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中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
本工程为昆明市昆洛路改扩建工程入城段Ⅰ标段：贵昆路左转匝道跨贵昆路路口处布置的4跨连续钢箱梁,跨径布置为28.2m+35.5m+38m+28.2m,重量布置为94.55ｔ+107.16t+112.65t+94.55t,钢箱梁中心高为2.0m,桥宽为7.8m.钢箱梁横截面类型见（图1），钢箱梁由顶板、底板、腹板、横隔板、纵向U型肋和钢防撞护栏组成的箱型结构梁,顶板厚度14～16㎜,底板厚度12～16㎜,腹板厚度14～16㎜,横隔板厚度10～25㎜,材质均为Q345qD,连续钢箱梁采用工厂分段制造,现场吊装就位后焊接成桥。
图1 钢箱梁截面示意
一、 钢箱梁排板、焊缝位置、分段原则
在满足运输条件及节段重量满足现场吊装能力的前提下，充分利用工厂制作机械化程度高、精度高、质量好的特点，并考虑制作车间的起重能力及最大可运输宽度。钢箱梁排板、焊缝位置、分段原则如下：
2.1根据设计分段（板厚变化处）、运输要求及钢板可供货规格尺寸，钢箱梁加工厂内分成15个节段进行制作，钢箱梁每3段加工厂内整体预拼装检验合格运输至安装现场.
2.2钢箱梁顶板最外侧两钢板及横挑臂钢护栏部分加工厂内预拼装完毕,编号、标识后，运输至安装现场焊接.
2.3根据钢板定尺、制作工艺和吊装方案对钢箱梁进行分段，钢箱梁支墩处及跨中应力最大，钢箱梁分段及对接焊缝位置设置应避开应力高峰区。
2.4钢箱梁分段及对接焊缝设置不允许在纵向受力较大的墩顶负弯矩区段和跨中正弯矩区段；横向挑臂和横梁受力较大区间.
2.5钢板对接接头，其纵横两方向的对接焊缝，可采用十字形交叉或T形交叉。当为T形交叉时交叉点的距离不得小于250㎜.
2.6钢箱梁节段分缝处顶、底板与腹板间错开250㎜，顶、底板间错开500㎜.
2.7钢箱梁节段分段起点及终止里程、分段长度重量如下表
分
2.8钢箱梁顶板、底板排板、焊缝位置、分段分别见（图2、3）。
二、 主要制作技术
3.1钢箱梁顶板、底板、左右腹板的放样、下料、加工
图纸深化设计，利用程序计算将设计院建立的钢箱梁三维立面坐标转化为平面坐标，考虑桥面横坡、纵坡及弯道超高段的变化对下料实际尺寸的影响修正放样数据；利用计算机三维放样技术对数据进行精确放样，绘制钢箱梁顶板、底板、左右腹板各分段施工放样图。放样时按工艺文件要求预留制作和安装焊缝收缩补偿量、机加工量、线性调整量。为了确保下料切割质量满足设计线型精度要求，根据钢板板厚、材质编制数控切割作业指导书，规定切割设备、切割工艺参数、基本技术要求。切割过程按相关表格要求做好检查记录。本工序质量控制的关键点为：
①顶、底板左右边缘线型及腹板上下边缘线型下料为无余量切割时，必须进行工艺实验，取得工艺参数后确定下料尺寸。
