1、8赤壁人行天桥钢箱梁制作技术一、工程概况赤壁站旅客人行天桥位于京广线 DK1329000 处，跨越京广正线及客站站线，连通基本站台和中间站台，钢梁采用焊接双室箱形截面，全长 33米，宽 4.5 米，梁高 1.25 米，设计起拱 85mm，梁全重 76t，为京广线上跨度最大的人行天桥之一。箱梁采用现场制作，纵向拖拉架设到位的方法。由于天桥体积与重量均较大，且需吊上 8 米高的拖拉平台，故有较大的施工难度。二、主要施工方案2.1 钢箱梁在现场制作拼装，通过一辆 20t 的吊车来提升钢板及装卸运送物资。2.2 钢箱梁分 24m 段和 9m 段分别制作，其中每段又沿中心线分为两片独立制作。其中底板以上
2、部分在地面制作，底板及各段的拼接在拖拉平台上完成。2.3 沿天桥横向在天桥中心线两侧用枕木及钢轨铺设制作平台。2.4 在天桥中心线基本站台侧用万能杆件搭设长 24m、高 8m、宽 6m 的拖拉平台，钢梁上部与底板的拼接、两半梁的合拢及 24m 梁与 9m 梁的拼接以及梁的拖拉将在平台上完成。三、钢箱梁制作工艺流程图平整场地 拼焊钢梁 #顶板 隔板下料 拼焊钢梁 #顶板9在顶板上固定隔板 腹板下料 在顶板上固定隔板顶板起拱、焊接腹板 顶板起拱、焊接腹板米钢梁片焊接 米钢梁片焊接在拖拉平台上垫出拱度在平台上拼焊 24m 梁底板钢梁片、片吊上平台钢 梁片、片焊 接钢 梁 矫 正 调 整24梁拖拉至号
3、平台钢 梁 片制 作 钢梁片制作在平台上垫起钢梁拱度在平台上拼接底板至设计高度10钢梁吊上平台与梁对接成型钢梁焊接钢梁校正调整隐蔽工程验收 焊缝探伤钢梁封口 钢梁刷漆 准备拖拉四、施工工艺4.1、制作场地选择及作业平台施工根据施工场地的地形、场地土承载力等情况，结合钢梁的制作和拖拉要求，在不影响行车安全的情况下，沿天桥轴线搭设天桥拖拉平台，考虑到钢梁的自重较大而场地土为新填土，承载力不足，故在平台支脚制作了8m6m 的 C20 砼基础(见附图四)。钢梁地面制作平台采用平铺枕木（间距1m）的方法来增加平台的稳定性，并在其上铺设两排钢轨以铺放钢板（钢轨顶面需精确抄平） 。4.2、钢梁的制作（以 2
4、4m 段梁为例）4.2.1、钢材的下料顶板和底板：钢板放样参照设计要求和施工规范，应以尽量节约材料为原则，由于要求确保相邻顶板、底板、腹板间的对接焊缝必须错开 1m 以上，经过周密细致的排布，保证了在满足设计与制作要求的同时，对材料的损耗不合格合格11也做到最小， （具体排布详见图二） 。按排布情况将相应规格的钢板按尺寸放样后，就可进行焊接。腹板：腹板除了要满足顶板的要求外，由于梁要求有一定的上拱度，只有控制腹板的拱度来保证，故在将钢板找方后还需将与拱度相对应的弧线给放出来，我们在这里有两种方法可以取得圆弧的数据，第 CAD拟钢 板 钢 板12一种是精确计算，即在 AutoCAD 中将弧线画出
5、，并将此弧的弦按一定间距分成数段，并做出垂线，利用 AutoCAD 的计算功能即可将各线段长度即各点弧弦距精确求出（如下图所示） 。拟钢 板 钢 板第二种方法是利用勾股定理进行近似计算(如上图) ，由于此弧半径极大（有 700 余米） ，故可将其近似看做一等腰三角形，误差可忽略不计，如此可求出各点弧弦距，由于 ABA D ，故可求出 EF，故 FGEF+1/2BD ，如此组合可求出近似各分点的弧弦距（亦可据此原理用 AutoCAD 求出近似值） 。由以上两种钢板放样方法可以看出，近似计算放样法误差极小却可以最大限度的节约钢材，故在实际施工中采用的是第二种方法，而第一种方法则用来对拼接好的腹板进
