杭州湾跨海大桥钢箱梁、钢锚箱制造施工技术方案

第三章钢箱梁制作工艺

3.1 南、北航道桥钢箱梁制作工艺

3.1.1 钢箱梁制作重点及对策

钢箱梁制作难点：

●梁段组装预拼线型与全桥成桥线型一致性；

●梁段锚固耳板制造、安装；

●相邻梁段端口与U型肋组装的一致性；

●相邻梁段端口顶板U型肋制孔、安装；

●梁段端口外形尺寸；

●梁段组装焊接质量；

工艺保证措施：

●制定合理的焊接工艺，减少结构变形造成的误差；

●推广应用先进的焊接方法，保证钢箱梁的焊接质量；

●设计合理的胎架和工装，保证结构尺寸的一致性；

●制定合理的装配工艺，保证结构的安装精度；

●制定准确的机加工工艺，确保栓接孔群间的精度；

根据杭州湾跨海大桥南、北航道桥钢箱梁设计特点，结合其它大型钢箱梁桥制作经验，该桥钢箱梁制作分为以下三个工艺阶段

●单元件制作

●梁段组装预拼

●钢箱梁工地吊装栓接、焊接

1)钢材预处理

所有钢材经复验合格后才能投入预处理工序。

(1)钢板校平

钢板在下料前,根据不同的板厚分别采用九辊和十一辊校平机进行校平保证钢板平面度，消除钢板轧制内应力。

(2)钢材预处理

钢板、各种型材在钢材预处理流水线上完成抛丸处理和喷涂车间底漆工作，

图

3-3

图3-2

图3-1放样流程图

喷涂车间底漆一度，漆膜厚度30μm 。

2)放样、下料 (1)放样

①采用计算机三维放样技术，对钢箱梁各构件进行准确放样，绘制各构件零件详图，作为绘制下料套料图及数控编程的依据。

②放样时按工艺要求预留制作和安装焊接收缩补偿量、加工余量及线形调整量。

③放样流程见图3-1：

(2)下料

①下料前核对钢材的牌号、规格、材质等相关资料，检查钢材表面质量。

②下料严格按工艺套料图进行，保证主要构件受力方向与钢材轧制方向一致。钢板及大型零件的起吊转运采用磁力吊具，U 型肋、扁钢加劲板等采用专用吊具起吊，保证钢板及下料后零件的平整度。

③钢板采用等离子或火焰切割下料，主要设备有澳大利亚FABRICATOR 3500型门式数控钻割机图-2、德国梅塞尔6500数控等离子—氧乙炔多头切割机图-3、CNC-4A 门式数控切割机、LC-3.0-8门式自动多头切割机、华联DS2-700D 数控火焰切割机、半自动切割机等。

④U 型肋采用仿形轨道自动切割机进行切割（图）。

⑤切割零部件偏差均符合规范要求。 1)零件加工

⑴制孔分别用四海数控钻床及摇臂钻床进行加工；

⑵顶板U 肋连接板的制孔采取制作钻孔模具来加工，以保证孔群间的精度及连接板间的互换性；

⑶横隔板人孔及管线孔加劲圈用三芯辊或油压机加工成型；冷弯曲加工作业均在车间内进行，环境温度不低于-5℃。

⑷锚固耳板的索孔采用镗床加工，平面及斜面采用刨床加工； ⑸锚固耳板和边纵腹板上连接孔群采用数控钻床钻孔； ⑹过渡坡口和板边加工采用刨边机加工； ⑺零件加工允许偏差符合规范要求。 2)矫正

⑴下料后的钢板采用九辊和十一辊校平机进行矫平，下料后的零件长度是宽度的8倍需要调直，下料后的部分零件也要采用二次九辊和十一辊校平机进行矫

图3 -4 U 型肋切割机

SM7

2500

SM6

2400

2400

SM5

SM4

2400

SM3

2400

25502550

2550

2475

SD2SD3

SD4SD5SHG1-212000

2780

SZGA-1

SHG1-110458

2373.09

SD12658

S

S S

S

2658

SD102373.09

10458

SHG1-1SZGA-1

12000

SD6SD7SD8SD924752550255025502400

SM12

2400

SM11

SM10

2400

2400

SM92500

SM8

16800

16800

平。

⑵切割后的零件，由于受热不均引起的变形，采取在4000KN 或13000KN 油压机上矫平，矫平时，环境温度不宜低于-5℃；

⑶当采取热矫时，其加热温度应控制在600～800℃；温度降至室温前，不允许锤击钢材；

⑷零件矫正允许偏差符合规范要求。 单元件划分

根据二座桥钢箱梁结构形式，以标准梁段A 为例对梁段进行单元件划分。标准梁段A 结构形式如图3-5；代号前均加字母“S ”，单元件划分见图3-5a,北航道桥的单元件代号前均加字母“N ”，单元件划分见图3-5b 。

顶板划分为14个单元件用字母“M ”表示，底板划分为10个单元件用字母“D ”表示，横隔板（以横隔板1为例）划分为3个单元件用字母“HG1”，斜腹板划分为4个单元件用字母“X ”表示；边纵腹板划分为2个单元件用字母“BZ ”表示；中纵腹板划分为10个单元件用字母“ZZ ”表示；风嘴单元件划分为2个单元件用字母“F ”表示。

图3-5 标准梁段A 示意图 底板 .边纵腹板

③U 型肋隔板装焊。U 肋内表面涂装

同钢箱梁内表面。

③U 肋隔板装焊 ④U 型肋装配在液压U 型肋装配机上进行无马装配。将底板吊上U 型肋装配机装配平台上，用定位装置自动对中固定，摆放U 型肋，并将端头对齐。U 型肋装配机从U 型肋一端向另一端进行装配。装配后的U 型肋采用CO2

气体保护焊进行点焊。

3.1.5 单元件制造工艺

1) (1)顶

图3-7 底板单元件结构示意图 图3-6 顶板单元件结构示意图

①检查来料（零件号、外形尺寸、对角线、坡口、材质及炉批号（自由边打磨R2-3mm ）

②划线工作在专用划线平台上完成。划线平台上设有自动对位装置，板材自动对位后，按平台上的标记点配合钢带绘制单元件纵横向定位线、结构装配检查线及端口检查线。

② 划线