②钢箱梁平面线型参数变化体现在顶板和底板外形曲线上，立面线型参数变化体现在左、右腹板外形曲线上，外形曲线的下料切割采用数控编程切割机，保证线型精度要求。
③横隔板、竖向加筋下料时要预留机加工余量，采用机加工保证几何尺寸，从而保证钢箱梁横截面尺寸。
3.2零部件制作
①T型纵肋制作。为有效的控制顶、底板上T型纵肋的焊接变形量并降低矫正难度，先组焊成H型钢，经娇正后沿腹板中心线每隔1000㎜留50㎜不切割，考虑应力时效，待热应力完全消除后切割分成两个T型纵肋。然后娇正其直线度和平面度
②U形纵肋制作。U形纵肋采用压力机胎模压制，一次成型。
③横隔板制作。横隔板下料尺寸的确定通过横隔板位置里程数所对应的底板及腹板放样实测值，下料采用数控切割以保证外形尺寸精度，支座处横隔板不允许拼接要使用整钢板，横隔板四周坡口加工方式采用刨削或铣削机加工进行。
④钢护栏制作。钢护栏为箱形截面结构形式，中间有三段园弧段，沿桥方向成曲面，制作难点是园弧段的压制及箱形结构的组装。
3.3钢箱梁组装
由于钢箱梁立面线型的变化主要体现在左右腹板上边缘曲线的起伏变化上，箱梁底板始终处于水平位置，因此箱梁节段采用正装法组装，便于直观反应桥的形状及测量检查工作。将每个梁段分别按施工图分段要求进行组装
①钢箱梁段整体组装必须在专用胎架上进行，胎架用水平仪找平，胎架的基础要有足够的承载力，以保证组装过程中不发生沉降；胎架要有足够的刚度，不能随组装重量的增加而发生变形。
②在胎架外根据横隔板位置设置施工测量基准点，控制胎架高度、位置、平面线型。钢箱梁组装过程中通过这些基准点保证箱梁零部件组装位置和高程在允许偏差范围内，从而保证节段线型精度满足设计要求。
③钢护栏的组装。钢护栏组装与钢箱梁组装同步进行，以保证钢护栏线型与桥面的一致。
3.4焊接
①焊接方法
钢箱梁顶、底板拼接采用CO2气保焊打底（约1/2～1/3板厚），埋弧自动焊盖面；其余部位均采用CO2气保焊焊接；局部采用手工电弧焊焊接的方式。
②焊接工艺
根据焊接工艺评定试验结果制定焊接工艺，焊接工艺评定试验应在钢箱梁制作前进行。焊接工艺评定按JTJ041-2000《公路桥梁施工技术规范》进行，试验所施焊的焊缝在强度、韧性等方面应以母材相匹配，根据设计图确定需要评定的项目，拟采用的焊接设备及焊接方法，焊接坡口型式及焊接顺序以及焊接参数，编写焊接工艺评定任务书，送交公司总工程师批准后实施；根据批准的焊接工艺评定任务书，逐项进行焊接工艺评定实验，并根据试验结果写出相应试验报告；根据焊接工艺评定试验报告编写编写各种接头的焊接工艺指导书。
③焊接质量保证措施
焊接材料应由专用库房储存，按规定烘干、登记领用。当焊剂未使用完，应交回重新烘干；烘烤后的焊条應放在专用的保温桶内，随用随取。
焊接设备应处于完好状态，并应抽验焊接时的实际电流、电压与设备上的指示是否一致，否则应检查、更换。
上岗的焊工应按焊接种类（埋弧自动焊、CO2气保焊、手工焊）和不同的焊接位置分别进行考试，经考试合格持证上岗。
焊缝无损检测、焊接质量直接影响桥的使用安全，所有焊缝必须全部外观检查合格后再进行无损检测，检测按图纸总说明及规范进行。
