论文部分内容阅读
[摘要]整体节点钢桁梁多用于铁路桥梁，其上下弦杆与腹杆、横联、平联及桥面系等构件在桥位安装常采用栓焊结合的连接方式，保证构件制造精度是全桥建造的关键。由于弦杆存在大量的厚板焊接以及多向孔群的加工，对其焊接变形及孔群定位精度的控制进行研究，确保弦杆制造的质量。依托深茂铁路漠阳江特特大桥134m简支钢桁梁，简要介绍了该桥钢结构制造精度的控制方法。
[关键词]整体节点；钢桁梁；制造工艺
1、概述
新建深圳至茂名铁路漠阳江特大桥是一座整体节点钢桁梁桥（图1），该桥为双线无竖杆华伦式下承简支钢桁梁，计算跨度134m，节间长度13.4m，桁高16m，桁间距13.2m。钢桁梁由上、下弦杆、腹杆、桥面系、桥门架、横联、平联等组成，其典型构造见图2。
2、弦杆制造工艺
2.1概述
主桁上弦杆（图3a）及下弦杆（图3b）均为整体节点杆件。上弦杆标准杆件长13.4m，截面尺寸为1×1.2m，翼缘、腹板均设一道纵向加劲肋，最大板厚48mm。下弦标准杆件长13.38m，上水平板加宽1.03m，在主桁节点处，上水平板上开槽使节点板从槽中穿出。
2.2制造重难点及控制措施
1）整体节点板在焊缝处会产生角变形，在焊接前做预变形处理，焊后节点板几何尺寸满足精度要求。
2）下弦杆内侧与正交异性桥面板横梁接头较多，保证接头板与杆件内部的横隔板对齐，将腹板受力传至其他板件也是控制的重点，横隔板间距按（0.2-0.4）‰×AL装配，以整体节点板系统线交汇点为基点增加焊接收缩量，焊后横隔板的位置误差在规范允许范围内。
3）弦杆箱体尺寸控制是保证从组装、焊接到制孔完成后的精度满足要求的关键一环，横隔板作为箱形杆件组焊的内胎，采用精加工可有效控制箱体尺寸。
4）杆件钢板厚度大、焊接量大，采用合理的焊接顺序及防变形措施可有效减少焊接变形，降低矫正难度。
5）杆件上孔群数量多，且在多个方向上均有栓接连接，采用先孔与后孔法相结合的方式，利用高精度的钻模可保证制孔精度。
2.3制造工艺
弦杆制作的总体工艺流程：预处理-下料-精加工-单元件-组装-焊接-调校-制孔-先孔法节点装焊-检测。
1）钢板预处理
钢板预处理采用滚板矫平后即进行制造，杆件检测合格后整体除锈涂装的工艺，经滚平的钢板可有效减低钢板轧制过程中的残余应力，减少焊接变形。
2）单元件制造
弦杆的制作分为顶板、底板、腹板、隔板以及节点板等单元。下料时各单元预留加工余量，其中包括預留焊接收缩量和精加工余量，以保证杆件整体成型后的尺寸精度。顶板、底板、腹板长度预留焊接收缩量，节点板与杆件焊接边预留焊接收缩量，隔板、腹板、顶板、底板及节点板板边下料预留机加工余量精加工成型。
3）弦杆箱体组焊
上弦杆：在胎架内以整体节点端为基准铺设顶板单元，焊线区域打磨，划腹板、横隔板拼装线；按线组装横隔板并临时固定；按系统线对齐安装腹板单元，腹板单元与顶板单元、横隔板贴紧后定位焊；按规定的焊接工艺参数及顺序进行横隔板与腹板单元及底板单元的角焊缝的焊接，以及腹板与顶板箱体内部的角焊缝，拼焊成槽型；安装嵌入式底板单元，检查合格后定位焊；整体节点板处设置反变形，同时节点板内侧加千斤顶刚性固定，焊接底板与腹板的棱角焊缝。
