美国钢桥制造工艺

加工上下塔柱栓接端面
六、冲砂、油漆
采用液压平板车转运至冲砂车间进行冲砂、油漆。
七、码头拼装、钻孔
1、采用平板车转运至重型码头。
2.塔柱上下段以A面为底拼装，调整A面水平、E面垂直。并检验栓接端面的间隙及错边， 调整到位后再安装钻模板进行配钻，钻出栓接段位置各个面的孔。在面板正式钻孔之 前，预先增加了钻小孔￠18（理论￠30 ）测量工序，给后期的微调预留了一定的空间， 实践证明，此方案非常可行。目前，五个面的栓接段纵向筋开档调整至最佳状态，基本 在公差范围内。
钢箱梁成型
⑴ 胎架制作： 胎架是保证节段外形尺寸和相联节段端口匹配的重要基础,所以对胎架的外形尺寸和线型,以 及强度要求较高。
（2）安装底板 利用标示塔和胎架上的纵、横向参照线定位底板，保证底板准确定位。
（3）安装隔板 利用标示塔和底板上纵、横向控制线安装隔板，保证隔板Βιβλιοθήκη Baidu配的准确性。
（4）安装顶板 根据标示塔和隔板上的竖向控制线定位顶板单元。
塔柱
标准段制作
标准段与塔柱匹配
3.塔柱移位 第一吊装段重量重，而且箱体为五边形变截面，掌握重心难度较大，且四部行车吊装很难做到“同 步”，也影响车间内其他区域工，经多次讨论后决定用四氟滑块地面滑移移位，大大提高了安全系数。
滑移梁
牵引装置
三、塔柱翻身焊接
在箱体成型后，烧焊塔柱主角及内部焊缝时，为了有效控制焊接变形，同时能够更人性化操作，需 对整个箱体进行翻身，特设计了一套环形翻身工装，可360°旋转。翻身次数超过16次，可知塔柱焊接 工作量非常巨大。
第一、二吊装段栓接段匹配
定位栓接段钻模板
3.塔柱面板配钻完成后，再两两分开，配钻内部板单元纵向筋联接板。
安装内连接板示意:
第一、二吊装段分开
配钻内部板单元联接板
八、总装
1、联系梁、直角连接板安装
2、相关附属件安装 总装吊耳 底部加强 平台
3、总装平台 铺设底板
导向装置
4、第1吊装段塔柱竖立 第一吊装段单根塔柱吊装时总重达1200T，且塔柱由于本身的重心分布，超过临界位置容易产生 由自重产生的转动，同时塔柱吊至底板上方很难到位。解决方案如下： 1）制作斜滚道梁平台，并在其上方以及底部增加枕木，保证力的顺利传递。 2）采用4000T浮吊单钩起吊， 在起升过程钩头不断上升，且浮吊需缓慢平移，使塔柱底部落在 斜平台上，并使底部一直处于受力状态，避免塔柱滑移现象。 3）塔柱吊装至总装平台上方，先利用靠山将塔柱引导，再使用导向进行定位。
美国新海湾大桥制造技术
上海振华重工长兴基地钢桥小组 2010.4.1
项目概况
美国旧金山-奥克兰新海湾大桥位于美国旧金山湾，将是今后进入 美国西海岸旧金山市的重要景观。是世界第一大单塔自锚抗震悬 索钢桥，抗震级别达八级以上。该桥总跨为565米，钢结构总重量为 4.5万吨。制作的内容包括：钢塔、钢箱梁、自行车道三部分。 美国钢塔高度为148m，总重量约为13000吨，为世界同类桥梁中的 第一高度。整个钢塔全部为栓焊结构，塔身由4根五边形钢柱和120个 连接横梁组成，五边形各分别命名为A、B、C、D、E，最大板厚达到 100mm。其制作难点在于节段重量重、厚板焊接难度大、结构形式复 杂，对塔的垂直度要求非常高。美国海湾大桥结构形式为单塔自锚式 双室钢箱梁悬索桥，其跨度分布为180m+385m。钢箱梁总宽（包括钢横 梁）为69.88m，梁高为5.5m。单个典型钢箱梁宽度为27.88m，典型节 段长度为15m或10m。全桥钢箱梁共分为86个制造节段（在厂内拼装成 28个吊装大节段）和19个联接横梁节段。为世界同类桥梁中第一大钢 箱梁，钢箱梁由东西两线和联系横梁组成，采用栓焊结构，总重量约 为30000吨。
