所以需要将测量控制网合理的布局在总拼胎架四周和地面。
高程通过水准仪测量监控，全站仪和线坠测量控制直线度，将地脚螺栓预埋件固定在地面上可以有效是地样线保存长久，地样线用样冲眼在预留件上作标记。
3.5控制板单元定位措施
因为工艺连接板精度高，所以用来对板单元上预留的横纵基线，总拼胎架下地样线精确定位的辅助定位。
3.6控制节段焊接措施
节段焊接控制主要控制焊接的顺序，如下叙述：
钢箱梁制作外形尺寸合理的焊接顺序也是非常重要的。焊接要从顶板纵向对接焊缝同向焊接、同类焊缝要焊接对称、箱体焊接要从内向外、从下向上、有中间向两边施焊的顺序，焊接尽量在无约束力下完成，减少焊接收缩量累加对总体尺寸的影响让板单元可自由收缩。
3.7控制校正工序
板单元及梁段制作焊接中需要焊后矫正，对板面的不平进行调整。
采用火焰矫正的方法对板单元和梁段制作的焊缝进行校正，矫正方法有现状加热，点状加热，三角形加热。火焰矫正温度要控制在500-700度。
3.8控制温度变化的措施
梁段的制作多在露天，夏季露天作业日照温度最高可以到70度以上，昼夜温差很大，在15度上下。我们根据钢材的膨胀系数进行计算，15.5米钢板伸长度在升高15度时为2.79mm。由此我们要避免日间高温和日照对干板的影响，所以组装定位要在晚上进行，或者在阴天以及4：00到10：00、16：00到20：00进行组装，这样可以避免温度变化对钢梁的影响。
定位测量用的钢尺要与测量对象放在同一环境中，钢尺和钢材的膨胀系数一致，这样可以消除温差产生的影响。
结语：
重庆永川长江大桥钢箱梁的制造外形及外形尺寸能够达到验收规范是通过对钢箱梁制作时各方面的有效控制实现的，对钢箱梁制作控制有：板单元下料、板单元组装、板单元焊接、节段拼装胎架、板单元定位、节断焊接、矫正、温度变化。对个过程的控制得当使得梁段现场对接安装精度有了保障。
参考文献：
[1]刘志.PK断面钢箱梁制作外形尺寸的控制[J].公路交通科技（应用技术版），2014，08：226-229.
[2]全军.宁波市明州大桥等四桥设计施工技术综述[J].城市道桥与防洪，2010，10：105-111+208.