钢箱梁制造安装方案 Revised by Liu Jing on January 12, 2021
楚雄连汪坝至南华县城一级公路
第7合同牛凤龙大桥
钢箱梁制造安装技术方案
一.工程概况
楚雄连汪坝至南华县城一级公路第7合同牛凤龙大桥平面分别位于缓和曲线（起始桩号：K43+，终止桩号：K43+，参数A：，右偏）、圆曲线（起始桩号：K43+，终止桩号：K44+，半径425m，右偏）和缓和曲线（起始桩号：
K44+，终止桩号：K44+，参数A：，右偏）上，纵断面纵坡%；墩台径向布置。采用3、4孔一联连续结构，按半幅计左幅桥设4联，右幅桥设3幅，全桥共计9道伸缩缝。
孔跨布置为左幅3×30＋3×30＋3×30＋﹙50＋60＋40﹚m, 右幅4×30＋4×30＋﹙50＋60＋50﹚m先简支后连续预应力小箱梁和连续钢箱梁桥，其中左幅第4联、右幅第3联采用钢箱梁。
主桥立面布置图见图1所示。
图1 主桥立面布置图
主桥平面布置图见图2所示。
图2 主桥平面布置图
标准段横断面布置图见图3～4所示。
图3 主桥左幅第4联钢箱梁标准横断面图
图4 主桥右幅第3联钢箱梁标准横断面图
二.钢箱梁制造项目重点、难点分析
为保证本工程合同段钢箱梁制造安装质量和工期达到预定目标，必须针对此桥的特点及重点采用桥梁新材料、新结构、新设备、新工艺等工程措施，制定出详细的制造方案，确保此项目达到优质工程。
1.钢箱梁安装制造重点
科学组织，确保钢梁按期完成制造安装任务
承接本合同段工程，我们必须建立并完善技术创新机制和建设管理创新体系，加强技术创新、管理创新和集成创新，确保高标准、高质量、高效率实现本项目建设目标。
本项目钢箱梁制造工程量大、工期紧，如何采用合理的施工组织设计，即有效的组织好各项人力资源、充裕的生产和作业场地、优良的技术装备和工装，大型组装及预拼装场地、涂装车间和存放场地、顺畅的转场和运输能力，先进的安装技术和装备，是按期完成好本标段钢梁制造安装任务的一个重点。
提高精度，确保钢箱梁线形和顺利拼装合拢
如何控制钢箱梁的制造质量，提高制造精度，在试拼中发现误差，并采取有效方法和措施消除误差的积累，对钢箱梁制造误差进行动态控制，以保证钢箱梁拼装线形、顺利实现合拢是非常关键的重点。
节段组拼安装风险因素影响多
本桥钢箱梁节段尺寸大，其分节段运输到现场，节段现场组拼后运输至桥位安装是主要的施工重点。
2.钢箱梁制造安装主要难点
根据提供的设计图纸，经分析研究，认为本工程钢结构制造安装存在以下重点和难点：
钢箱梁线形控制精度高
钢箱梁为曲线（连续）梁，在拼装过程中需要同时保证成桥平面曲线形和竖向立面线形，箱梁制造线形精度要求高，控制难度大；
钢箱梁成形件预制难度大
钢箱梁的纵向加劲肋、腹板等单元件，需要三维方向控制变形，预制难度大，拼装要求高.