(5) 拖带试板切片检验 拖带试板焊缝切片熔深需达到板厚的80%。
三拼板单元翻身 三拼板单元外形尺寸最大达：9m*20m，重量达58T。顶板上不允许安装吊耳。为了防止板单元翻身变 形，三拼板单元采用工装翻身。
横隔板制作
横隔板作为钢箱梁的骨架，横隔板的精度对于控制箱梁的截面尺寸和外壳板平整度至关重要。为了避 免拼接焊缝和火工校正收缩对隔板的外形尺寸影响，钢箱梁隔板采用二次数控切割保证隔板尺寸。
塔柱起吊
C面端部与胎架接触
塔柱吊至塔底板上方
底部与胎架全部接触
塔柱吊装到位
5、第一吊装段四根塔柱最终状态：
第1吊装段2根塔柱总装
第1吊装段4根塔柱总装
6、第2吊装段塔柱竖立 第二吊装段单根塔柱总重约为600T，总长约为32.7m，吊装要求同第一吊装段。具体如下： 1）制作斜滚道梁平台，并在其上方以及底部增加枕木，保证力的顺利传递。 2）采用1600T浮吊单钩起吊， 在起升过程钩头不断上升，且浮吊需缓慢平移，使塔柱底部落 在斜平台上，并使底部一直处于受力状态，避免塔柱滑移现象。 3）塔柱吊装至第一吊装段上方，先利用内外部连接板将塔柱引导，再使用导向进行定位 。
1、剪力板拆除
2、第2段整体吊下
★钢桥部分
顶板单元制造 美国钢桥顶板单元是一个制作难点，合同要求顶板焊后，不允许火工校正，且焊后顶板平 整度要求控制在横向3/1000，纵向1/1000以内 。单面焊缝熔深要达U肋板厚的80%，且不得熔 穿，焊缝需采用UT加相控阵方法进行检验，顶板单元转运、吊装过程中不得安装吊耳。
塔柱完全起吊
塔柱吊装到位
第2吊装段起吊
第2吊装段进行内外部连接板导向
第2吊装段到位，安装面板连接螺栓
第2吊装段到位，浮吊松钩
第一吊装段四根塔柱最终状态：
第一、二吊装段八根塔柱最终状态：
◇ 现场测量立柱轴承座孔位，加工十字撑杆销轴孔
安装a2/b2
安装a1/b1
安装c剪力板
安装顶板
九、拆除剪力板、整体吊下第2吊装段、第1段发运
隔板二次数控切割
隔板整体机加工外形
二、塔柱装配成形
1、箱体成形 在各分段箱体五面成型时，每个分段长度较长，最长为47.6m，隔板数量较多，且B、C、 D面板都是倾斜面，影响五面成型质量的因素：焊接收缩、面板平整度、旁弯、纵向筋装配位 置及垂直度等等。所以在板单元吊装时，必须借助外力或辅助工具才能调整到位。
吊运工装
吊梁
箱梁起吊
（5）安装角单元 根据顶板和斜底板上纵、横向控制线装配角单元组件，控制箱梁宽度尺寸。
螺柱焊接 角单元侧面需安装螺柱，国内无此大直径螺柱的侧焊技术经验，经过反复试验和工艺评 定，最终攻克了焊接难关。此项技术也属国内首创。
产品螺栓焊接
螺栓焊接试验评定
（1）箱梁外场拼装 利用总拼场地上箱梁拼装测量控制系统，控制箱梁拼装线型。
东、西线单独预拼
