1 工程概況及技術(shù)難點(diǎn)
虹橋綜合交通樞紐是集機(jī)場、磁浮、鐵路、地鐵、出租、公交等一系列交通樞紐的綜合性交通樞紐見圖1。虹橋綜合交通樞紐位于上海市西郊的華漕鎮(zhèn)和長寧區(qū)的虹橋地區(qū)。
虹橋樞紐樓前高架橋北工程，是最大跨度達(dá)56米，標(biāo)準(zhǔn)跨度為50米的鋼箱橋體，具有超大面積、超重鋼箱體偏心構(gòu)件和雙曲面空間體等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和制造難點(diǎn)： 第一、為解決橋面泄水問題， 橋面不是平直的，而是有坡度和拱度的，因而制作時(shí)要充分考慮橋面板焊縫的收縮，在胎架放樣制作中消化到1.5 米間距的每一個(gè)工作點(diǎn)上；第二、為保證雙曲面橋體的弧面美觀的外觀要求，必須減少焊接點(diǎn)和焊接量，在放樣制作中根據(jù)鋼板曲率和鋼板延伸率的原理確定單塊鋼板面積的最大極限，同時(shí)采用火焰變形方法，掌握鋼板變形狀態(tài)；第三、大量采用16mm－18mm 的薄板，大部分采用立焊、仰焊等非常規(guī)焊接方法，焊接質(zhì)量和焊接變形控制都將是一個(gè)嚴(yán)峻考驗(yàn)。 同時(shí)針對箱體拼接板厚變化頻繁的特點(diǎn)，制作過程中既要考慮工廠拼板焊接，又要考慮制造段間的拼裝焊接，同時(shí)考慮工地大拼裝與吊裝合攏段的焊接條件，在鋼板坡口形式、焊接方法、焊接間隙控制、檢驗(yàn)方法上必須進(jìn)行工藝創(chuàng)新；第四、超大面積、大噸位、空間截面復(fù)雜構(gòu)件對工地大拼裝、翻身和移動(dòng)對重心點(diǎn)的確定提出了極高要求。
2 吊裝區(qū)塊的工廠制作
根據(jù)現(xiàn)場起吊能力、位置的布置及安裝順序?qū)⒛骋粎^(qū)域橋體劃分為若干個(gè)吊裝區(qū)塊。每個(gè)吊裝區(qū)塊根據(jù)運(yùn)輸限制（構(gòu)件的長、寬、高及重量的限制）又劃分為若干個(gè)工廠加工出廠的制作區(qū)塊。
吊裝區(qū)塊的制作思路：被劃分出的吊裝區(qū)塊在胎架上整體制作，采用倒裝法。區(qū)塊內(nèi)各運(yùn)輸段的面板、底板單獨(dú)拼接、矯正后下料，面板在胎架上點(diǎn)焊成整體。利用運(yùn)輸分段處的肋骨嵌補(bǔ)段位置用碼板固定板間對接縫，腹板可按板長整體安裝，分段時(shí)切割開。在安裝橋面U型肋、球扁鋼（僅點(diǎn)焊）后，安裝焊接成部件的橫向隔板和橫向隔倉，利用隔板的支持安裝橋體腹板，在隔倉上部安裝橋底U型肋、球扁鋼，最后安裝橋底板。為控制橋體的焊接變形，先完成隔板與腹板之間的焊縫，且采用分步退焊，使隔板與腹板形成相對固定的井字格。而后焊接腹板、隔倉板與U型肋、球扁鋼、面板、底板的焊縫，使隔板、腹板與面、底板形成穩(wěn)定的箱體，最后焊接U型肋、球扁鋼與面板的焊縫。運(yùn)輸段翻身后焊接U型肋、球扁鋼與面板的焊縫。
2.1 由于工廠的生產(chǎn)按吊裝計(jì)劃劃分制作區(qū)塊，每一制作區(qū)塊又包含3-4個(gè)吊裝段，而每一制作區(qū)塊是在不同的胎架上進(jìn)行制作，因此在制作區(qū)塊間存在四周接口問題。現(xiàn)規(guī)定吊裝順序在后的且面板外伸的接口邊放30mm的調(diào)整切割余量，見圖2.1。