焊接要求高
钢箱梁为全焊（钢结构，节段单板厚度与刚度较小，焊缝密集。尤其是支座连接等处，构造复杂，受力集中。存在大量的对接接头、熔透或坡口角接接头、T型角接接头等多种接头形式以及各种不同的焊接工位，而且焊缝要求级别高。因此，如何控制其焊接变形和焊接残余应力，保证钢箱梁几何尺寸精度是钢箱梁制造的难点。
气体保护和埋弧自动焊等，现场焊接的工作量较大，存在手工电弧焊、CO
2
焊接位置存在平焊、横焊、立焊和仰焊，焊接工位多，同时焊接要求高，大多的焊缝要进行超声波、磁粉及X射线等探伤。
运输尺寸大
钢箱梁采取工厂节段制造，现场安装的方案，其节段尺寸大，运输受道路条件和超限运输也是一大难点。
施工安全防护措施多
在高空施工要设置施工操作平台，在跨线部分上方施工焊接时，在下面道路路未封闭时，要在高空进行防护，防止火花、小物件等坠落等。
3.钢箱梁制造难点控制措施
变形控制及措施
焊接结构的变形预测以及控制历来是焊接过程中一大难题。每个钢箱梁节段都有多种类型的焊接接头形式，需采用CO
气体保护焊、埋弧自动焊、手工弧
2
焊等多种焊接方法。因此焊接变形的控制对保证钢箱梁的几何精度和质量非常重要。
钢结构焊接通常采用熔化焊的方法，由于焊接加热，融合线以外的母材产生膨胀，冷却后，熔透金属和熔台线附近母材产生收缩，因加热、冷却这种热变化在局部范围急速的进行，膨胀和收缩变形均受到约束而产生焊接变形钢结构焊接变形的基本形式有横向收缩及弯曲变形、纵向收缩及弯曲变形、旋转变形。在实际的结构中焊接变形呈现出由这些基本形式组合的复杂状态。
我公司采用自动化设备进行板单元组装和焊接，以控制焊接变形。
板单元自动组装设备见图5所示。
板单元自动多头门式焊接设备见图6所示。
图5板单元自动组装设备
图6板单元自动多头门式焊接设备
（1）下料几何尺寸的控制
钢箱梁在拼装前，板料部件刚度小，焊缝多方位施焊，容易产生变形，焊成整体后，刚度很大，变形极难休整。所以在钢箱梁板单元制造过程中首先必须控制单元件的精度。因此钢箱梁底板的下料尺寸控制尤为重要，板块及各零件下料加工时，按其后序作业中焊接条件在纵向、横向预留收缩补偿量应通过放样并考虑变形收缩量后再决定下料尺寸。
对于横隔板等影响钢箱梁几何尺寸的单元件，采用数控精密切割进行下料，严格控制其几何尺寸在公差范围内。
（2）板单元组拼尺寸控制
①钢箱梁的板单元之间通过焊接连接成整体，因此控制单件板单元的几何尺寸，对于钢箱梁总拼时控制箱梁整体的焊接收缩、焊接变形，确保几何尺寸精度尤为重要。
②为减少因焊接而引起的变形，板单元采用移动式U 肋装备机自动定位安装。
③横隔板的焊接在专门的自动化装置中进行，控制焊接收缩和焊接变形，保证横隔板的尺寸精度。
（3）钢箱梁节段组拼线型控制
对于钢箱梁线形控制采取的措施为电脑精确放样后腹板与顶、底板、腹板数控下料，保证零件曲线线形；在工厂单元件制造、总拼时均模拟桥形进行工装胎架布置，保证成桥线形的准确；
由于本工程均为平面曲线钢箱梁，因而其外腹板放样是本桥的特点和难点。
当曲线为圆曲线，两侧外腹板分别为正、反圆台，在展开时为扇形；
当曲线为缓和曲线时，l h =A 2
/R ，其X 、Y 坐标分别为：5n 2l 40s n n s l X R l =-；36n s
l Y Rl =，其中l n -曲线上任意一点N 到ZH 点的曲曲线长度(里程差)；ls - 缓和曲线长度；R - 缓和曲线终点的圆曲线半径。同样通过缓和曲线方程逐点求出各点坐标，利用各点的三维坐标值可计算出腹板曲面相邻点的距离以及相邻线的夹角，通过三角展开原则可将腹板曲面展开成平面，如下图所示，亦可近似以几段圆曲线替代缓和曲线，腹板展开图形有几段扇形组合而成。
缓和曲线腹板三维示意图 腹板三角形法展开示意图