箱梁拼装
（2）横梁定位及东、西线箱梁整体拼装 东、西线箱梁拼装完成后，根据测量控制系统进行横梁定位和东西线箱梁整体线型调整。
★箱梁转运 为减少美国钢桥箱梁转运变形，采用多台液压平板车协调作业进行转运。
箱梁转运
★箱梁吊装 因OBG箱梁顶板不允许安装吊耳进行吊装，为此设计出专用吊梁及工装以方便箱梁吊装。
(1) U肋加工 U肋折制必须一次达到合同规定的角度，直线度、扭曲度要求。
U肋折弯
(2)
U肋对接
U肋在工装上对接，保证U肋对接的直线 度、扭曲度。
U肋在检验平台上检验直线度和旁弯
(3) U肋板单元装配 U肋装配时需根据U肋长度预制纵向反变形。
(4) U肋焊接 U肋板单元装夹在马鞍形胎架上采用实芯气保焊丝打底、埋弧横焊盖面的门式自动焊接机焊接。 此种焊接工艺属国内首创。
纵向筋PJP焊缝分段、对称施焊
纵向筋CJP焊缝平焊位置施焊
4.隔板制作 由于塔柱为变截面的箱体，竖隔板时，每块隔板的安装位置都是唯一的，稍有偏差直接影响到 整个箱体的外形尺寸，以及隔板槽口与班澹云纵向筋板间的间隙。除了对隔板进行二次数控切割槽 口，另外对整体外形尺寸及影响面板装配的槽口进行机加工。
结构参数
塔柱 横梁 十字撑
2m
3m
钢桥结构形式
• 钢箱梁分布图
角单元 顶板 横隔板
斜底板
底板 纵桁
★钢塔部分
一、零件拼板、焊接
1.胎架搭制，要求胎架平整度整体不大于2mm，否则需进行调整。并在胎架一侧安装限位，控制 零件拼板直线度。
2.拼板焊接，通过以下几种方案控制变形及裂纹： （1）增加两端的定位焊的长度，同时将中间的定位焊也加长； （2）用整体引熄弧板进行两端加强； （3）采取在焊缝窄板的两端同时增加电加热板使热膨胀均匀,防止旁弯； (4）通过翻身焊接来控制厚板焊接变形。
A面板与隔板装配
安装E面板
装配B面板单元
装配C面板单元
装配D面板
箱体五面成型
2. 安装标准段。 美国钢塔栓接段位置通过内外部联接板栓接而成，而外部联接板与塔柱之间严禁增加任 何垫板，这就突出此处尺寸的重要性，也是整个钢塔制作过程中最大难点所在。针对这种情 况，除了严格的质量控制，公司另辟蹊径，增加“标准段”工装，即根据每个栓接段位置的截 面，上下各偏置1M制作两段“小塔柱”，称为“大小端标准段”。每段塔柱五面成型后，利用小 端标准段对塔柱大端（大端标准段对塔柱小端）进行匹配，模拟两根塔柱拼接状态，从而对 栓接位置尺寸进行调整、控制。 标准段
整体引熄弧板
3.面板板单元装配、焊接： 面板通过厚薄板拼接而成，由于纵向筋分布不对称，导致焊后整体出现旁弯，且焊接后纵向筋垂直 度、面板平整度比较差，对钢塔五面成型装配有较大影响。因此，板单元焊接采用了分段、间隔及对称 焊接的方法，并在施焊时增加反变形。另外施焊纵向筋全熔透焊缝时，从横焊位置调至平焊位置，提高 了焊缝合格率。
翻身工装安装到位
塔柱翻身过程中
塔柱翻身至第二个焊接位置
四、塔柱整体划线
利用千斤顶将塔柱整体调整水平，进行整体划线，划出端面加工线、加工检验线以及隔板标高线等等。
五、塔柱加工端面
为了控制栓接段上下截面紧密贴合度，特对原有的数控镗铣床进行改进，在机床的另一侧 增加一个动力头，一次动作可以同时加工两个端面，保证栓接面的平行度。