摘要：钢箱梁是桥梁上的主要应用设备，我国的钢箱梁技术在改革开放以来有很大的提升，但是随着科技的进步，钢箱梁的制作加工技术和质量也要有相应的提升，论文对钢箱梁制作的特点、钢箱梁的工艺流程及先进技术的技术应用进行了分析，以便更好地促进桥梁技术的发展。
关键词：钢箱梁制作；质量控制；加工
1 钢箱梁的构造特点
钢箱梁由4块钢板（即2块外宽板和2块外窄板）焊接组成，连接4块外板的4条焊缝按强度要求需分段加工成全焊透坡口（CP型）与局部焊透坡口（PP型）两种形式。局部焊透坡口（PP型）适用于断面较小且强度要求低的钢箱梁；全焊透坡口（CP型）适用于大断面、大跨度的钢箱梁，如图1所示。箱型梁两端及有连接件的部位需设置内隔板，作为强度加劲板。隔板焊接采用手工电弧焊和熔化嘴焊配合使用。大跨度钢箱梁采用分段制作，由工厂加工成半成品梁段后，运输至现场采用对接式拼装，最终完成大跨度钢箱梁的制造。
图1 钢箱梁典型断面示意
2 钢箱梁制作工艺流程
在钢箱梁制作之前，首先要进行图纸会审和技术交底工作，检查图纸中是否存在不合理的地方，及时整改，通过技术交底使得施工人员了解钢箱梁的制作工艺，提高其施工质量。钢箱梁的制作流程如下：翼板、腹板、底板、横隔板和接口板放样→号料→切割→矫正→零部件成型→装配→结构板材焊接→剪力钉焊接→制孔→预拼装→喷砂、涂装。在钢箱梁制作过程中，首先要在底板进行漆底防腐层涂喷，之后进行底板数据切割。在切割过程中，剪切钢料边缘应整齐、无毛刺、咬口及缺肉等缺陷，切口处不得出现裂纹和缺棱，切割后应清除边缘的氧化物、熔瘤和飞溅物等。其次为了达到质量要求，下料后零件必须进行矫正，矫正主要是以冷矫为主，热矫为辅，冷矫发力要慢，热矫温控要严谨。完成上述的操作流程后，将腹板、底板以及翼板单元焊接。焊接完成后对焊缝进行检查，如果焊缝不符合要求，要进行返修处理。最后进行钢梁的表面处理，清理表面的杂物，之后对其喷涂防腐漆、摩擦面喷铝，最后出厂安装。如图1所示。
图1钢箱梁制作流程
3 钢箱梁制作工艺过程及注意事项
钢箱梁的制作工艺过程如图2所示。
图2 钢箱梁外板及隔板组装示意
（1）组装钢箱梁前，根据钢箱梁的外形几何尺寸制作组装胎架，胎架上表面水平度误差允许偏差±1mm。
（2）将1块宽板吊上胎架，利用划线样板划出中心线、箱内隔板位置线及上口和下口工艺性加强板的位置线，并标明厚度方向以及窄板安装位置线。
（3）安装箱内隔板，安装时要求隔板中心线与宽板中心线对准，并保证全部隔板的边缘在同一条直线上，且隔板的熔化嘴焊槽线与宽板的焊孔位置线对准。
（4）实施定位焊，焊前火焰局部预热至150℃。夹板与隔板采用间断焊接，夹板与宽板用手工电弧焊焊一道焊高为6mm的焊缝。
（5）吊装1块窄板，其上下端必须与宽板的上下端对齐。
（6）吊装另1块窄板，在组装胎架上，由两块窄板和1块宽板拼成[型，其上下端必须与下面的宽板对齐，并且焊孔位置线必须与隔板的熔化嘴焊槽对准。拼装过程中，随时采用螺旋千斤顶顶紧，确保内表面与隔板贴紧，局部间隙不大于0.5mm，经常用塞尺检查，间隙超标的，重新顶紧后，再施定位焊。
（7）焊接隔板两侧与窄板的焊透角焊缝。采用手工电弧焊焊接，并分层施焊，先打底后盖面。焊接另一边时，必须采用碳弧刨清根，然后再打底和盖面。随时测量并及时矫正变形。
（8）安装箱内衬板并焊接，注意衬板比焊缝两端各长50mm以上，并在一条直线上。衬板与箱板要焊接牢固，以免脱落。
（9）盖上最后1块宽板合拢成箱型梁，合拢前应将箱内隔板位置线引出划在外板上，以备熔化嘴焊缝超声波探伤检测时能找准位置。为保证外板4道埋弧自动焊的起弧质量，应在外板四角位置装好引弧板，引弧板要符合规定要求并焊牢，然后交下道工序焊接。
（10）焊接在专用胎架上进行，焊前必须按焊接工艺评定卡要求进行预热，每条焊缝根据板厚和焊缝高度要求分层分多次施焊，一般是先打底焊，然后再施盖面焊。4条焊缝的焊接顺序必须按对角对称施焊，因此必须多次翻身配合。焊接过程中随时对变形情况进行观察和测量，包括弯曲、扭曲、角尺度变形，发现异常情况随时矫正。