下弦杆：在胎架内以整体节点端为基准铺设顶板单元.焊线区域打磨.画腹板拼装线，预留焊接收缩按间距（0.2-0.4）‰×△L划横隔板拼装线；按线安装内侧腹板并临时固定；按线组装横隔板，检查合格后定位焊；安装另一侧腹板，检查合格后定位焊，按规定的焊接工艺参数及顺序进行横隔板与腹板单元及顶板单元的角焊缝的焊接，以及腹板与顶板箱体内部的角焊缝，拼焊成槽型；节点板范围内腹板与顶板熔透焊缝正面大坡口侧焊缝施焊；按线装配底板；翻身，整体节点板处设置反变形，同时节点板内侧加千斤顶刚性固定，焊接顶板槽口熔透焊缝、外侧节点板与面板熔透焊缝及棱角焊缝；翻身.焊接节点板内侧与顶板的棱角焊缝。
箱体成型后先焊接端隔板及端隔板以外箱体内的补强角焊缝，以保证箱体端口尺寸，再焊底板（顶板）与腹板的棱角焊缝，四条主焊缝同一方向并连续施焊完毕，不允许仅施焊奇数条焊缝。
4）制孔
箱型杆件组焊调校完毕，经检测合格后即进入制孔工序。弦杆孔群加工采用后孔与先孔法相结合的方式（图4），弦杆顶、底、腹板间连接及整体节点处孔群采用后孔法加工，上弦与平联、腹杆、桥门架及横联连接的节点板。下弦与腹杆连接的节点板采用先孔法加工。
上弦杆：在专用划线平台上整体划系统线，划线前先将杆件在划线胎架上放平，在两端口初划端口中心点，检测两端四个中心点是否共面，通过借线调整端口中心点位置，以新划点划纵向系统线，茌水平状态划杆件腰鼓线，以腰鼓线为基准，分别划四个面系统线，腰鼓线、系统线均采用三角划线法进行检验；用整体覆盖式模板对线并用专用夹具加紧，钻孔；平联、横联及腹杆连接节点板先孔，与弦杆焊接端留有收缩余量，用专用工装与弦杆上已钻好的孔或系统线配合装焊。
下弦杆：整体覆盖式模板钻孔方法与上弦杆相同：腹杆连接节点板先孔，与弦杆焊接端留有收缩余量，用专用工装与弦杆上已钻好的孔或系统线配合装焊；拼装桥面板横梁腹板节点，焊接合格后用专用模板配合已钻好的底板孔对横梁腹板节点板进行钻孔。
3、其它构件制造
腹杆为箱型及工型构件，平联、桥门架、横联为工型构件，均采用栓接的连接方式；桥面板为正交异性钢桥面板，其纵向加劲肋间、横梁与下弦间采用栓接连接，面板间及与下弦间采用焊接连接。
3.1箱型及工型构件制造
组焊工艺与弦杆类似，杆件主要孔群加工采用后孔法，相互间连接节点板采用先孔法加工，采用专用工装配合装焊。
3_2正交异性桥面板制造
正交异性桥面板划分为面板单元和横梁单元，萁制造工艺流程为：预处理-下料-单元件-总拼-焊接-调校-横粱制孔-检测。制造工艺如下：
1）桥面板纵向加劲肋（U肋）采用先孔后折弯的加工方法，两端孔群距离留有焊接收缩余量。
2）面板按宽度划分为若干单元，面板与U肋的组拼在无码组立机上进行，重点控制横梁和端头处U肋的间距。出胎前以胎架上所设线为基准在板块上划出纵横基准线、接板位置线。面板单元以U肋有孔端为基准。U肋的焊接在反变形翻桩焊接胎架上按焊接工艺施焊。施焊时采用线能量较小的C02气体保护自动焊以尽量减小焊接变形。
3）T型横梁在专用胎架上组焊，工艺与工型杆件的制造类似。
4）总拼。在刚性胎架上采用正拼、连续拼装的工艺进行桥面板的总拼，总拼胎架上完成桥面板间的纵向对接，横梁与下弦栓接孔群的加工。总拼胎架的设置见图5。
