沪通长江大桥主桁上弦杆制造及关键工艺技术研析

1、沪通长江大桥主桁上弦杆制造及关键工艺技术研析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16.0m，中桁桁高16.08m，桁宽217.5m，每个主桁节点均设横联。标准段大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所有采用焊接，整节段之间大路钢桥面板、铁路桥面顶底板工地衔接均采用焊接，整节段间的上弦杆竖板和底板、下弦杆竖板、斜腹杆工地衔接均采用高强度螺栓衔接。标准整节段采用两节段为一

2、个全焊节段，规格为28m36.2m18.15m，整节段最大吊重约达1744t。主桁采用全焊接的整体节点构造，腹杆与节点板的衔接均采用焊接。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，用于衔接混凝土桥面板。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

3、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，杆件横向与上层桥面板块焊接，下方与腹杆焊接，两个节点上方分离设有锚箱。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根据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挨次举行，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

4、组肋板焊接修整。（2）上水平板单元（如图4所示）制造工艺流程：精亲密割矫平划线铣斜坡组锚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：精亲密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，其加工精度务必严格控制。机加工周边严格控制宽

5、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，其制作根据零件下料机加工接料组焊纵肋三个步骤举行，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。接料位置留意避免杆件主要焊缝位置。2下料矫平后准确划线，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。竖板机加工上边缘及对接头坡口。（2）接料直度控制。节

6、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衔接。（1）零件精度控制。上水平板精切下料，下料时宽度、长度均预留切割量。划线加工两边的不等厚对接斜坡，划斜坡线时需宽度预留的切割量。纵肋精切下料后，卡钻孔样板钻制两端栓孔，极边孔距需合理预留焊接收缩量。锚板程切下料后，划线加工焊接边

7、的坡口。（2）板单元组焊。组焊肋板并修整后，组焊锚板，并对锚板与上水平板熔透焊缝举行超声波探伤无损检测。3.2.4箱体制作箱体采用胎型倒位组装。即将上水平板单元放在胎型平台上，依次组装隔板及竖板单元件成槽型。焊接修整后，组装上水平板成箱型，在完成箱体钻孔后再组焊锚箱零件。（1）组装方案优点：上水平板置于胎型平台上，相当于组装水平基准面；通过对隔板宽度和高度的控制，有效控制箱体的宽度和高度。（2）关键控制措施：因锚板已经先焊在上水平板，因此拼装平台需考虑留出锚板的位置空间；以上水平板的纵肋栓孔和纵向轴线为基准划线组装隔板，留意栓孔极边孔距预留量合理均分，对线组对竖板成槽型；留意隔板的相同边缘标记

8、位于同侧，并保证上水平板、竖板与隔板的密贴；四条主焊缝在平台上同向对称焊接，防止扭曲变形。3.2.5栓孔钻制上弦杆箱体栓孔采用龙门数控钻床钻制各孔群定位孔，然后卡小型机械样板钻制其余栓孔的方法。理论上龙门数控钻床可一次性钻制箱体全部栓孔，为提高工效，仅用龙门数控钻床钻制箱体三个面上各孔群的定位栓孔，然后分离用小型机械样板定位钻制余孔。3采用龙门数控钻孔可避开两竖板纵向、横向错位，保证两竖板栓孔的同心度。箱外各类接头板可以在箱体钻孔前完成组焊，从而彻底避开焊接接头板时对箱体直线度及栓孔极边孔距的影响。3.2.6组焊锚箱零件杆件已下水平板及竖板栓孔为基准，在上水平板表面划出纵向轴线及节点中心线，然后在锚板内侧划出锚箱系统线，组装并焊接锚箱零件。重点控制锚箱锚点的位置、锚垫板及锚管角度、锚箱熔透焊缝的焊接质量。锚箱组焊完成后，划线焰切上水平板与桥面向接边及其对接坡口，确保上水平板宽度，划线焰切节点板的腹杆接头及其对接坡口。4结语针对沪通长江大桥上弦杆制造特点和制造难点，同时结合