（11）4条焊缝焊接完后，对焊缝进行超声波探伤检查，发现缺陷，将缺陷部位利用碳弧刨刨除，然后重新修补。
（12）根据划线样板的确定位置，将熔化嘴焊孔钻穿，进行熔化嘴焊接。熔化嘴焊接按自上而下的顺序进行，先从下窄板焊孔开始起弧，最后到上窄板焊孔收弧结束，切忌中间有断弧现象。为了保证下窄板焊孔段的起弧质量，必须在下窄板焊孔外放置等径的起弧铜套管。熔化嘴焊接完后，去掉起弧铜套管即可，如图3所示。焊接后进行超声波探伤检查，检查有无断弧或未熔合情况。
图3 熔化嘴焊起弧铜套管示意
（13）对成型的箱梁几何尺寸和外观初步检查，包括总长、宽度及变形情况，对超出允许偏差的变形进行校正。
（14）矫正钢箱梁至符合标准后，将钢梁放在平台上，再利用划线样板划线，划线内容包括：四个面的中心线、两端头铣切加工的控制线、连接板和附件安装的位置线，然后送下道工序铣端头。
（15）机加工结束后，安装好钢箱梁附件，并加工好端头拼接的坡口，安装附件要以眼孔中心为定位点，需格外注意第一只眼孔边缘的距离。
（16）钢箱梁跨度超过24m以上时，需分两段或多段制作，半成品梁段制作完成后，在制作工厂进行预拼装，预拼装完后组对编号，最后运输至现场进行对接拼装。
4 钢箱梁制作引进的先进技术应用
4.1数控CAM技术
（1）对形状不规则的板件在CAD制图后，经计算机编译成等程序文件，再传送给数控切割机，数控切割机在PC机的控制下，实现对板材的实样下料，即下料CAM技术，确保零件的外形尺寸。
（2）对某此后续工序为划线的零件，在数控切割时或切割后，利用该设备的划线功能，在零件上划出基准线或组装线，即划线CAM技术。
4.2无“马”装配技术
（1）所有单元件在定位组装胎型上定位组装（卡槽定位），避免焊接马板对母材的损伤。
（2）根据零件对接、单元件焊接、箱体焊接、环缝焊接收缩的规律，并考虑弹性压缩量，设置一定的工艺补偿量，对单元件的面板实施一次无余量切割，减少单元件的二次切割和现场工作量。
4.3焊接反变形应用技术
在反变形胎架上机械卡固定位，CO2气体保护自动焊同向施焊U形肋两侧焊缝、减少焊接变形、确保焊接质量。
4.4组拼胎架横向设拱技术
由于钢箱梁在总拼胎架上整体组焊时，只能对其内底板、外底板实行弹性约束，无法实现对顶板、腹板的约束，在焊接应力的作用下，上箱口产生收缩变形，使得桥面横坡减小、桥面宽度（即两腹板间距）变小，因此在箱梁预拼装胎架横向预设一定的预拱量，来抵消整体组焊后箱梁断面的变形，确保桥面横坡和桥面宽度。
4.5单面焊双面成型焊接工艺
对各种形式的焊缝，如顶板、底板、斜腹板的纵向对接焊缝，节段间接口焊缝等采用陶质衬垫单面焊双面成型工艺，确保焊缝质量、提高生产效率。
5结语
钢箱梁的施工工艺不是特别的繁琐，但是每个步骤程序都得按照规定进行，不得有违反任何规定而自行主张施工，其主要目的是为了后期的施工建造的建筑物可以有良好的性能，满足日常使用，在非强荷载下可以保持稳定承受荷载的能力。
参考文献：
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[2]卸船机设备箱形梁焊接工艺分析及质量控制探讨[J].冷海翔.中国设备工程.2017（15）
[3]成都市二环路高架桥特殊钢箱梁设计研究[D].袁霖宇.西南交通大学2014
[4]钢结构桥梁的加工安装技术探析[J].王新虎.四川水泥.2015（04）
[5]钢箱梁疲劳开裂维护研究现状[J].吉伯海，袁周致远.工业建筑.2017（05）
论文作者:王虎
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/6
标签：隔板论文; 腹板论文; 底板论文; 位置论文; 技术论文; 中心线论文; 架上论文; 《基层建设》2019年第15期论文;