【摘要】本文結(jié)合南京長(zhǎng)江二橋鋼箱梁節(jié)段橋位施工，介紹預(yù)制鋼箱梁節(jié)段接口匹配工藝及接口環(huán)縫焊接變形的規(guī)律，通過(guò)采取工藝措施確保大橋整體線(xiàn)形滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】鋼箱梁節(jié)段 接口匹配 焊接變形

一、概述
南京長(zhǎng)江二橋主橋?yàn)殡p塔雙索面全焊鋼箱梁斜拉橋，主跨628m，鋼箱梁施工采用節(jié)段制造及預(yù)拼，運(yùn)抵橋位后吊裝、匹配及橋上環(huán)縫焊接。預(yù)制鋼箱梁節(jié)段按長(zhǎng)度和結(jié)構(gòu)分為十二種類(lèi)型，共 93個(gè)梁段，鋼箱梁橫斷面寬38.2m，中心高3.5m，標(biāo)準(zhǔn)梁段長(zhǎng) 15m，重量276t，全橋鋼箱梁長(zhǎng)1238m，總重2．3萬(wàn)t，材料采用16Mnq鋼。
根據(jù)鋼箱梁的施工特點(diǎn)，并考慮鋼板規(guī)格及運(yùn)輸?shù)扔绊懸蛩兀捎卯惖卦鞓虻目傮w模式，劃分三個(gè)階段，即在廠(chǎng)內(nèi)、汕頭工地制作板塊及各種零部件；靖江工地進(jìn)行鋼箱梁組焊及節(jié)段預(yù)拼，橋位進(jìn)行預(yù)制鋼箱梁節(jié)段匹配及接口焊接、栓接。
橋上拼裝作業(yè)內(nèi)容包括：排架區(qū)鋼箱梁接口匹配，懸臂吊裝鋼箱梁接口匹配，焊前接口精匹配，其他件裝焊、栓接，焊接變形及線(xiàn)型控制等。
鋼箱梁吊裝順序：鋼梁吊裝分為兩個(gè)階段，第一階段是排架區(qū)梁段的吊裝，通過(guò)350t浮吊完成吊裝作業(yè)；第二階段是懸臂吊裝（包括邊跨合龍和跨中合龍），通過(guò)橋面吊機(jī)完成吊裝作業(yè)。見(jiàn)圖1所示吊裝分區(qū)。
橋位施工總體工藝流程：①鋼箱梁節(jié)段運(yùn)輸及吊裝、接口匹配（高程控制、中軸線(xiàn)控制、焊接順序選擇）；②接口精匹配，焊前準(zhǔn)備，高強(qiáng)螺栓初擰；③接口環(huán)焊縫焊接，探傷，高強(qiáng)螺栓終擰；④嵌補(bǔ)段拼裝焊接；⑤接口涂裝。

二、鋼箱梁節(jié)段接口匹配
l．鋼箱梁預(yù)拼裝接口匹配
鋼箱梁紐焊結(jié)束之后，在總體預(yù)拼胎架上7～10段箱梁進(jìn)行實(shí)橋立體預(yù)拼裝：完成制造線(xiàn)形（拱度、橋軸線(xiàn)、預(yù)拼長(zhǎng)度）及接口匹配（安裝角式匹配件、止推板、對(duì)位螺桿底座、劃?rùn)z查線(xiàn)），預(yù)拼鋼箱梁節(jié)段在胎架上設(shè)置6個(gè)支承點(diǎn)，分布在箱梁兩端橫隔板上，見(jiàn)圖2。

2．排架區(qū)梁段的吊裝接口匹配
根據(jù)吊裝順序，排架區(qū)匹配梁段包括：塔下N（S）A1～N（S）J1共14段；邊跨N（S）A20～N（S）A16共10段，梁段擺放在排架上，支承點(diǎn)在縱隔板與橫隔板的交叉點(diǎn)位置（見(jiàn)圖2）與預(yù)拼狀態(tài)基本一致，因預(yù)制節(jié)段經(jīng)過(guò)運(yùn)輸和吊裝，外形尺寸總有所變化，以一定的量值反映在標(biāo)高、橋軸線(xiàn)和接口匹配上，為確保架設(shè)線(xiàn)形和環(huán)縫焊接，在接口匹配時(shí)遵循以下工藝程序，從箱梁橫斷面豎向剛性強(qiáng)的地方至剛性弱的地方依次完成匹配為原則：①在主控點(diǎn)標(biāo)高和橋軸線(xiàn)滿(mǎn)足要求的前提下，保證外腹板上頂面平齊（剛性最強(qiáng)處），頂板止推板和角式匹配件密貼；②以圖3順序連接角式匹配件的螺栓和沖釘；③緊固接口對(duì)拉螺桿，核查接口檢查線(xiàn)，依據(jù)橋軸線(xiàn)偏位控制在±2mm內(nèi)。
在排架區(qū)梁段匹配中，主控點(diǎn)標(biāo)高與接口匹配往往存在矛盾，原因?yàn)椋旱跹b主控點(diǎn)標(biāo)高偏差不大于±15mm，嚴(yán)于預(yù)拼拱度控制標(biāo)高（不大于 6mm）偏差，而且標(biāo)高測(cè)點(diǎn)不在同一位置；運(yùn)輸及吊裝影響等。為了保證主控點(diǎn)標(biāo)高和橋軸線(xiàn)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，在必保頂板匹配的前提下，底板的縫口可適當(dāng)調(diào)整，但不大于15mm。