3.5桥段预拼装
钢箱梁在工厂内预拼装场地进行预拼装，为检验钢箱梁设计图所要求的平面线型曲线、立面线型曲线；钢箱梁在自然状态下成型的平直和外观几何尺寸；钢箱梁顶板、底板、腹板处对接是否平齐；箱梁对接处是否扭曲、梁段尺寸是否有误及对出厂箱梁段进行编号、标记并为现场安装提供便利，避免在现场高空调整加快吊装速度，确保箱梁顺利架设。
①准备工作：按编制的预拼装专项方案，进行场地整平、放线、临时支座胎架的固定、平面坐标及立面高程计算、预拼装顺序、检查及测量方法等。梁段预拼装的零、部件及梁段必须为验收合格的产品，并应在预拼装之后在进行涂装。合拢段长度留有100～200㎜的余量，以便安装时调整整跨桥的长度。
②预拼装作业; 根据设计图钢箱梁底面为平面且立面线型为圆弧(R=1200米)，可以计算出任一弦长段两端对应的弦高，以此确定钢支墩(支架)的高差，并用水准仪、经纬仪精密测量出两支墩(支架)的位置坐标和高度，从而找出两段预拼装箱梁定位基准面。吊装就位于钢支墩(支架)上的两段箱梁接口处通过定位夹具时预装就位后，即可通过水准仪测量超高段(顶面横坡)变化的数值是否符合设计图要求，并通过目测吊线等方式检测接合面的平直度和扭曲情况，并填写预拼装检测报告。钢箱梁预拼装偏差应满足下表要求：
检查项目 允许偏差(㎜) 备注
总梁长 ±15
中心线偏移 ±3
预拱度 ±2
跨径之间距离 ±5 支座中心之间距离
节段扭曲 每米不超过5，且整个梁长范围内≤15 以悬臂端为准
3.6涂装工艺
①除锈、涂裝实施方案
钢箱梁外表面：施工准备→表面喷砂除锈（Sa2.5级）→验收合格→刷涂或喷涂特制环氧富锌底漆两道（干膜厚度2×40um）→检查合格→刷涂或喷涂环氧云铁中间漆一道（干膜厚度1×40um）→检查合格→刷涂或喷涂灰铝粉石墨醇酸面漆三道（干膜厚度3×35um）→自检合格（漆干膜总厚度及其它各项指标符合设计要求）→竣工验收→竣工资料移交.
钢箱梁内表面：施工准备→表面喷砂除锈（Sa2.5级）→验收合格→刷涂或喷涂环氧沥青厚浆涂料两道（干膜厚度2×120um）→自检合格（漆干膜总厚度及其它各项指标符合设计要求）→竣工验收→竣工资料移交.
②钢箱梁喷砂除锈顺序：由于钢箱梁结构体积庞大，结构形状复杂，为了防止漏喷和空喷，减少位移次数，提高磨料利用率和工作效率，应在施工立足点对整个结构全面考虑，合理安排位置路线，一般应按以下顺序进行表面处理:
先喷内后喷外；先喷上部及两侧,再喷下部；先喷角落与狭窄部位，后喷宽敞部位；先喷边缘，后喷中间。喷射移动要恰到好处，既不损害基体表面，又要保证除锈质量.
③表面除锈等级和要求:喷砂除锈等级应符合GB8923-88及GB9793-88标准规定的Sa2.5级标准，喷砂后表面粗糙度应达到Ra40～70um.
④表面防腐漆的质量要求应满足国家GB/T9793-88标准以及HGJ229-97的规范要求，除了达到厚度（干膜厚度）要求外，表面应达到光滑、平整，颜色一致，无咬边，无针孔，无流淌，无皱纹，无起泡等现象.
