简蒲高速匝道桥钢箱梁制造焊接及安装技术研究

摘  要：改革开放以来，随着交通网络的日益完善，人们的出行方式变得更加多元和便捷。道路建设施工技术的发展及各类先进设备的应用使道路桥梁的施工建设效率和质量获得了显著提升。在高速匝道桥的钢箱梁制造、焊接及安装过程中，相关施工工艺，工序的合理性与操作的规范性都会决定工程建设的整体质量。该文针对简蒲高速匝道桥建设项目中钢箱梁的制造、焊接及安装施工进行深入分析。结合项目实际，总结施工经验，重点关注施工工艺及技术的应用方式。希望以此为后续的类似工程项目建设提供参考依据。

关键词：高速匝道桥;钢箱梁;焊接工艺;安装技术

中图分类号：U448        文献标志码：A

1 项目背景与工程概况

该项目的施工范围属于成都经济区环线高速公路简阳至蒲江段中的禾丰枢纽互通部分，与刚刚建成的成安渝高速公路相交，成十字型交叉，采用反8字混合式枢纽方案。桥跨由混凝土现浇连续箱梁和钢箱梁2个部分构成。其中，钢箱梁平面位于缓和曲线和R=100m的圆曲线上，全长共计120 m。项目的施工建设过程主要包括钢箱梁的制造、焊接、运输、安装等工序。除了要保证施工的整体质量和工程进度外，还需对施工期间的安全管理和组织保证措施形成足够重视并落实到位。该文将主要关注高速匝道桥钢箱梁的制造、焊接以及安装过程中的关键技术和施工工艺。

2 钢箱梁制造及施工的前期准备工作

在进行钢箱梁的分段制造之前，需要根据工程项目的施工工期及现场施工条件，综合确定详细的施工方案。并结合甲方、监理及设计院的意见展开沟通和交流后，确定基础的施工技术方案。同时，要组织参与生产和提供技术支持的施工人员对施工方案的图纸及施工工艺进行技术性审查，保证各施工环节都能够顺利推进。在围绕设计图纸进行交流和沟通后，施工人员在领会设计意图和主要施工方式的基础上，应在审批的分段方案图上对施工图纸深化设计进一步探讨。充分细化具体的施工细节，明确各环节的注意事项。为了保证钢箱梁制造及安装过程的效率和质量，还需编制相应的施工工艺方案及施工工艺文件，报送甲方及监理部门进行审批，保证施工方案的有效性及高可行度。

前期准备工作还包括拟采用焊接工艺的客观评定，需结合监理工程师的审批标准，根据焊接工艺的评定方案制造相应的工艺试板，结合项目的实际建造需求展开有针对性的检验和试验。在工艺评定的试验结果确认合格后，负责人员需将所有相关资料整理成册并上报各相关单位和监理部门进行技术工艺的评审。

3 钢箱梁的制造技术与实施方案

3.1 钢板预处理

用于制造钢箱梁的钢板在下料前需对不平整或不合格的钢板进行矫平处理。通过在钢板预处理流水线上进行喷砂处理和喷涂车间底漆的操作，使其表面的喷砂除锈等级达到Sa2.5，表面粗糙度达到30μm～70μm，并喷涂无机硅酸锌车间底漆1道，漆膜厚度≥30μm。

3.2 零件下料与加工

零件下料过程中的放样与号料应严格按照施工计划和图纸标注的规格参数进行，施工工艺对放样及号料的效果有一定要求，样板、样杆、样条制作的误差也应与项目容许的误差范围相吻合。在进行预留制作和安装时需保证对于焊接收缩余量及切割、刨边、铣平等加工余量的放映和号料。号料前检查钢料的牌号、规格、质量，当发现钢料不平直、有蚀锈、油漆等污物影响号料质量时，对钢材进行矫正、清理后再号料;主要零部件原则上采用气割切割，并优先采用精密切割、数控自动切割。对于要求再行加工的气割零部件，其尺寸偏差可按工艺技术文件或图纸上注明的尺寸执行。对于形状不规范不标准的零件，采用冷矫正时环境温度不宜低于-12℃，矫正后零件的表面不应有明显的凹痕或损伤，否则仍需进行整形。采用热矫正时，加热温度应控制在设计要求的温度范围内，矫正后零件温度应缓慢冷却，降至室温以前严禁对零件锤击以及用水急冷。

