板桁结构钢桁梁桥面块体制作变形控制方法与流程

本发明涉及一种能够有效地解决山区板桁结构钢桁梁桥面块体制作精度及焊接变形控制的板桁结构钢桁梁桥面块体制作变形控制方法。

背景技术：

1、随着高速公路网的逐步完善，在西部山区出现了大量的大跨度桥梁工程，板桁结构大跨度钢桁梁因其现场施工便捷的突出优势被广泛采用，并且已完全实现桥位大节段吊装施工。但是由于桥梁工程地理位置的限制，杆件只能采用公路运输，并在桥位现场完成钢桁梁大节段拼焊及板桁结构钢桁梁桥面块体（见图6）的制作，而板桁结构钢桁梁桥面块体因其连接方向多、焊缝多，焊接变形及连接精度极难控制，同时由于桥位地形条件的限制，很多施工场地都是临时搭建的施工平台，无法实现牢固的工装基础。根据以往制作经验，一般采用刚性约束进行定位和焊接变形控制，制作精度和焊接变形能够最大限度得到控制，但是由于焊接应力的存在，制作胎架及基础极易发生破坏，且不易修复，无形中使施工周期增加，施工成本不断升高。

技术实现思路

1、设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种能够有效地解决山区板桁结构钢桁梁桥面块体制作精度及焊接变形控制的板桁结构钢桁梁桥面块体制作变形控制方法，达到提升产品质量的目的。

2、设计方案：为了实现上述设计目的。本发明摒弃了以往制作桥面块体时采用的刚性约束减小焊接变形的方法，采用合理的工装设计、横梁预拱度设置、使用合理的焊接顺序减小焊接变形、焊接过程中不进行外部约束的方法，达到控制板桁结构钢桁梁桥面块体制作精度的效果，提高生产效率。具体如下：

3、1、工装设计时采用“两纵一横”法进行桥面板组装精度控制，即在工装两侧立柱上顶面各布设一条纵基线，一条为主纵基线，另一条为辅助纵基线，在工装横向布设一条横基线，工装的纵基线与桥面板单元为固定的几何关系，工装的横基线与桥面板单元横基线重合；

4、2、在工装的横梁两端上表面设置定位样板，靠近主纵基线一侧定位样板设计为圆孔，靠近辅助纵基线一侧定位样板设计为长圆孔，定位样板的孔径及孔群模数与横梁下翼缘相同。在工装两侧立柱内侧设置横梁腹板定位样板，此部位定位样板均采用长圆孔，孔群模数与横梁腹板孔群模数相同；

5、3、在工装的横梁上顶面设置支撑板，并按照横梁长度的0.8%设置预拱度，即横梁长度与预拱度值对照表

6、；

7、4、横梁进行拼装定位时，先以胎架横梁的定位样板孔群对横梁进行精确定位，利用工装两侧立柱定位样板对横梁腹板进行定位，保证横梁的垂直度，拼装定位时每组孔群（含长圆孔孔群）采用“2个冲钉+2套螺栓”方式进行定位；

8、5、桥面板单元进行拼装时，以纵、横基线为基准进行拼装，同时注意预留焊缝的收缩量，进行板单元定位焊时，未进行板单元纵向对接焊缝焊接前，仅对中间板单元完成定位焊，其余板单元定位焊在板单元纵向对接焊缝完成后施焊；

9、6、焊接过程中，先焊接桥面板单元对接焊缝，然后以纵、横基线为基准对桥面板单元的位置进行微调并施焊横梁与桥面板单元之间的定位焊，同时解开所有定位样板位置的冲钉和螺栓，再焊接横梁与桥面板单元之间的焊缝；

10、7、桥面块体出胎，完成桥面块体的制作。

11、本发明与背景技术相比，具有以下特点：

12、一是解决了板桁结构钢桁梁桥面块体现场制作精度、焊接变形控制困难的难题，提高钢桁梁整体的制造质量，经过实际检验，桥面块体横桥向坡度精度控制满足相关要求。桥面块体横桥向坡度拱度值精度控制见表2；

13、表2 桥面块体横桥向坡度拱度值测量汇总表

14、

15、二是实用性强，操作简单且效率高。按照原工艺，每个桥面块体的生产周期（从零部件上胎至桥面块体出胎）约为7天。采用本技术，每道横梁的定位时间节省约0.5小时，每个桥面块体横梁为3道，节约时间约为3*0.5=1.5小时；每个桥面块体的桥面板单元上胎定位时间减少约2小时；桥面块体局部变形及拱度修整时间减少约6小时；每个桥面块体用拼接板螺栓孔的配孔时间减少约10小时；综合考虑，每个桥面块体的制作时间约减少1.5+2+6+10=19.5小时，根据正常的施工安排，每个桥面块体的制作时间约提前1.5天，生产效率提高约21%。

技术特征：

1.一种板桁结构钢桁梁桥面块体制作变形控制方法，其特征是：

技术总结
本发明涉及一种能够有效地解决山区板桁结构钢桁梁桥面块体制作精度及焊接变形控制的板桁结构钢桁梁桥面块体制作变形控制方法，摒弃了以往制作桥面块体时采用的刚性约束减小焊接变形的方法，采用合理的工装设计、横梁预拱度设置、使用合理的焊接顺序减小焊接变形、焊接过程中不进行外部约束的方法，达到控制板桁结构钢桁梁桥面块体制作精度的效果，提高生产效率。

技术研发人员：王伟祖,张剑峰,曹庆国,化苏文,侯永鹏,刘婷婷,赵陇康
受保护的技术使用者：中铁宝桥集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13