结语：
在合理的制作工艺保障下，深茂铁路漠阳江大桥钢桁梁的制作严格达到了质量要求，为现场安装的顺利实施创造了条件。
[关键词]整体节点；钢桁梁；制造工艺
1、概述
新建深圳至茂名铁路漠阳江特大桥是一座整体节点钢桁梁桥（图1），该桥为双线无竖杆华伦式下承简支钢桁梁，计算跨度134m，节间长度13.4m，桁高16m，桁间距13.2m。钢桁梁由上、下弦杆、腹杆、桥面系、桥门架、横联、平联等组成，其典型构造见图2。
2、弦杆制造工艺
2.1概述
主桁上弦杆（图3a）及下弦杆（图3b）均为整体节点杆件。上弦杆标准杆件长13.4m，截面尺寸为1×1.2m，翼缘、腹板均设一道纵向加劲肋，最大板厚48mm。下弦标准杆件长13.38m，上水平板加宽1.03m，在主桁节点处，上水平板上开槽使节点板从槽中穿出。
2.2制造重难点及控制措施
1）整体节点板在焊缝处会产生角变形，在焊接前做预变形处理，焊后节点板几何尺寸满足精度要求。
2）下弦杆内侧与正交异性桥面板横梁接头较多，保证接头板与杆件内部的横隔板对齐，将腹板受力传至其他板件也是控制的重点，横隔板间距按（0.2-0.4）‰×AL装配，以整体节点板系统线交汇点为基点增加焊接收缩量，焊后横隔板的位置误差在规范允许范围内。
3）弦杆箱体尺寸控制是保证从组装、焊接到制孔完成后的精度满足要求的关键一环，横隔板作为箱形杆件组焊的内胎，采用精加工可有效控制箱体尺寸。
4）杆件钢板厚度大、焊接量大，采用合理的焊接顺序及防变形措施可有效减少焊接变形，降低矫正难度。
5）杆件上孔群数量多，且在多个方向上均有栓接连接，采用先孔与后孔法相结合的方式，利用高精度的钻模可保证制孔精度。
2.3制造工艺
弦杆制作的总体工艺流程：预处理-下料-精加工-单元件-组装-焊接-调校-制孔-先孔法节点装焊-检测。
1）钢板预处理
钢板预处理采用滚板矫平后即进行制造，杆件检测合格后整体除锈涂装的工艺，经滚平的钢板可有效减低钢板轧制过程中的残余应力，减少焊接变形。
2）单元件制造
弦杆的制作分为顶板、底板、腹板、隔板以及节点板等单元。下料时各单元预留加工余量，其中包括預留焊接收缩量和精加工余量，以保证杆件整体成型后的尺寸精度。顶板、底板、腹板长度预留焊接收缩量，节点板与杆件焊接边预留焊接收缩量，隔板、腹板、顶板、底板及节点板板边下料预留机加工余量精加工成型。
3）弦杆箱体组焊
上弦杆：在胎架内以整体节点端为基准铺设顶板单元，焊线区域打磨，划腹板、横隔板拼装线；按线组装横隔板并临时固定；按系统线对齐安装腹板单元，腹板单元与顶板单元、横隔板贴紧后定位焊；按规定的焊接工艺参数及顺序进行横隔板与腹板单元及底板单元的角焊缝的焊接，以及腹板与顶板箱体内部的角焊缝，拼焊成槽型；安装嵌入式底板单元，检查合格后定位焊；整体节点板处设置反变形，同时节点板内侧加千斤顶刚性固定，焊接底板与腹板的棱角焊缝。
