沪通长江大桥主桁上弦杆制造及关键工艺技术研析

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1、沪通长江大桥主桁上弦杆制造及关键工艺技术研析　　【摘要】结合沪通长江大桥主航道桥主桁结构特点，以边桁上弦杆为例对上弦杆件制造工艺流程进行了介绍，结合生产实际情况在制造过程中分析和研究了零件下料、板单元组装、箱体组焊、栓孔钻制等关键工艺及控制要点，提高了制造精度，减少焊接变形，从而保证桥面系结构的质量，为今后此类大型钢桁梁斜拉桥上弦杆制造提供一些可借鉴的经验。　　【关键词】沪通长江大桥斜拉桥主桁上弦杆制造工艺　　1工程概况　　沪通长江大桥主航道桥采用（142+462+1092+462+142）m双塔三索面斜拉桥，全长2296m。采用三片主桁结构，桁式采用“N”形桁。标准段主梁边桁桁高1

2、6.0m，中桁桁高16.08m，桁宽2×17.5m，每个主桁节点均设横联。标准段公路桥面采用正交异性整体钢桥面板结构，铁路桥面采用整体钢箱结构。桥型布置如图1所示。　　2结构特点　　该桥采用整节段架设方案，整节段内部杆件之间全部采用焊接，整节段之间公路钢桥面板、铁路桥面顶底板工地连接均采用焊接，整节段间的上弦杆竖板和底板、下弦杆竖板、斜腹杆工地连接均采用高强度螺栓连接。标准整节段采用两节段为一个全焊节段，规格为28m×36.2m×18.15m，整节段最大吊重约达1744t。6　　主桁采用全焊接的整体节点构造，腹杆与节点板的连接均采用焊接。索梁锚固采用锚拉板构造，斜拉索锚箱置于两片锚拉

3、板间，锚拉板焊接于主桁弦杆顶面。　　主桁上弦杆件采用箱形截面。上弦杆内宽1000m，内高1400mm，箱内在弦杆中心线处设置一道板肋加劲用于加劲水平板伸出肢，箱外在距离弦杆中心线0.9m处设置一道板肋；索梁锚固范围，用于与锚拉板相连的上水平板采用具有Z向性能的Z35钢材；腹板高度中心处设一道板肋加劲。结合段弦杆顶板布置圆柱头剪力焊钉，用于连接混凝土桥面板。　　索梁锚固结构采用设在上弦节点顶面的双腹拉板式钢锚箱，两侧拉板的水平间距与上弦节点板等宽。锚拉板之间焊接两片承压板，承压板端部设置锚垫板。　　3上弦杆制造工艺技术研析　　主桁上弦杆是主航道桥杆件中结构最为复杂的杆件，为双节点结构，

4、杆件横向与上层桥面板块焊接，下方与腹杆焊接，两个节点上方分别设有锚箱。上弦杆主要由上下水平板、竖板、隔板、节点板、肋板、横梁接头板、锚箱等组成，选取边桁上弦杆为例说明其制造工艺。如图2所示。　　3.1制作工艺流程　　制造总体流程按照零件制造→单元件制作→箱体制作→组焊横梁接头板→栓孔钻制→组焊锚箱的工艺顺序进行，简要如下：　　3.1.1主要板单元制造工艺流程　　（1）竖板单元（如图3所示）制造工流程艺：数控切割→矫平→划线→铣斜坡、对接边缘及坡口→接料→探伤→矫平→铣顶边及坡口→组肋板→焊接→修整。6　　（2）上水平板单元（如图4所示）制造工艺流程：精密切割→矫平→划线→铣斜坡→组锚

5、板→焊接→探伤→修整→组肋板→焊接→修整。　　（3）下水平板单元制造工艺流程：精密切割→矫平→铣两边及坡口→组肋板→焊接→修整。　　3.1.2上弦杆整体组焊工艺流程　　（1）组槽型：置上水平板→组隔板→组两侧竖板单元成槽型→焊接槽型→修整。　　（2）组箱型：焊接、探伤→修整→组接头板→焊接、探伤→修整→数控钻孔。　　（3）组□10x100锚箱：焊接、修整→焰切腹杆接头及其坡口→切手孔→倒棱。　　以上流程如图5所示。　　3.2关键工艺技术控制措施研析　　3.2.1隔板精度控制　　隔板是控制杆件断面尺寸、防止扭曲变形的重要零件，相当于弦杆组焊内胎，其加工精度必须严格控制。　　机加工周边严

6、格控制宽度、高度，尤其要保证垂直度。[1]以槽口为基准用样板划线机加工四边，以保证槽口位置。同杆件的隔板同时加工，在同一边缘做标记。　　3.2.2竖板单元制作精度控制　　竖板单元由节点板、竖板及纵肋组成，其制作按照零件下料机加工→接料→6组焊纵肋三个步骤进行，其控制关键在于节点板精度控制与接料直度控制。　　（1）节点板精度控制。节点板宽度较大，先完成钢板接料并探伤后再整体程切下料以保证节点板外形。接料位置注意避开杆件主要焊缝位置。　　[2]下料矫平后精确划线，包括斜竖杆轴线、加劲弦杆件轴线、水平中心线及对接端机加工线。如图6所示。　　以竖杆轴线为基准机加工对接端头过渡斜坡及对接坡口。

7、竖板机加工上边缘及对接头坡口。　　（2）接料直度控制。节点板与竖板对接，使纵向各基准点成一条直线后，划线、机加工上边缘及其坡口，确保直线度。如图7所示。　　3.2.3上水平板单元制作　　上水平板单元由上水平板、锚板、纵肋组成，上水平板一边与钢桥面板在整节段拼装时需纵向对接焊为一个整体，上水平板与锚板间的熔透焊缝是上弦杆甚至全桥最重要的焊缝；纵肋分为箱内纵肋和箱外纵肋，其中箱内纵肋两端设置高强度螺栓孔，箱外纵肋留嵌补段在桥上焊接连接。　　（1）零件精度控制。