浅谈市政工程中钢桁梁桥制造技术的研究

浅谈市政工程中钢桁梁桥制造技术的研究

赵 俊

陕西华山路桥集团有限公司  陕西西安 710016

【前  言】随着我国城市道路桥梁建设的不断发展，钢桁梁得到广泛的应用，其杆件为结构复杂的空间结构，结构尺寸大、种类多，且整体节点杆件连接关系复杂，确保杆件制造精度是本项目制造的难点和重点所在。本文结合实际案例将钢绗梁桥制造技术进行了分析研究，为类似工程项目的施工提供了宝贵的经验。

【关键词】 钢桁梁 弦杆结构 U形加劲肋 试拼装 涂 装

【正  文】

一、钢桁梁制造难点分析

⑴ 钢板厚度大，焊缝密集，熔透焊缝数量多，熔敷金属的填充量大，焊接变形突出且不易控制，同时焊接质量要求高，故厚板的焊接质量控制和焊接变形控制是制造中的难点之一。

⑵ 整体节点弦杆结构形式复杂、连接方向多、焊缝密集、焊接熔敷金属量大、焊接变形控制难度大，其组装时的精度控制直接影响到桥位各接口的连接关系，各板单元间的组装精度控制是制造中的难点之一。

⑶ 主桁构件孔群的精度控制不仅影响架梁能否顺利进行，更重要的是关系该桥的整体尺寸及线形，消除累积精度误差对整座桥梁长度及线形等的影响，又是一个需要关注的问题。

⑷ 主桁构件孔群的精度控制不仅影响架梁能否顺利进行，更重要的是关系该桥的整体尺寸及线形，消除累积精度误差对整座桥梁长度及线形等的影响，又是一个需要关注的问题。

⑸ 由于板件厚，高强螺栓连接接口刚性较大，再加上整体节点构造，要求杆件接口的平面度和栓接面错台应严格控制，以确保高强螺栓摩擦受力。因此，整体节点杆件节点板平面度控制和与之连接杆件的接口匹配，也将成为制造中的难点之一。

⑹ 桥面板U形加劲肋采用双面焊接100%熔透率。U肋板单元焊接质量、焊接变形控制，是主桥钢梁制造控制的重点。

（7） 试拼装不仅是对杆件制作质量的检验，以满足工厂吊装节段组装和桥位架设精度的要求，同时也为后续杆件制作工艺改进提供有力的参考，应作为本桥制造重点之一。

（8） 涂装是保证桥梁钢结构耐久性的重要措施之一，防腐涂装质量能否得到保障直接关系到钢桥梁的使用寿命长短。鉴于主桥桥面系采用桥位吊装节段组焊后再吊装、连接的方案，制造工艺的制定需充分考虑构件涂装工序的合理安排，保证钢梁涂装质量是本桥制造重点之一。

二、钢桁梁制造应对方案

（1)钢桥面板单元冷矫正技术

为减少变形、控制结构整体质量和提高制造速度，桥面板由于面积大，板厚相对较薄，在与刚度较大的U肋焊接后，板面会发生较大的翘曲，也存在一定的波浪变形和扭曲变形，控制其变形以及在变形后对其进行有效的矫正显得愈发重要。因此依托我公司科研项目“钢桥梁板单元冷矫正技术研究”开发适用性更强、效果更好的U肋板单元连续冷矫正技术，控制桥面板的焊接角变形，并降低桥面板的焊接残余应力。

（2）“内焊平位细丝埋弧焊+外焊船位埋弧焊”的全熔透焊接工艺工程应用

采用联合开发的U肋全熔透焊接工艺，即“内焊平位细丝埋弧+外焊船位埋弧自动焊”的组合焊接工艺，由于定位焊缝冷却快，容易开裂；频繁起、熄弧易形成弧坑裂纹；熔合不好；焊缝易夹渣；造成焊缝余高比较高，影响焊缝美观。U肋板单元组装需要间断定位焊，打磨不到位，很容易在焊端形成空孔，易产生“假焊”（未熔合缺陷），在轮载循环作用下很容易萌生疲劳裂纹和裂纹扩张。为此，目前国内联合开发的U肋组焊（内焊）一体机装备，采用该装备实现了U肋板单元快速化生产、高精度组装、高质量焊接，取消了现有的定位焊工序，提升了产品质量，提高了制造效率，为U肋全熔透技术进步奠定了基础。