3.3 钢箱梁单元件制作

匝道桥钢箱梁的顶板单元通常由顶板、T肋以及板肋组成，底板单元由底板、板条组成。制作底板单元时，底板长度方向按照L+20 mm进行下料，宽度方向按照L-4 mm进行下料。在划定位基准线、板肋定位线后开始组装板肋，需按照板肋定位线从一端（开坡口侧）往另外一端依次点焊固定。底板单元焊接宜采用细丝实芯或药芯焊丝二氧化碳气体保护自动焊，过程中还应使用底板单元焊接设计专用的反变形胎架，根据不同的板宽、厚度，横向设置不同的反变形量。此外，横隔板零件采用数控火焰切割机编程下料，其余零件可采用半自动火焰切割机下料。最后，钢箱梁的中腹板和边腹板结构基本相同，下料方式也和横隔板零件类似。

3.4 钢箱梁焊接技术

钢箱梁常采用二氧化碳气体保护焊焊接方式，按照先焊横隔板与板条肋的贴脚焊缝，再焊横隔板与顶、底、腹板的焊缝，再焊腹板与顶、底板的焊缝，再焊底板对接焊缝，最后焊顶板的对接焊缝的次序完成整个焊接过程。待缝焊接完毕后，应及时进行焊缝外观检测，并填写检测记录。需确认所有钢箱梁的焊缝不存在裂纹、未熔合、焊瘤、夹渣、未填满及焊漏等缺陷问题。焊接完成24小时后，具有专业资质的探伤人员须持证上岗完成超声波焊缝探伤。质量检查的内容包括钢箱梁的各部件焊缝等级及探伤部位存在的质量缺陷。

在对焊缝进行返修时应首先确认其产生原因，并采取相同的焊接工艺进行补焊。返修操作时要将清除部位的焊缝两端刨成斜率小于1∶5的斜坡，并将周边的氧化层和含碳层打磨干净。

4 钢箱梁预拼及安装技术

为了确保箱梁制造时与成桥状态一致，胎架纵向和横向均按照桥位状态设置纵坡和横坡。根据梁段的重量、结构形式、外形轮廓、梁段制作预变形、设计线型及钢箱梁转运等因素对胎架进行设计和制作，节段组拼采取“正装法”方案。

安装钢箱梁时，根据钢箱梁的分段方案搭建安装临时支架并根据施工载荷等级进行支墩的受力计算，保证安装过程的安全。分析数据选用midas整体建模分析方式，明确最大轴应力、剪切力、弯曲力和组合应力，并确保各强度指标均在容许强度范圍内。

在确定吊装设备和辅件选型的环节，应根据全桥最大、最重及吊装半径最大位置确定吊装设备选型并计算起重机的高度限制和最大吊装重量。吊装过程所使用的钢丝绳和卸扣应满足最大受力承载要求。钢丝绳与箱梁的安装夹角及最大承受拉力都要结合实际的安装施工方案进行精确计算，以此保证钢箱梁安装全过程的施工安全。吊装吊耳的选型和参数确定涉及吊耳的抗剪强度、抗拉强度、挤压强度和焊缝强度。各项基础指标和参数的规范会给吊装施工带来安全保障。

钢箱梁在吊装前需做好充分的准备工作，包括对测量工具的反复校验，根据现有的桥墩标高进行复查，并对参与施工的所有人员进行安全教育。通过安全技术交底和吊装技术交底让施工人员明确操作的流程和关键步骤。在夜间进行吊装施工时，还要对施工区域的照明装置进行检查，确保不存在照明死角。

吊装后的焊接过程需参照“焊接工艺评定”执行，段内先焊单侧横隔板与腹板的贴脚焊缝，再焊底板对接焊缝，最后焊顶板对接焊缝。段间先焊顶、底板对接焊缝，待无损检测合格后，组装焊接U肋、加劲肋嵌补段。

5 结语

通过该文对于简蒲高速匝道桥钢箱梁制造，焊接及安装过程的关键步骤及施工工艺的研究、分析与论述，充分明确了各施工环节的关键技术和重点参数指标。实际施工时，需从前期准备到方案实施和安装完成后的质量检查都严格贯彻规范化、流程化的操作步骤，全面保证施工建设质量。

参考文献

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[3]梁光浩.高速公路大跨径匝道桥叠合钢箱梁施工技术探微[J].山西建筑，2017，43（36）：174-176.

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