四、 钢箱梁成品验收及防护
①验收：钢箱梁段及零部件工厂制作完成后，经技术、质量部门检查验收，提交检查、检测记录，经监理工程师确认后，方可填发产品合格证。
②成品放护：存放场地应平整、通风且具有排水设施，支座要有足够的承载力；箱梁应单层堆放，底部距地面不小于500㎜，梁段吊运应4点水平吊运；钢箱梁在现场存放时，应按吊装顺序摆放和编号。
五、 结束语
以上制作技术运用于贵昆路左转匝道桥钢箱梁施工工程中，成功的解决了桥梁放样线型精度控制、焊接变形及焊接质量控制、成桥设计造型及长度控制等技术难题，可供同类工程项目借鉴。
图2 钢箱梁顶板排板、焊缝位置、分段示意
图3 钢箱梁底板排板、焊缝位置、分段示意
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
本工程为昆明市昆洛路改扩建工程入城段Ⅰ标段：贵昆路左转匝道跨贵昆路路口处布置的4跨连续钢箱梁,跨径布置为28.2m+35.5m+38m+28.2m,重量布置为94.55ｔ+107.16t+112.65t+94.55t,钢箱梁中心高为2.0m,桥宽为7.8m.钢箱梁横截面类型见（图1），钢箱梁由顶板、底板、腹板、横隔板、纵向U型肋和钢防撞护栏组成的箱型结构梁,顶板厚度14～16㎜,底板厚度12～16㎜,腹板厚度14～16㎜,横隔板厚度10～25㎜,材质均为Q345qD,连续钢箱梁采用工厂分段制造,现场吊装就位后焊接成桥。
图1 钢箱梁截面示意
一、 钢箱梁排板、焊缝位置、分段原则
在满足运输条件及节段重量满足现场吊装能力的前提下，充分利用工厂制作机械化程度高、精度高、质量好的特点，并考虑制作车间的起重能力及最大可运输宽度。钢箱梁排板、焊缝位置、分段原则如下：
2.1根据设计分段（板厚变化处）、运输要求及钢板可供货规格尺寸，钢箱梁加工厂内分成15个节段进行制作，钢箱梁每3段加工厂内整体预拼装检验合格运输至安装现场.
2.2钢箱梁顶板最外侧两钢板及横挑臂钢护栏部分加工厂内预拼装完毕,编号、标识后，运输至安装现场焊接.
2.3根据钢板定尺、制作工艺和吊装方案对钢箱梁进行分段，钢箱梁支墩处及跨中应力最大，钢箱梁分段及对接焊缝位置设置应避开应力高峰区。
2.4钢箱梁分段及对接焊缝设置不允许在纵向受力较大的墩顶负弯矩区段和跨中正弯矩区段；横向挑臂和横梁受力较大区间.
2.5钢板对接接头，其纵横两方向的对接焊缝，可采用十字形交叉或T形交叉。当为T形交叉时交叉点的距离不得小于250㎜.
2.6钢箱梁节段分缝处顶、底板与腹板间错开250㎜，顶、底板间错开500㎜.
2.7钢箱梁节段分段起点及终止里程、分段长度重量如下表
分
2.8钢箱梁顶板、底板排板、焊缝位置、分段分别见（图2、3）。
二、 主要制作技术
3.1钢箱梁顶板、底板、左右腹板的放样、下料、加工
图纸深化设计，利用程序计算将设计院建立的钢箱梁三维立面坐标转化为平面坐标，考虑桥面横坡、纵坡及弯道超高段的变化对下料实际尺寸的影响修正放样数据；利用计算机三维放样技术对数据进行精确放样，绘制钢箱梁顶板、底板、左右腹板各分段施工放样图。放样时按工艺文件要求预留制作和安装焊缝收缩补偿量、机加工量、线性调整量。为了确保下料切割质量满足设计线型精度要求，根据钢板板厚、材质编制数控切割作业指导书，规定切割设备、切割工艺参数、基本技术要求。切割过程按相关表格要求做好检查记录。本工序质量控制的关键点为：
①顶、底板左右边缘线型及腹板上下边缘线型下料为无余量切割时，必须进行工艺实验，取得工艺参数后确定下料尺寸。
