钢锚箱制造技术总结

第二章 钢锚箱制作

苏通大桥C3标由中交二航局总承包，其中索塔钢锚箱经过招投标后，分包给中铁山桥集团进行制造加工。中铁山桥集团成立了钢锚箱项目分部，先后组织完成了钢锚箱技术准备、设备技术改造、工装准备、钢锚箱试验段的制造、钢锚箱正式节段的生产等工作。钢锚箱正式节段生产从2005年12月1日开始，已于2006年8月14日完成了全部钢锚箱节段的厂内制造工作，及南、北两塔钢锚箱厂内预拼装工作。现对钢锚箱的制造及整体拼装技术总结如下： 一 工程概况

苏通长江大桥为双塔斜拉桥，钢锚箱作为斜拉索锚固结构，设置在上塔柱中，第4~34对斜拉索锚固在钢锚箱上，钢锚箱南北塔各30节段，锚箱长度为7.12m~8.52 m ，宽度2.4 m ，高度2.3~3.55 m ， 钢锚箱节段之间采用高强度螺栓连接。

组成钢锚箱的主要构件有：侧面拉板、端部承压板、腹板、锚板、锚垫板、横隔板、连接板、肋板、斜套筒等构件组成（见图2.1）。

图2.1.苏通大桥索塔钢锚箱节段构造图

端部承压板 肋板

侧面拉板 隔板

锚垫板

连接板

锚板

腹板

斜套筒

竖肋

二施工准备

1施工图转化

施工图转化以设计院原版设计图、新日铁的“梁段安装临时结构和局部加固设计”、西南交大的“主桥施工控制结构几何控制要素主要结果”以及由此引起钢锚箱结构设计变更为依据，利用CAD三维立体放样与电子表格对各种参数的计算结果进行比对，从而保证了各部尺寸准确无误。

2工艺文件编制

为了指导和控制钢锚箱制造的全过程，控制施工质量，并使钢锚箱制造和验收有可靠的依据，按照招标文件的要求编制了《苏通大桥索塔钢锚箱制造验收规则》、《苏通大桥索塔钢锚箱制造工艺方案》，并以此进行分解细化，编制各种工艺文件共22个，工艺文件清单见表3.1。

苏通大桥索塔钢锚箱制造工艺文件清单表3.1

钢锚箱试验段

3 焊接工艺评定试验及审查

焊接工艺评定试验共进行了18组，其中对接3组、熔透角接3组、坡口角接5组、T 型角接5组、剪力钉焊接2组。试板按照评定标准进行检验，力学性能、金相断面、化学成分等检验项目全部合格。试验结束后，编制了焊接工艺评定报告，并顺利通过了监理和专家的审查。 4 工装设计

为了保证钢锚箱制造质量的稳定性，提高生产效率，设计制造了一系列工艺装备， 其中主要有：钢锚箱整体组装胎、钢锚箱整体焊接平台、钢锚箱整体修整平台、大型专用钢锚箱整体划线平台、钢锚箱整体预拼装平台、钢锚箱整体钻孔覆盖式样板、锚孔定心装置、套筒法兰定心装置、各种装卡工具等。 5 钢锚箱试验段制造

由于钢锚箱结构新颖又是首次制作，难度较大，根据招标文件的要求，为了全面验证钢锚箱的各种力学性能是否满足设计要求，检验整个制造工艺是否合理，生产措施是否恰当， 在正式箱段批量生产之前，进行了钢锚箱试验段的生产。通过钢锚箱试验段的制造初步验证了制造工艺方案的可行性，为钢锚箱正式节段的制造生产、积累了宝贵的经验。 在试验段的生产过程中，我们对钢衬垫接头形式的焊接收缩量进行了跟踪测量，统计结果表明：对于坡口角度40°，焊接间隙6mm ，板厚30～48mm 的背面钢衬垫熔透焊缝每条焊缝的横向收缩量为3mm ，纵向收

图3.2.钢锚箱试验段制造

缩量约为2mm/m 。其它条件不变。当板厚为25mm 时其横向收缩量为2mm 。并把这一结果应用在正式钢锚箱节段的生产中。钢锚箱试验段制造见图3.2。 三、钢锚箱制造方案 1 主要零部件加工：

1.1 侧面拉板（N1）（见图3.3）

侧面拉板是锚箱的关键部件，采用了EXA-6000数控火焰精密切割（见图3.4）后

焊接钢衬垫，再精确划线加工边缘的工艺方法，侧面拉板划线的准确度和加工精度对锚箱整体组装精度有着直接的影响，由于用于整体组焊的定位线与边缘加工线同时划

下料矫正 坡口加工

钢衬垫组焊 划线

钢衬垫

中轴线

钢衬垫

钢衬垫大样

钢衬垫

工艺流程 边缘加工

图3.3 .侧面拉板加工图

出，减小了二次划线误差，对提高组装精度和缩短制造周期具有十分重要的意义。通过精确划线手段，把锚垫板的角度α和锚固点中心坐标锁定在公差范围内。为了进一步加强质量控制，对侧面拉板半成品工序制定了严格的检验工艺，要求逐块检验记录，并作为一项监理停止点检查报验。加工后的侧面拉板见图3.5。

程序切割侧面拉板

图3.4.侧面拉板数控精密切割

图3.5.划线加工后的侧面拉板

1.2 端部承压板（N2）（见图3.6）

和侧面拉板一样端部承压板也是锚箱中重要的零部件之一，该部件主要控制的是两个椭圆孔的相对位置尺寸，由于EXA-6000不能实现带有倾角的两个椭圆孔同时切割，为此我们采用了精确划线后分别编程切割的方法，切割时将钢板水平的放置在切割台架上，仔细调整椭圆孔长轴中心线与小车轨道平行，椭圆孔短轴中心线与大车轨道平行其误差值不得大于1mm ，将割具风嘴倾斜α角完成椭圆孔的切割。并要求用样冲标记保留基准中心线和椭圆孔长、短轴线，椭圆孔长、短轴线的存在为组装斜套筒单元提供了基准，组装斜套筒单元时以该线为基准，使斜套筒的椭圆长、短轴线与端部承压板的椭圆孔长、短轴线重合，消除了由于椭圆孔切割误差对斜套筒单元组装精度的影响。加工完成的端部承压板见图3.7。

端部承压板加工完成后，按要求用螺柱焊机焊接剪力钉，剪力钉的焊接见图3.8。

下料矫正 边缘加工

程切椭圆孔

焊接剪力钉

工艺流程 划线

图3.6.端部承压板加工图

程

切

后

的

端

部

承

压

板图3.7. 加工后的端部承压板

专

用

螺

柱

焊

机

焊

接

剪

力图3.8. 剪力钉焊接