摘要：桥梁导流板是为了减少强风对桥面结构引起的谐振而采取的设计措施，是桥梁结构的组成部分，尤其是特大型桥梁，它是设计中不可忽视的辅助结构的重要组成部分。传统的钢箱梁导流板都是Q345钢板材质的结构，在箱梁总装时与箱梁一起总拼装，其焊接工艺要求简单，容易制作，但是钢结构导流板自身重量大，后期维护成本高，望东长江公路大桥创新性采用铝合金材料进行导流板制作，由于大型结构铝合金制作、加工、焊接均为首次，在以往桥梁制造均无先例。本文以此为例详细介绍了铝合金导流板制造工艺要点及措施。
关键词：钢箱梁；导流板；铝合金；焊接；阳极氧化
一、概述
望东长江公路大桥是交通部 “五纵九横” 高速公路网G35济南至广东高速公路的跨江桥梁，也是安徽省“四纵八横”高速公路网“四纵”的重要组成部分。主桥采用跨径组合“78m+228m+638m+228m+78m”的双塔双索面组合梁斜拉桥。组合梁全宽35.2m,主要由下侧钢主梁与上侧混凝土桥面板结合而成。索塔采用钻石型，塔高218m，其中上塔柱采用钢砼结构，钢锚梁锚固于混凝土塔内，主梁和索塔通过斜拉索构成大桥的主要受力体系，大桥主体效果见下图。本工程钢结构工程量约1.73万吨。
1.主梁整体构造
主梁采用PK型分离双箱组合梁型式，组合梁全宽35.2m，中心线处梁高3.5m，主要由钢主梁和混凝土桥面板两部分组成。钢主梁由两侧边钢梁和中间工型横梁组成。每隔3.6m设一道横隔板及横梁，可以保证主梁有足够的横向刚度和抗扭刚度。混凝土桥面板与钢主梁通过剪力钉连接成整体，分为预制板和纵横向湿接缝，主梁含导流板全宽38.0m。
2.导流板构造
主梁两侧设置导流板。导流板由顶板、隔板、下翼缘板、纵向板肋组成，高约0.64米，宽约1.53米，标准长度1.079米，上部通过预埋至混凝土桥面板中的地脚螺栓连接，下部通过M16高强螺栓与主梁边腹板T型加劲连接。导流板材质采用轻质铝合金板材制作，标准梁段重约327kg，导流板为非承重构件，在工厂制作，现场安装。
为了减轻重量和防腐蚀性能，望东桥箱梁外的导流板采用铝合金材质，初始设计为铝合金2A12，后经项目部建议，同意将材质变更为5083-H22/H32。导流板全部采用6mm厚的铝板，由顶板单元和隔板单元构成。
二、结构特点及工艺难点
桥梁导流板是为了减少强风对桥面结构引起的谐振而采取的设计措施，是桥梁结构的组成部分，尤其是特大型桥梁，它是设计中不可忽视的辅助结构的重要组成部分。
传统的钢箱梁导流板都是桥梁结构钢（或低合金结构钢）的结构，自身重量大，防腐维护困难，铝合金具有自身重量轻，采用阳极氧化后防腐性能无需维护，因此创新性采用铝合金制作导流板具有重大工程经济、环境保护意义。
三、主要材料采购及检验
1.铝材
本桥导流板材质为5083--H32，其化学成分应符合《变形铝及铝合金化学成分》（GB/T3190-2008），其力学性能应符合《一般工业用铝及铝合金板、带材 第二部分：力学性能》（GB/T3880.2-2006）中相关要求。
2.焊材
本桥导流板制作采用ER4043（1.2），其化学成分及力学性能应符合《铝及铝合金焊丝》（GB/T10858-2008）中相关要求。
3.复验
铝合金及铝合金焊丝使用前需按照相关标准及技术文件进行复验，个性指标需符合标准及文件要求。
四、加工工艺流程
1.加劲肋
本桥导流板加劲肋为6mm厚，60mm宽直条，材料采收时为定宽度（60mm）板条，加劲肋按照导流板的长度采用锯切或剪切的方法截取，然后矫正，存放待用。
2.隔板、连接板和隔板加强板
隔板、连接板和隔板加强板均采用数控等离子切割的方法下料，下料后辊平，翼缘板折弯、连接板钻孔，然后将隔板、连接板和隔板加强板组装焊接，焊接采用半自动氩弧焊，最后形成隔板单元存放待用。