②钢箱梁平面线型参数变化体现在顶板和底板外形曲线上，立面线型参数变化体现在左、右腹板外形曲线上，外形曲线的下料切割采用数控编程切割机，保证线型精度要求。
③横隔板、竖向加筋下料时要预留机加工余量，采用机加工保证几何尺寸，从而保证钢箱梁横截面尺寸。
3.2零部件制作
①T型纵肋制作。为有效的控制顶、底板上T型纵肋的焊接变形量并降低矫正难度，先组焊成H型钢，经娇正后沿腹板中心线每隔1000㎜留50㎜不切割，考虑应力时效，待热应力完全消除后切割分成两个T型纵肋。然后娇正其直线度和平面度
②U形纵肋制作。U形纵肋采用压力机胎模压制，一次成型。
③横隔板制作。横隔板下料尺寸的确定通过横隔板位置里程数所对应的底板及腹板放样实测值，下料采用数控切割以保证外形尺寸精度，支座处横隔板不允许拼接要使用整钢板，横隔板四周坡口加工方式采用刨削或铣削机加工进行。
④钢护栏制作。钢护栏为箱形截面结构形式，中间有三段园弧段，沿桥方向成曲面，制作难点是园弧段的压制及箱形结构的组装。
3.3钢箱梁组装
由于钢箱梁立面线型的变化主要体现在左右腹板上边缘曲线的起伏变化上，箱梁底板始终处于水平位置，因此箱梁节段采用正装法组装，便于直观反应桥的形状及测量检查工作。将每个梁段分别按施工图分段要求进行组装
①钢箱梁段整体组装必须在专用胎架上进行，胎架用水平仪找平，胎架的基础要有足够的承载力，以保证组装过程中不发生沉降；胎架要有足够的刚度，不能随组装重量的增加而发生变形。
②在胎架外根据横隔板位置设置施工测量基准点，控制胎架高度、位置、平面线型。钢箱梁组装过程中通过这些基准点保证箱梁零部件组装位置和高程在允许偏差范围内，从而保证节段线型精度满足设计要求。
③钢护栏的组装。钢护栏组装与钢箱梁组装同步进行，以保证钢护栏线型与桥面的一致。
3.4焊接
①焊接方法
钢箱梁顶、底板拼接采用CO2气保焊打底（约1/2～1/3板厚），埋弧自动焊盖面；其余部位均采用CO2气保焊焊接；局部采用手工电弧焊焊接的方式。
②焊接工艺
根据焊接工艺评定试验结果制定焊接工艺，焊接工艺评定试验应在钢箱梁制作前进行。焊接工艺评定按JTJ041-2000《公路桥梁施工技术规范》进行，试验所施焊的焊缝在强度、韧性等方面应以母材相匹配，根据设计图确定需要评定的项目，拟采用的焊接设备及焊接方法，焊接坡口型式及焊接顺序以及焊接参数，编写焊接工艺评定任务书，送交公司总工程师批准后实施；根据批准的焊接工艺评定任务书，逐项进行焊接工艺评定实验，并根据试验结果写出相应试验报告；根据焊接工艺评定试验报告编写编写各种接头的焊接工艺指导书。
③焊接质量保证措施
焊接材料应由专用库房储存，按规定烘干、登记领用。当焊剂未使用完，应交回重新烘干；烘烤后的焊条應放在专用的保温桶内，随用随取。
焊接设备应处于完好状态，并应抽验焊接时的实际电流、电压与设备上的指示是否一致，否则应检查、更换。
上岗的焊工应按焊接种类（埋弧自动焊、CO2气保焊、手工焊）和不同的焊接位置分别进行考试，经考试合格持证上岗。
焊缝无损检测、焊接质量直接影响桥的使用安全，所有焊缝必须全部外观检查合格后再进行无损检测，检测按图纸总说明及规范进行。
3.5桥段预拼装
钢箱梁在工厂内预拼装场地进行预拼装，为检验钢箱梁设计图所要求的平面线型曲线、立面线型曲线；钢箱梁在自然状态下成型的平直和外观几何尺寸；钢箱梁顶板、底板、腹板处对接是否平齐；箱梁对接处是否扭曲、梁段尺寸是否有误及对出厂箱梁段进行编号、标记并为现场安装提供便利，避免在现场高空调整加快吊装速度，确保箱梁顺利架设。
