运河二通道桁架桥钢结构制作工艺总结

苏忠华1 郭玉达2

1.浙江舜仁市政建设有限公司 浙江省 杭州市 邮编310000

2.杭州市质量监督总站 浙江省 杭州市 邮编 310000

【摘 要】：运河二通道双层复合桁架梁桥采用全焊接双层桥面桁架结构，在从首件制作、焊接工艺评定到批量生产，从场内生产到现场整体拼装，通过对安装顺序的制定，焊缝收缩预量设置、构件外形尺寸控制、变形控制、焊缝质量控制等施工工艺控制，使桁架梁桥在最终焊接完成后，达到焊接质量和外形尺寸都满足要求的产品。

【关键词】：运河二通道桁架梁桥 钢结构制作 焊接 拼装

1、工程概况

杭州市德胜东路（东德胜立交~文汇路）改造提升工程下沙段01标高架跨规划运河二通道处采用简支双层复合桁架梁桥跨越，支点跨径92m，全长95.9m。全桥共有4片主桁，每两片相连形成整体，采用全焊接的桁架组合结构，人字形桁架，矩形截面。桁高9m，单幅宽17.2m，上层桥面宽38.8m，下层桥面45.2m。本桥除临时撑杆采用Q235C外，其余均采用Q370qD。其中腹杆为25~55mm的中厚板。焊接量大，对焊接变形与质量的控制是难点。同时，由于构件体积大，确保安装精度是关键。

运河二通道桁架梁桥整体效果图 2、制作流程

综合考虑现场吊装和运输条件，钢结构制作成上下节点、腹杆、弦杆组成单元件发运至施工现场，下节点和上弦杆单独安装，上节点和腹杆在现场拼装成“人”形杆件后进行吊装。横联和平联拼装成17.2m的交叉杆整体吊装。

为了更好的控制钢结构制作、安装中的误差，在批量制作前进行了首件制作和焊接工艺评定实验，确定制作焊接工艺及焊接过程中的收缩补偿量。根据钢桁架的特点及现场的吊装条件。钢结构制作分为四个阶段：杆件制造阶段，单元件组拼阶段，预拼阶段，工地安装阶段。制作流程：杆件制作→单元件组拼→涂装→整体预拼→杆件与单元件运输→现场拼装→吊装施工。

3、主桁架制作

3.1制造工艺

根据结构图纸分析及运输条件的限制，桁架分为H型弦杆、箱形腹杆和桁架节点制作。H型钢构件截面最大高度为740×400×20×25mm。箱型腹杆内侧高0.8m，宽0.74m，腹杆高0.95m，板厚25~55mm；顶底板宽0.74m，板厚25~55mm。制造工艺流程：钢板预处理→零件下料→构件节段制造→杆件组拼→焊接、矫正。所有杆件均在各自专用的胎架上单独制造，各杆件制造完成后进行试拼装，试拼装合格后进行涂装、发运。

3.2焊接变形控制

本桥构件为25~55mm的中厚板，为了保证焊接精度，在焊接过程中需预加一定的焊接收缩补偿量。对接溶透焊缝需增加2mm的焊接收缩补偿量，坡口角焊缝需增加1.5mm的焊缝收缩补偿量。同时在下料、加工、组装过程中，严格控制施工质量，设置反变形措施，当构件焊接后产生较大变形时，予以矫正。以此来有效的控制构件的焊接变形。

3.3质量控制与检验

构件的质量控制包括外形尺寸、焊接工艺、焊缝检验。

针对外形尺寸控制，严格把关进场材料，确保质量。零件下料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。采用等离子或火焰切割，确保下料精度。构件组拼设置专业胎架，控制构件的扭曲变形。在构件节段生产线上设置专门的工序和设备工装，确保装配精度和焊接质量，控制和矫正变形。

针对焊接要求，严格按焊接工艺评定方案进行操作。在焊前除对焊接材料严格管理外，还应对钢板进行预热，对部分部进行预热的钢板应用火焰进行去潮处理。防止出现“氢致”冷裂缝，以提高焊接质量。

根据组装前、焊接时和焊接后的需要，对焊缝质量进行检查和验收，保证材料加工质量符合制作技术要求。本桥所有焊缝都需进场超声波探伤和磁粉检测，并抽检25%的焊缝进行X射线检测。凡无损探伤部合格，必须予以返修纠正，并重新检查，直至合格为止。

4、节段拼装

4.1吊装构件划分

结合施工现场吊装方案，单元件在内场加工完成后，上下弦杆、节点板、腹杆、上下平联、横梁单独运输至施工现场。在施工现场设置“人”字形胎架，由上节点和2条腹杆焊接成“人”字形杆件，上下平联组拼成剪刀撑。在组拼过程中，利用水准仪、水平尺确保杆件平面尺寸精度。

4.2拼装流程

本桁架梁桥整体拼装直接吊装就位，先定位两侧门柱（上下节点板+腹杆），然后进行上下横梁的连接；再进行下节点板安装，嵌补下弦杆，然后进行“人”字构件安装，嵌补上弦杆，每幅桁架梁桥两侧同步进行，然后进行面内横联和上下平联的安装。由两侧往跨中进行安装。按“横向控制变形，纵向自由收缩”的原则进行安装作业。

4.3节段拼装质量控制

现场焊接质量是全桥的关键，必须确保工程质量。安装前，需充分考虑安装误差，并将安装公差调整至设计允许范围之内。钢结构现场连接采用全焊工艺，在节段加工时需根据工艺评定参数，预留一定的变形量和收缩量，确保结构“三维”尺寸及精度，防止钢结构出现难以拼装或无法合拢的现象。现场焊接必须采取防护棚，对焊接部位进行有效的保护。焊接作业参考焊接工艺评定实验

进行现场实际操作。

4.4总拼验收

本桥共计安装216个构件，每个构件通过三维定位测量控制，桁架梁桥整体三维尺寸满足设计要求。在整个焊接制作过程中，采取了有效的防风、防雨措施，焊缝质量得到了有效的控制，经无损检测合格率为99%，经返修后，所有焊缝质量都满足要求。

5、结束语

运河二通道双层复合桁架梁桥的制作通过首件制作，确定安装焊接收缩补偿量、加工余量及线形调整量。并制定了焊接工艺评定指导书，指导焊接施工，通过工艺优化和过程监控，确保焊接质量。本工程焊缝总超声波探伤长度2852m，抽检88m，磁粉探伤长度1448m，抽检45m，合格率都在99%以上；X射线探伤拍片272张，抽检27张，合格率100%。经过各项检测，桁架梁桥整体制作为合格。