下弦杆：在胎架内以整体节点端为基准铺设顶板单元.焊线区域打磨.画腹板拼装线，预留焊接收缩按间距（0.2-0.4）‰×△L划横隔板拼装线；按线安装内侧腹板并临时固定；按线组装横隔板，检查合格后定位焊；安装另一侧腹板，检查合格后定位焊，按规定的焊接工艺参数及顺序进行横隔板与腹板单元及顶板单元的角焊缝的焊接，以及腹板与顶板箱体内部的角焊缝，拼焊成槽型；节点板范围内腹板与顶板熔透焊缝正面大坡口侧焊缝施焊；按线装配底板；翻身，整体节点板处设置反变形，同时节点板内侧加千斤顶刚性固定，焊接顶板槽口熔透焊缝、外侧节点板与面板熔透焊缝及棱角焊缝；翻身.焊接节点板内侧与顶板的棱角焊缝。
箱体成型后先焊接端隔板及端隔板以外箱体内的补强角焊缝，以保证箱体端口尺寸，再焊底板（顶板）与腹板的棱角焊缝，四条主焊缝同一方向并连续施焊完毕，不允许仅施焊奇数条焊缝。
4）制孔
箱型杆件组焊调校完毕，经检测合格后即进入制孔工序。弦杆孔群加工采用后孔与先孔法相结合的方式（图4），弦杆顶、底、腹板间连接及整体节点处孔群采用后孔法加工，上弦与平联、腹杆、桥门架及横联连接的节点板。下弦与腹杆连接的节点板采用先孔法加工。
上弦杆：在专用划线平台上整体划系统线，划线前先将杆件在划线胎架上放平，在两端口初划端口中心点，检测两端四个中心点是否共面，通过借线调整端口中心点位置，以新划点划纵向系统线，茌水平状态划杆件腰鼓线，以腰鼓线为基准，分别划四个面系统线，腰鼓线、系统线均采用三角划线法进行检验；用整体覆盖式模板对线并用专用夹具加紧，钻孔；平联、横联及腹杆连接节点板先孔，与弦杆焊接端留有收缩余量，用专用工装与弦杆上已钻好的孔或系统线配合装焊。
下弦杆：整体覆盖式模板钻孔方法与上弦杆相同：腹杆连接节点板先孔，与弦杆焊接端留有收缩余量，用专用工装与弦杆上已钻好的孔或系统线配合装焊；拼装桥面板横梁腹板节点，焊接合格后用专用模板配合已钻好的底板孔对横梁腹板节点板进行钻孔。
3、其它构件制造
腹杆为箱型及工型构件，平联、桥门架、横联为工型构件，均采用栓接的连接方式；桥面板为正交异性钢桥面板，其纵向加劲肋间、横梁与下弦间采用栓接连接，面板间及与下弦间采用焊接连接。
3.1箱型及工型构件制造
组焊工艺与弦杆类似，杆件主要孔群加工采用后孔法，相互间连接节点板采用先孔法加工，采用专用工装配合装焊。
3_2正交异性桥面板制造
正交异性桥面板划分为面板单元和横梁单元，萁制造工艺流程为：预处理-下料-单元件-总拼-焊接-调校-横粱制孔-检测。制造工艺如下：
1）桥面板纵向加劲肋（U肋）采用先孔后折弯的加工方法，两端孔群距离留有焊接收缩余量。
2）面板按宽度划分为若干单元，面板与U肋的组拼在无码组立机上进行，重点控制横梁和端头处U肋的间距。出胎前以胎架上所设线为基准在板块上划出纵横基准线、接板位置线。面板单元以U肋有孔端为基准。U肋的焊接在反变形翻桩焊接胎架上按焊接工艺施焊。施焊时采用线能量较小的C02气体保护自动焊以尽量减小焊接变形。
3）T型横梁在专用胎架上组焊，工艺与工型杆件的制造类似。
4）总拼。在刚性胎架上采用正拼、连续拼装的工艺进行桥面板的总拼，总拼胎架上完成桥面板间的纵向对接，横梁与下弦栓接孔群的加工。总拼胎架的设置见图5。
结语：
在合理的制作工艺保障下，深茂铁路漠阳江大桥钢桁梁的制作严格达到了质量要求，为现场安装的顺利实施创造了条件。