銅陵橋整體桁片制作及焊接工藝研究

1銅陵橋整體桁片制作及焊接工藝研究摘要：銅陵橋鋼梁主桁采用整體桁片式結(jié)構(gòu)，每2個(gè)節(jié)間為一個(gè)桁片。相鄰2個(gè)桁片之間采用高強(qiáng)度螺栓連接，而桁片內(nèi)部弦桿與斜豎桿之間為全焊連接，焊縫為一級(jí)熔透焊縫，其焊接收縮變形難以控制。通過(guò)制定整體桁片的制作方案及技術(shù)措施，保證桁片的制作精度及質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)關(guān)鍵詞：整體桁片；全焊；焊接收縮變形；制作精度及質(zhì)量1大橋鋼梁概述銅陵長(zhǎng)江公鐵兩用大橋主橋?yàn)椋?0+240+630+240+90）m的5跨連續(xù)鋼桁梁斜拉橋，主梁為鋼桁梁，全長(zhǎng)1290m。上層為6車(chē)道公路橋面，下層為4線(xiàn)鐵路橋面。桁寬為（2×17.1）m，節(jié)間長(zhǎng)度為15m，鋼桁梁節(jié)段見(jiàn)圖1。鋼桁梁采用國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用的整體桁片式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，桁片規(guī)格為長(zhǎng)30m（橋縱向），高18m，寬2.85m。單桁片最大質(zhì)量約360t。桁片平圖1鋼桁梁節(jié)段立體示意2圖2鋼桁梁桁片平面示意2桁片制作2.1胎架制作桁片制作在大型地模式拼裝胎架上完成。根據(jù)桁片結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)了桁片制作胎架。根據(jù)單片自重，胎架采用與地面固接的獨(dú)立混凝土支墩，支墩頂部設(shè)置鋼座，以保證支墩均勻受力及桁片的水平度；胎架上設(shè)置有縱、橫基線(xiàn)和基準(zhǔn)點(diǎn)、定位基準(zhǔn)孔，確保桁片各桿件正確定位；胎架定位支墩間預(yù)留焊接收縮量；定期對(duì)胎架進(jìn)行檢查，注意溫度變化對(duì)地面伸縮、支墩及胎架變化的差異性影響。胎架平面、斷面見(jiàn)圖3。3圖3胎架結(jié)構(gòu)示意2.2桁片制作方案1）桁片采取“2+1”的匹配制作方案。桁片制作按無(wú)預(yù)拱度定位拼裝，即桁片上弦接口與下弦接口一致均無(wú)伸縮縫，每一個(gè)桁段均為標(biāo)準(zhǔn)2）利用桿件系統(tǒng)線(xiàn)標(biāo)識(shí)和已鉆制孔群按照端口匹配要求定位，采用工藝拼接板拼接輔助定位或號(hào)孔，桁片間斜腹桿連接采用工藝拼接板定位安裝，工藝拼接板需滿(mǎn)足起拱后節(jié)點(diǎn)中心距變化的連接需求，保證橋4位安裝為標(biāo)準(zhǔn)間距的拼接板。上弦桿工藝拼接板可采用下弦標(biāo)準(zhǔn)拼接2.3桁片焊接桁片為全焊形式，結(jié)構(gòu)超大、超重，因此制定合理的焊接工藝及輔助性工藝措施，對(duì)桁片制作非常關(guān)鍵。1）焊接前實(shí)施輔助性工藝措施控制焊接變形。a.下弦后孔端要求將桿件與胎架支墩鋼座剛性?shī)A具卡固，見(jiàn)圖4。上弦下墊聚四氟乙烯板，焊接時(shí)下弦固定不動(dòng)，上弦可沿高度自由滑移。b.腹桿腹板與節(jié)點(diǎn)板間角焊縫先焊接。由于角焊縫相對(duì)焊接收縮量較小，先焊接可起到節(jié)點(diǎn)處局部剛性固定的作用，可有效地減小焊接收c.短斜桿的剛性固定：為保證短斜桿的拼裝角度，防止短斜桿接頭焊縫焊接過(guò)程中斜桿角度發(fā)生變化，在短斜桿和豎桿間設(shè)置連接角鋼，角鋼為非焊接卡固定位。2）制定合理的焊接順序，如圖5所示。5圖5桁片焊接順序按圖5中Ⅰ—Ⅱ—Ⅲ—Ⅳ—Ⅴ的順序?qū)Ω鞴?jié)點(diǎn)焊縫進(jìn)行焊接，各節(jié)a.同時(shí)焊接兩根豎桿與下弦節(jié)點(diǎn)（圖5中兩處Ⅰ節(jié)點(diǎn)）連接角焊縫。節(jié)點(diǎn)內(nèi)先焊接腹板與節(jié)點(diǎn)板角焊縫（坡口角焊縫，后焊接腹板端部200mm與節(jié)點(diǎn)板熔透角焊縫）；最后焊接腹板與下弦桿頂板間熔透角焊縫，見(jiàn)圖6（兩處Ⅰ節(jié)點(diǎn)需對(duì)稱(chēng)施焊，且