舉例：下圖為第四區(qū)段中3個(gè)安裝區(qū)塊的安裝順序；最先安裝的是第一制作區(qū)塊（含4-1、4-2、4-3、4-4吊裝段），其他的區(qū)塊配合它，因此其四周不放余量。后裝的第二制作區(qū)塊（含4-5、4-6、4-7、4-8）與第一制作區(qū)塊的結(jié)合邊放30mm余量后供工地調(diào)整用，再后裝的第三制作區(qū)塊（含4-9、4-10、4-11、4-12）與第二制作區(qū)塊的結(jié)合邊放30mm余量后供工地調(diào)整；以此類推。
2.3 由于橋梁的各截面有相似性，內(nèi)部的零件尺寸相近，同時(shí)橋梁的拱度變化較緩，在安裝時(shí)會(huì)出現(xiàn)位置裝錯(cuò)，上下邊、左右邊裝反，因此必須有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)記方向和方法：
(1) 詳圖中的平面是橋梁的實(shí)際安裝位置，零件編號的標(biāo)記面為：橋?qū)捪驗(yàn)榻鼈?cè)向遠(yuǎn)側(cè)，橋長向?yàn)闄M截面的剖面視向（詳圖上均有安裝標(biāo)記，用鋼印標(biāo)記在零件上）；零件編號的標(biāo)記位置：左上角距離側(cè)邊400mm。
(2) 由于安裝采用倒裝法，實(shí)際安裝時(shí)面板、底板的標(biāo)記在右上角反面，腹板的標(biāo)記在右下角正面，隔板的標(biāo)記在左下角反面，見圖2.3。
(3) 安裝標(biāo)記用鋼印及記號筆，面板、底板、腹板零件用記號筆。
2.4 制作區(qū)塊內(nèi)各制作分段的面板、底板、腹板的對應(yīng)位置
工廠制作區(qū)塊的地樣中有隔板及腹板的位置線（由工作點(diǎn)引出），每一制作段中的面板、底板上標(biāo)記在胎架上就位的位置線，基準(zhǔn)位置線選擇近側(cè)第一條腹板位置線（橋?qū)捪颍?，第一條橫隔板線（橋長向），見圖2.4。
2.5 制作分段制作完工對各運(yùn)輸段進(jìn)行檢驗(yàn)和補(bǔ)充如圖2.5所示內(nèi)容：增加各制作段間的現(xiàn)場間距控制線，在每一現(xiàn)場對接焊縫邊的兩側(cè)各100mm的線上標(biāo)注3處（3點(diǎn)鋼?。，F(xiàn)場組合時(shí)按206mm為控制間距。對應(yīng)運(yùn)輸段號，見圖2.5。
2.6 部件組合
2.6.1安裝之前，部件先進(jìn)行組合、焊接、矯正，不能將部件的焊接和焊接變形帶到整體組裝中。如下圖中的橫隔板、橫向加筋的處理：
a.箱形橋梁的內(nèi)部的隔板部件，在零件下料后先組合成部件，分步退焊后矯正，見2.6.1-1。
(1).頂板用T排（U型槽)組合、焊接、矯正在T排組合前進(jìn)行40mm/4米的反變形，焊接采用分段退焊。減少角變形和拱度。
(2).分段處的橫隔板、橫向加筋的焊接、矯正和加固處理
(3)．由于橋面有1%的傾斜，因此橫隔板、橫向加筋、T排的對角線不等。（零部件的兩側(cè)垂直地面）安裝之時(shí)要注意方向，見圖2.6.1-2。
(4). 箱型橋梁的面板的組合、焊接后的矯正必須先完成，不能將變形留給下一步。雖然在這一環(huán)節(jié)花了較大功夫和較長時(shí)間，但實(shí)踐證明非常有利于后期制作，拆分后的運(yùn)輸段箱梁變形小，總的制作周期反爾縮短了。
2.7 彎曲零件加工
(1). 單向弧形板的彎制采用三芯輥輪上進(jìn)行弧形板的卷制成型或模具壓制。并用樣板進(jìn)行檢驗(yàn)見圖2.7.1。
(2).雙向弧形板的壓制，在放樣后的鋼板上畫出寬度中心線，利用沿中心線多節(jié)段的壓制出近似的雙曲面。
