实例探析大型悬索桥钢桁梁工厂制造质量控制

袁 杰

湖南省高速公路建设开发总公司，湖南长沙 410000

钢桁梁桥是由桁架杆件所组成的，钢桁梁的杆件和节点较多，构造较为复杂，制造难度较大，其是钢桁架桥的基本构成元件，钢桁架桥的制造工艺会对钢桁架桥质量、刚度等产生较大影响。因此，亟需对钢桁梁工厂制造质量控制要点进行详细探究。

1 杭瑞洞庭大桥钢桁梁简介

杭瑞洞庭大桥位于杭瑞高速湖南大岳段，桩号为 K52+896～K55+286.18，全长约2390.18m。主梁采用板桁结合钢桁加劲梁，设计时均考虑板桁共同作用。该桥梁工程主桁架结构选用带竖腹杆的华伦式结构，具体而言，其是由上弦杆、下弦杆、斜腹杆以及竖腹杆所组成的，其中，前面这选用箱形截面形式，梁端及索塔处采用箱型断面结构形式，其余部分则采用H形截面形式。桥梁主桁架高度为9.0m，桁宽35.4m，节间长度8.4m。一个标准节段长度16.8m，由2个节间组成。主跨跨中两个节段长17.6m，节间距离8.8m。在主桁的节点位置，采用焊接施工方式形成完整的节点板，在各个节段位置，采用H形腹杆进行焊接，与箱型腹杆采用螺栓连接。在每个节间处设置一道主横桁架。

2 大型悬索桥钢桁梁工厂制造一般规定

（1）制造厂对于钢桁梁的设计图纸，必须进行严格审查，如果需要对设计方案的工艺进行修改，则应该与原设计单位进行协商，如果确定变更设计方案，则应签署设计变更文件。（2）对于设计图纸中的钢桁梁接头形式，制造厂应进行焊接工艺试验，对于试验结果，还需要组织专家进行评审。（3）根据钢桁梁设计图纸中的要求，编制完善的施工工艺要求。（4）综合考虑该桥梁工程实际情况，选择典型杆件，并进行试制，对工艺合理性进行验证，当确定合格后，方可进行首批件的生产。（5）在该桥梁工程钢桁梁的制造和验收过程中，都必须组织专业的计量单位进行检查，保证合格。

3 大型悬索桥钢桁梁工厂制造质量控制

3.1 钢板预处理

（1）经复验合格的钢板在下料前，应进行辊平，使其平面度不大于1mm/m。（2）钢板表面预处理抛丸除锈达到Sa2.5级，Rz30～75μ m，喷涂车间底漆一道25μ m。

3.2 切割质量要求

（1）第一，有些切割部分较为精密，对此，对于边缘表面位置质量，必须符合相关规定；第二，切割面的硬度不超过HV350；第三，所有杆件的精切外露边缘应倒R1～R2的圆角。（2）对于型钢切割线与边缘垂直度之间的偏差，应该控制在2.0mm以内。

3.3 零件矫正和弯曲

（1）对于制造零件，如果需要对其进行矫正处理，则应该采用冷矫正方式，在矫正完成后，对钢料表面质量进行检查，不应出现凹痕或明显损伤。（2）对于钢料，如果需要采用热矫方式，应该将温度控制在600～800℃之间，当钢料温度降低到室温前，避免对钢料进行锤击。（3）对于主要零部件，在进行冷作弯曲时，应该将环境温度控制在-5℃以上，对于内侧弯曲半径，应该控制在板厚的15倍以内。（4）U形肋采用冷压弯曲成型，U形肋成型后要求圆角外边缘不得有裂纹。

3.4 边缘加工

（1）对于边缘位置加工面的粗糙度，应该控制在25μm以内；另外，对于磨光顶紧面的粗糙度，要求控制在12.5μm以内，其与板面垂直度之间的偏差应控制在0.01t以内。（2）在边缘加工过程中，应尽量避免受到油污的影响，并对边缘进行打磨处理，保证表面光滑度。（3）对于坡口位置，可采用机械加工和精密切割施工方式，对于过渡段的坡口，必须做好仔细打磨，确保符合工程施工图要求。

3.5 制孔

（1）螺栓孔为正圆柱形，螺栓孔壁的表面粗糙度应控制在25μm以内，不得采用冲孔、气割孔。（2）在制孔过程中，应该选择适宜的工艺进行第一根杆件制作，然后组织质检人员以及工程监理人员进行检查，当检查合格后，即可继续进行钻孔施工。