3.面板
面板数控等离子切割，切割时将检修道底座槽口、排水槽槽口一并切出，然后在面板上纵、横向基准线和横隔板组装位置线，以纵、横向基准线划出长圆孔位置线，同时加工长圆孔，所有槽口在长度方向上考虑一定的焊接收缩量。
加劲与顶板焊接时在专用反变形胎架上进行，焊接全检查顶板板胎架密贴情况，并逐个检查四周卡固螺栓紧固情况，均符合要求后进行板单元组装焊接。
加劲焊接完成后对板单元在矫正胎架上进行矫正，合格后转入下一工序。
4.整体组装、焊接
以纵、横向及中线为基准，在面板单元上组装、焊接横隔板单元，所有焊缝均采用半自动焊接，焊接前应将面板单元放置在平面上并在周边及隔板两侧设置一定的固定点，防止因隔板焊接产生扭曲变形。
2.焊接及变形控制
导流板的制作重点在纵向加劲和面板焊接时面板波浪边形和扭曲变形的控制。因此焊接前一定要制作有效的焊接变形控制胎型，将面板单元四周固定后才能焊接，焊接位置为平位或船位。
五、表面处理
1.阳极氧化.清除焊接飞溅，打磨棱边，由专业厂家加工阳极氧化（硫酸阳极化，重铬酸盐填充），氧化膜厚度≥8um；
2.油漆. 喷涂两道TB06-9丙烯酸聚氨酯底漆，表面2道TS70-60聚氨酯银灰色磁漆。
六、焊接工艺
1.焊接场所应保持清洁；2.焊接工作环境：①温度大于等于5℃；②湿度不超过80%；③气体保护焊时风速不超过2米/秒。当不满足此条件时可采取局部环境加热、除湿和防风措施，使其达到条件要求；3.下列情况下不得进行焊接：①表面潮湿或暴露于雨、雪之中；②焊接人员处于高危的状态下；4.所用焊接设备应处于正常工作状态，接地良好，仪表显示准确并在鉴定期内；5.构件的所有位置除了端部引熄弧板外不得随意焊接附件，如果必须焊接附件，附件去除时必须符合本工艺文件相关要求；6.所有构件焊接前应放置在平台上或用水平的支撑将构件垫实，防止产生变形；7.铝合金下料完成后采用机械方法对板边进行处理，确保板边无毛刺及飞边；8.焊前应将焊丝、焊件焊接区域附近表面的油污和氧化膜清除；9.检查待焊构件放置是否平稳，地线设置合理，确保焊接设备和人员的安全；10检查构件组装的正确性，是否与图纸相一致，如结构组装存在问题不得焊接；11.焊机使用前检查接地是否良好，气路是否畅通，其它各项功能是否正常工作。
七、包装运输
1.厂内倒运、存放
1）构件吊运采用吊带，防止损伤铝构件；
2）厂内存放时支撑使用木质或软材质的支墩；
3）临时存放或倒运过程中，支撑点应设置在个隔板单元的加强板上，并且每个隔板上都需要设置支撑。
2.从厂内运输至现场
1）导流板均正位放置；
2）支撑点同样设在横隔板位置，高度方向上宜放置不超过2层，层间支撑和水平支撑位置要对正。
3）导流板横向之间在横隔板位置设置竖向立撑，上层隔板连接板之间可以通过竖向立撑相互固定，面板上通过桥位安装螺栓孔做适当连接，防止导流板运输过程中移动。
八、结论
通过采取上述工艺技术，有效保证和提高了望东长江公路大桥铝合金导流板的制造质量，为以后的大型钢箱梁铝合金导流板导流板制造提供了可借鉴的经验。
参考文献
[1]中铁山桥集团有限公司：铁路钢桥制造规范，中国铁道出版社，2009.
[2]路桥集团第一公路工程局：公路桥涵施工技术规范，中华人民共和国交通部出版社，2000.11.01.
论文作者:孙晓龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/26
标签：隔板论文; 铝合金论文; 结构论文; 横隔论文; 构件论文; 桥面论文; 桥梁论文; 《基层建设》2019年第24期论文;