①准备工作：按编制的预拼装专项方案，进行场地整平、放线、临时支座胎架的固定、平面坐标及立面高程计算、预拼装顺序、检查及测量方法等。梁段预拼装的零、部件及梁段必须为验收合格的产品，并应在预拼装之后在进行涂装。合拢段长度留有100～200㎜的余量，以便安装时调整整跨桥的长度。
②预拼装作业; 根据设计图钢箱梁底面为平面且立面线型为圆弧(R=1200米)，可以计算出任一弦长段两端对应的弦高，以此确定钢支墩(支架)的高差，并用水准仪、经纬仪精密测量出两支墩(支架)的位置坐标和高度，从而找出两段预拼装箱梁定位基准面。吊装就位于钢支墩(支架)上的两段箱梁接口处通过定位夹具时预装就位后，即可通过水准仪测量超高段(顶面横坡)变化的数值是否符合设计图要求，并通过目测吊线等方式检测接合面的平直度和扭曲情况，并填写预拼装检测报告。钢箱梁预拼装偏差应满足下表要求：
检查项目 允许偏差(㎜) 备注
总梁长 ±15
中心线偏移 ±3
预拱度 ±2
跨径之间距离 ±5 支座中心之间距离
节段扭曲 每米不超过5，且整个梁长范围内≤15 以悬臂端为准
3.6涂装工艺
①除锈、涂裝实施方案
钢箱梁外表面：施工准备→表面喷砂除锈（Sa2.5级）→验收合格→刷涂或喷涂特制环氧富锌底漆两道（干膜厚度2×40um）→检查合格→刷涂或喷涂环氧云铁中间漆一道（干膜厚度1×40um）→检查合格→刷涂或喷涂灰铝粉石墨醇酸面漆三道（干膜厚度3×35um）→自检合格（漆干膜总厚度及其它各项指标符合设计要求）→竣工验收→竣工资料移交.
钢箱梁内表面：施工准备→表面喷砂除锈（Sa2.5级）→验收合格→刷涂或喷涂环氧沥青厚浆涂料两道（干膜厚度2×120um）→自检合格（漆干膜总厚度及其它各项指标符合设计要求）→竣工验收→竣工资料移交.
②钢箱梁喷砂除锈顺序：由于钢箱梁结构体积庞大，结构形状复杂，为了防止漏喷和空喷，减少位移次数，提高磨料利用率和工作效率，应在施工立足点对整个结构全面考虑，合理安排位置路线，一般应按以下顺序进行表面处理:
先喷内后喷外；先喷上部及两侧,再喷下部；先喷角落与狭窄部位，后喷宽敞部位；先喷边缘，后喷中间。喷射移动要恰到好处，既不损害基体表面，又要保证除锈质量.
③表面除锈等级和要求:喷砂除锈等级应符合GB8923-88及GB9793-88标准规定的Sa2.5级标准，喷砂后表面粗糙度应达到Ra40～70um.
④表面防腐漆的质量要求应满足国家GB/T9793-88标准以及HGJ229-97的规范要求，除了达到厚度（干膜厚度）要求外，表面应达到光滑、平整，颜色一致，无咬边，无针孔，无流淌，无皱纹，无起泡等现象.
四、 钢箱梁成品验收及防护
①验收：钢箱梁段及零部件工厂制作完成后，经技术、质量部门检查验收，提交检查、检测记录，经监理工程师确认后，方可填发产品合格证。
②成品放护：存放场地应平整、通风且具有排水设施，支座要有足够的承载力；箱梁应单层堆放，底部距地面不小于500㎜，梁段吊运应4点水平吊运；钢箱梁在现场存放时，应按吊装顺序摆放和编号。
五、 结束语
以上制作技术运用于贵昆路左转匝道桥钢箱梁施工工程中，成功的解决了桥梁放样线型精度控制、焊接变形及焊接质量控制、成桥设计造型及长度控制等技术难题，可供同类工程项目借鉴。
图2 钢箱梁顶板排板、焊缝位置、分段示意
图3 钢箱梁底板排板、焊缝位置、分段示意
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。