3.6 杆件组装

（1）在杆件组装施工前，技术人员首先需要根据设计图纸中的要求，对各个零件的尺寸进行检查，在确定合格后，才能够继续组装。（2）在杆件组装中，应合理选择组装平台，在完成首件组装后，监理工程师对安装质量进行检查，确定合格后，即可进行后续组装施工。（3）在接头焊接中，可结合实际情况选用气体保护焊、埋弧焊或者低氢型焊条手工焊等焊接方式，并注意对焊接位置进行彻底清理，去除油污、水分、铁锈等污物，保证焊接区域表面的光泽度。（4）如果选用埋弧焊进行焊接施工，对于焊缝，可采用引板进行连接，对于引板的材质、厚度等，都应该与焊件保持一致，同时，引板的长度应该控制在10cm以内。（5）对于产品试板，应该在焊缝的端部位置进行连接，对于试板的厚度、材质等，都必须与对接板材保持一致，同时，产品试板的长度应该控制在60cm以内。（5）在对组装杆件检查合格后，即可进行吊装，在吊装环节，应该注意轻起轻落，避免杆件发生变形或者焊接缝出现裂缝，另外，还应该注意对杆件采取保护措施，如果杆件出现损伤，则应该根据规定进行修补。

3.7 焊接

（1）上岗的焊工应按焊接方法和不同的焊接位置进行考试，考试合格后，才能够持证上岗。（2）在焊接施工中，必须严格依据相关施工规范，避免对焊接工艺进行随意更改。（3）在焊接施工前，对所用设备工作状态、仪表的可靠度进行检查。（4）在焊接施工中，应该尽量选择室内焊机，对于环境温度，应控制在5℃以上，同时环境湿度应控制在80%以内。如果必须进行露天焊接，则应该采取防风、防雨措施，雨、雪、大风、严寒等恶劣气候条件，不应进行桥上焊接作业。（5）对于主要构件，应该在室内进行组装，组装完成24h内进行焊接，而如果构件是在室外环境组装的，则应该在组装完成12h内进行焊接。（6）在焊接施工前，对于预热温度，应通过焊接试验，并满足焊接工艺要求。

3.8 杆件矫正

（1）如果需要对杆件进行冷矫正，则应该注意缓慢加力，对于室内温度，应该控制在5℃以上，矫正过程中的总变形量必须控制在3%以内。（2）如果需要对杆件进行热矫正，则应该将温度控制在600～800℃以内，同时，对于同一位置，应该注意避免多次重复加热，在杆件温度没有降低至室温前，避免对杆件进行锤击。（2）杆件矫正完成后，对杆件表面进行检查，避免出现明显损伤。

3.9 钢桁梁节段制造及预拼装

（1）在节段制造以及预拼装施工过程中，必须严格依据施工图纸中的规定，每次预拼装长度应该控制在5个节段以内，在预拼装完成后，还需要对拼装质量进行检查，对于最后一个钢桁梁节段，应前移，然后再进行下一批次预拼装。（2）参与拼装的所有构件均应检验合格。（3）节段制造及预拼装应该在胎架上进行。（4）对于节段制造及预拼装胎架，应该保证足够刚度，同时要求基础承载力达到一定的施工要求，拼装支撑点应位于杆件刚度较大的位置。（5）胎架标高根据拼装线形设置，每轮次拼装均需测量调整标高。（6）节段制造及预拼装施工时，应按高空安全作业相关规定做好安全防护。（7）预拼装时，对于板层的冲钉，应该控制在螺栓孔总数的10%以内。（8）在预拼装施工过程中，需要对拼装位置进行检查，判断是否出现相互抵触的现象，同时还应该对螺栓位置的拧紧度进行检查。（9）对于螺栓孔，可采用试孔器进行检查，对于主桁间连接的螺栓孔，必须保证能够通过试孔器。（10）节段制造及预拼装检测时，应避开日照的影响。

3.10 防腐涂装

（1）漆膜的外观要求平整、均匀一致，允许轻微桔皮和局部轻微流挂。电弧喷铝层表面均匀一致，不允许有漏涂、起皮等，允许有轻微结疤和起皱。（2）涂膜厚度按图纸规定，采用《磁性基体上非磁性覆盖层覆盖层厚度测量磁性法》（GB/T 4956—2003）的磁性测厚仪进行测量。（3）在对漆膜附着力进行检验时，必须严格依据《色漆和清漆漆膜的划格试验》中的规范，必须达到1级或0级；漆膜附着力的检验采用《色漆和清漆拉开法附着力试验》（GB/T 5210—2006）进行评定时，涂装体系附着力要求≥3MPa，电弧喷铝铝层附着力要求≥5.9MPa，STC钢桥面富锌底漆附着力要求≥6MPa。（4）钢桁梁杆件外表面漆膜厚度测量值应该满足相关规范，同时，在所有测量值中，必须保证90%以上的测量值能够满足厚度要求。

4 结语

综上所述，本文主要结合实例，对大型悬索桥钢桁梁工厂制造质量控制进行了详细探究。钢桁梁的制造属于系统工程，并且制作环节较多，在具体制造过程中，应该严格控制下料、焊接等质量控制，保证钢桁梁的制造质量。