(3). 橋面上走圓弧的U型肋，用折線替代，圖2.7.2。
圖2.7.2弧形板的壓制、放樣
2.8制作實(shí)施
(1).在按要求設(shè)置的相應(yīng)胎架上采用倒裝法工藝裝配，以橋面板作為基準(zhǔn)面，在胎架上放置橋面板，劃出U型肋或球扁鋼、橫隔板和腹板等零部件的位置線，裝配U型肋或球扁鋼、橫隔板、腹板和腹板豎向加勁、底板球扁鋼等零部件。
(2).安裝焊接成部件的橫向隔板和橫向隔倉,側(cè)向設(shè)置支撐。安裝從中間向邊緣展開。隔倉的標(biāo)記、方向需確認(rèn)，吊線檢驗(yàn)。
(3).利用隔板的側(cè)向支持安裝腹板，調(diào)整隔倉板與腹板的相對位置。
(4).擴(kuò)大裝配范圍，對形成井字格的位置進(jìn)行分段立焊。部分安裝底板U型肋或球扁鋼作為框架的支持件。
(5).安裝邊緣隔倉板和底板U型肋或球扁鋼。如圖2.8.4~2.8.7。
圖2.8.4擴(kuò)大裝配范圍圖 2.8.5安裝邊緣隔板
(6).擴(kuò)大腹板與隔倉板間焊縫的范圍，焊接隔倉板與U型肋、球扁鋼間的焊縫，焊接腹板與面板間的焊縫。
(7).從圓弧側(cè)裝開始安裝橋底板。
(8).底板安裝完畢后，焊接腹板、隔倉板與底板間的焊縫，最后焊接U型肋、球扁鋼間焊縫。各運(yùn)輸段拆分后，焊接底板與U型肋、球扁鋼間焊縫。
(9).標(biāo)記現(xiàn)場對接符號（面板、底板），清理胎架與構(gòu)件的焊縫，檢驗(yàn)整體構(gòu)件，記錄各胎架支座處的間隙數(shù)據(jù)，用與下次制作段的調(diào)整。清理制作分段間的馬板，分離各工廠制作分段。設(shè)置支撐、安裝工廠翻身用吊點(diǎn)，吊點(diǎn)的位置設(shè)置在腹板、隔板交叉處（因此處的腹板、隔板已與底板焊接）。
(11).分離前的各工廠制作分段，在一側(cè)無縱向腹板的隔艙板間設(shè)置支撐（支撐用厚度t=12mm的連接板帶L100X12的角鋼），以防吊運(yùn)和翻身時(shí)構(gòu)件變形。分離制作件，翻身后將構(gòu)件放置平穩(wěn)，焊接剩余焊縫。安裝工地吊點(diǎn)。矯正后驗(yàn)收，并打上制作段標(biāo)記。見圖2.8.8~2.8.9。
3 結(jié)語
虹橋樞紐樓前高架橋目前已全線通車，寶鋼鋼構(gòu)通過精心組織、精細(xì)管理、用于創(chuàng)新，克服了技術(shù)要求高、加工量大、工期緊等困難，優(yōu)質(zhì)高效地完成了虹橋樞紐樓前高架橋北區(qū)工程的加工制造和現(xiàn)場大拼工作。通過對大跨度雙曲面鋼箱梁制作創(chuàng)新工藝進(jìn)行分析總結(jié)，初步證明該類道橋鋼箱梁制作工藝的適應(yīng)性和有效性，為業(yè)內(nèi)同行提供可供參考的實(shí)例。
參 考 文 獻(xiàn):
[1] TB10212-98 鐵路鋼橋制造規(guī)范 北京 中國鐵道出版社 1998
[2] DGJ08-117-2005 城市橋梁工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范
[3] JTJ 025-86 公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 北京 人民交通出版社 1987
作者簡介：賀明玄：寶鋼鋼構(gòu)有限公司總工程師
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