（3） 对接焊缝、熔透焊缝的焊接工艺

本工程对接焊缝多，焊接质量要求高，为保证焊接质量，避免焊接裂纹的产生，使接头的各项性能满足设计要求，将采取以下措施：

根据接头形式，分类进行焊接工艺试验。通过焊接工艺试验确定焊接工艺（包括焊接工艺方法、焊接设备、焊接材料、工艺参数、焊接顺序等）、坡口形式及焊接变形的控制措施。认真分析各块体及节段的焊接变形规律，并通过焊接变形试验进一步确定焊接变形量的大小，以确定采取何种反变形措施。采用理论计算与模拟试验相结合的方法确定各焊缝预留的焊接收缩量，并在生产过程中跟踪测量，及时修正。

对能够采用反变形措施的焊缝预留合适的反变形量，以抵消焊接变形量；

根据焊接工艺试验制定合理的焊接方法、焊接顺序及焊接方向；选用技术水平高的焊接操作者施焊，加强焊缝填充量的控制，提高一次探伤合格率，减少焊缝返修次数。

（4） 试拼装精度控制

试拼装是检验制造工艺的合理性、工装设备的适合性、制造精度的准确性等必不可少的工艺。试拼装工艺是制造精度和架设单元制作精度的联系纽带，我们将在计算机模拟试拼装的基础上，采取合理的实物试拼装方案：

因此，建立节段拼装精度管理系统是保证钢梁制造质量，确保钢梁成桥后线形的必要措施。该系统不仅能在制造过程中动态显示拼装的偏差情况，而且能及时准确反馈修正信息，指导后续节段的拼装作业，实现对桥位线型的主动控制。对每次整体拼装节段前后节点坐标位置进行精确测量，根据测量结果，利用计算机进行仿真安装连接，并分析制造线形与理论线形的偏差数据，并以此结果指导后续节段的拼装作业。

三、 关于桥位安装精度控制的相关建议

（1）建立精度控制管理系统：钢梁制造及安装过程中不可避免的会产生误差，即使确保每次试拼装长度、角度等项点都在允许偏差之内。一旦出现制造误差的同方向积累，将对钢梁线形产生较大的影响。因此建议对每次架设各节点坐标位置进行精确测量，根据测量结果，利用计算机进行仿真安装，并分析架设线型与理论线形的偏差数据，并以此结果指导后续桥位架设，实现对桥位安装线形精度的管理。

（2） 架设前在桥位布设有全站仪、水准仪、数据处理系统组成的测量控制网，并全面考虑当地环境、温度对测量的影响。钢梁在吊装时，利用构建的测量控制网实施杆件的精确定位，整个节间架设完成后进行全面复测，并将测量数据记录，输入到电脑模型中，预测对整桥的线型影响，并得出架设第二节间时的修正数据，及时纠偏。

(3) 利用冲钉紧密连接定位各杆件，最大程度的恢复试装时的状况，整节间经检测合格后，再安装高强螺栓。

【结 论】,本文针对了钢绗梁桥的制造加工及架设情况,对制造过程中的关键控制点进行分析并采取有效措施进行解决,保证桥梁建筑的顺利进行。

【参考文献】

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[2] 黄颂昌徐剑秦永春.我国桥梁养护技术现状与发展展望 [J].公路交通科技(应用技术版. 2021(156)：49-53.

[3] 吴高道. 某大桥连续钢桁梁的施工控制研究[M].西安交通大2023(19)126-129.

[4] 赵宝国国内钢绗桥梁施工技术分析研究[J].交通标准化.2022(19)：78-79.