3.懸臂吊裝接口匹配
懸臂吊裝接口匹配施工程序：①調(diào)整梁段斜率、高度，使頂板中軸線(xiàn)區(qū)域基本平齊，連接中軸線(xiàn)兩側(cè)匹配件的螺栓和沖釘；②調(diào)整梁段高度，使頂板縱隔板處止推板平齊，同時(shí)測(cè)量吊裝梁段的前點(diǎn)標(biāo)高，使其滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；③檢查梁段底板的縫隙是否接近預(yù)拼狀況（匹配件密貼或焊接間隙不大于15mm；若主控點(diǎn)標(biāo)高與接口底板匹配存在矛盾，在兼顧線(xiàn)型和焊
接縫隙的前提下相互勾借）；④用千斤頂使待匹配箱口主腹板平齊，通過(guò)邊頂板處對(duì)拉螺桿根據(jù)橋軸線(xiàn)情況調(diào)整檢查線(xiàn)；⑤復(fù)測(cè)標(biāo)高合格后，接口其他匹配件按圖3所示順序連接完成，裝焊腹板剪力鍵，測(cè)量橋軸線(xiàn)。⑥依據(jù)線(xiàn)型情況決定環(huán)縫焊接順序。
懸臂吊裝接口匹配應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：匹配梁段上不得放置除吊機(jī)以外的其他施工荷載；所有匹配件連接完成后，不允許采用橋面吊機(jī)強(qiáng)行提升梁段達(dá)到調(diào)整標(biāo)高的目的；匹配時(shí)應(yīng)根據(jù)前梁斜拉索第二次張拉后測(cè)得的主梁軸線(xiàn)偏差，在偏向側(cè)的接口匹配件上放置2mm墊片，因頂、底板焊接收縮差引起遠(yuǎn)端撓頭，底板及斜底板上的匹配件間放置2mm墊片。
懸臂吊裝，因2個(gè)匹配梁段處于兩種受力狀態(tài)，橫斷面在外腹極處平齊的條件下，接口除匹配件地方外仍存在較大的高低偏差（最大25mm），見(jiàn)圖4。

在焊接之前接口精匹配，要求保證接口面板高低差不大于0.5mm，由于存在圖 4所示懸臂吊裝接口匹配情況，給后序精匹配帶來(lái)很多困難。在接口匹配完成之后，通過(guò)吊機(jī)卸載使吊裝梁段的部分重量轉(zhuǎn)換到腹板剪力鍵上，可減小接口高低偏差，但會(huì)影響遠(yuǎn)端主控點(diǎn)標(biāo)高，最終未能采用。為減小內(nèi)應(yīng)力，對(duì)橋式縱隔板，將位于接口隔倉(cāng)內(nèi)的圓管與節(jié)點(diǎn)板之間的焊縫在精匹配之前氣刨開(kāi)，通過(guò)千斤頂壓平接口，并用馬板固定的方法使接口完成精匹配，待吊機(jī)前移吊裝下一個(gè)梁段后，再焊接圓管與節(jié)點(diǎn)板之間的焊縫。

三、橋位接口焊接變形
在保證預(yù)拼線(xiàn)型及吊裝匹配線(xiàn)型的前提下，環(huán)縫焊接是橋位施工中對(duì)線(xiàn)型影響較大的因素。為了有效控制焊接變形和主橋線(xiàn)型，對(duì)環(huán)縫焊前（打點(diǎn)距離300mm）和焊后進(jìn)行跟蹤量測(cè)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，環(huán)縫在各種焊接間隙范圍內(nèi)的焊接收縮平均值見(jiàn)表1。

從圖示數(shù)據(jù)可以看出，頂板在焊前U型肋高強(qiáng)螺栓已經(jīng)初擰，相對(duì)約束較底板大得多，其收縮量普遍比底板小1.0～2.0mm，兩側(cè)外腹板、斜底板焊接間隙不同將導(dǎo)致焊接收縮的差異，引起梁段遠(yuǎn)端標(biāo)高和橋軸線(xiàn)的變化，經(jīng)過(guò)焊前和焊后觀(guān)測(cè)，線(xiàn)型變化量與幾何量值相接近，為有效控制焊接變形采取以下措施：運(yùn)用反變形的原理在接口匹配件之間預(yù)加鋼墊
片；根據(jù)遠(yuǎn)端標(biāo)高選擇先焊頂板或先焊底板；根據(jù)橋軸線(xiàn)偏位選擇先焊上游側(cè)外腹板、斜底板或先焊下游側(cè)外腹板、斜底板；精匹配時(shí)采用剛性較大的馬板并減少間距等措施。

四、結(jié)論
在鋼箱梁節(jié)段預(yù)拼的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)不同的接口壓配狀態(tài)下考慮焊接收縮的影響．并采取相應(yīng)的裝配工藝措施和施焊順序。使接口環(huán)縫焊接和架設(shè)整體線(xiàn)型得到了良好的保證，完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)
[1]Shoichi Saeki The Honshu-Shikoku Bridges,SEI Volume 8,Number 1,1998
[2]Manabu Ito,The Cable-Stayed Meiko Grand Bridges,Nagoya,SEI Volume 8,Number 3,1998