6、行校验。钢板在切割时，大型板件如顶板、腹板、隔板、底板等采用半自动气割机切割以保证切割精度及切口平整，对于零星板件及不规则切口采用人工切割以提高加工速度。4.2.2、梁各板件的拼接13首先将顶板及腹板各段钢板拼接成整体，将拼好的顶板底面朝上铺放在地面平台上，因腹板的长高比较大（20/1 ） ，柔性很大，故先拼装尺寸较小的隔板。首先在顶板上将隔板上一侧边线弹出，再借助吊车将其精确地定位到所弹线上，之后将其点焊固定，按此方法安装完所有隔板后，就开始安装腹板。将腹板吊至顶板上并与隔板靠紧，由于腹板有一定的弧度，故此时腹板与顶板间只有一点相接，这时需要用起道机将顶板顶起，直至顶板弧度与腹板弧度重合，再
7、将顶板与腹板点焊固定，再将隔板按设计间距固定至腹板上，之后再将加强筋等拼装固定到位，便开始正式焊接。24m 梁顶腹板制作完成自检合格后，将其吊上拖拉平台，首先将经过焊接收缩变形后的梁的实际拱度测出，然后在拖拉平台上按此拱度搭出拱面，将底板铺成使之与梁一致的拱度，再将梁的上半部分吊上支撑平台与之拼合，校正位置之后开始焊接，焊接完成后矫正半边钢箱梁的变形。对钢箱梁焊接变形矫正合格后，进行 24m 梁的拼接。拼接前，先将钢梁中心线在平台上放点，校对无误后即开始合拢。合拢时，用两个 50t 斤顶抵住钢梁的两头外侧，缓缓地向中心线顶，待两半梁在中心线处合拢后，开始焊接两片梁之间的焊缝。24m 段制作完成
8、自检合格后开始第一次钢梁拖拉，第一次拖拉的目地是给后面 9m 段梁留出制作空间，9m 段梁的制作基本上同 24m 段一样，在与24m 梁拼接时做到圆弧过渡均匀，不留折角。4.2.3、梁的焊接焊接工艺严格按照钢结构施工及验收规范 （GB50205-95）中的相关规定，本工程所用材料为 Q235B，采用 E4303 型焊条，应用于全部位置。主要焊缝 4.2 焊条大电流焊接三遍，每焊接一遍，需彻底清除焊渣、飞溅物等，14再进行下道工序。为了保证钢梁的焊接质量，制定了如下原则：1）焊接应由考试合格的焊工施焊，并根据设计和焊接工艺要求，合理选择焊接方法和焊接材料。2）所有的焊条均按使用说明烘干后使用，焊
9、缝区表面潮湿时，在烘干后才施焊，以确保焊接质量。3）由于钢梁的强度要求高，设计焊缝深度大，焊接变形大，为减少焊接变形，采用了如下措施：焊接腹板与顶板时，两人分别在钢梁内、外同时对称焊接，并在两腹板中间加支撑，减少焊接时腹板与顶板的变形。在焊接时采用断续焊，为保证焊接质量，分层焊时采用不间断连续焊，每层间隔时间尽量短，每一层焊道焊完后及时清理焊渣和飞溅物，清除干净后再焊。对接焊时，使构件先有一个和焊接变形相反预变形，以抵消焊接后的收缩变形。合理选择焊接顺序，钢板分块拼接时按先横后竖的原则施焊。另有焊接工艺指导书对焊工进行作业指导。4.2.4、焊接变形的矫正矫正方法分冷矫和热矫。冷矫时采用机械工具
10、， （如千斤顶）在焊接变形处施加反方向力，直至变形恢复到焊前水平。热矫即采用焊枪或割枪在变形处进行加热，然后利用其冷却时自然收缩的力来恢复变形。热矫时温度控制在 7500C900 0C 之间，同一部位的加热15次数不超过 2 次，并缓慢冷却，严禁用水骤冷。五、工程检测验收对制作竣工的钢箱梁进行外形尺寸检测和焊缝质量检测：1、用钢卷尺检测外形尺寸：钢梁设计长度 L=33000mm，实测 l=33011mm，宽度 b=4500mm，实测b=4504mm，高度 h=1250mm，实测 h=1248mm， 均在允许误差范围之内。2、焊缝质量检测：肉眼观察焊缝平顺光洁，无沙眼、夹渣、咬缝，焊瘤、焊渣等均已清除干净，焊接牢固；用焊缝测量尺检测焊缝宽度，焊脚高度，均符合图纸要求；用超声波探伤仪对焊缝进行探伤检测，对接焊缝 100%探伤，角焊及其余次要部位按 30%抽检，所有焊缝均无内部缺陷，检验合格。六、关键技术成果6.1、精确地预留上拱度。因钢梁自重和焊接变形的影响，上拱度会一定程度地减小，为了保证钢梁制成后的拱度能够满足设计要求，先对钢梁因自重而产生的下挠进行了精确的计算，而焊接变形的影响，则参考以往焊接资料取一个系数，最终将上拱度放大倍数定在 1.8 倍，成功地控制了钢梁的挠度。6.2、采用对称焊接和断续焊有效地控制了焊接变形。
