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摘要：乌市高铁站落客平台大桥作为城市交通枢纽在城市交通体系中发挥着巨大作用。本文介绍了该项目建设前期的技术准备工作，针对该项目复杂的结构特点；通过图纸深化设计，焊接工艺评定试验，为项目建设实施阶段提供了技术支持；
关键词：钢箱梁；节段；深化设计；焊接工艺评定
乌市高铁站落客平台大桥作为城市立体交通枢纽的重要组成部分，在承载着公路运输功能性的同时发挥着城市景观的作用。落客平台钢箱梁设计外观平面线形采用曲面浅碟式钢箱梁结构；跨径为60m+85m+65m、桥宽28.5m的三跨连续钢箱梁。腹板间距5m、采用单箱六室箱型截面。跨中梁高2m、支点梁高4.5m、横隔板间距3.0m.设计道路中心线圆弧半径R=177.908m、结构中心线圆弧半径R=177.158m，设计道路中心线与结构中心线不在同一圆心点上。桥面板、底板同设单向2.0%横坡，结构纵坡0%。针对钢箱梁正交异性复杂结构体系，制订切实实可行的节段划分、编制合理的制造工艺及可靠的焊接工艺对钢箱梁的制造有着重要意义。
一、钢箱梁节段划分
按照工厂制造现场安装的施工方法，考察公路运输极限条件，同时考虑到节段单元体结构稳定性、现场作业环境及起重机起吊能力。钢箱梁采取纵横向混合分段的原则。墩顶支点处横向划分为一个单元体4个基准节段，4个基准单元节段在一个单元体内同时制作焊接，以作为控制钢箱梁安装高程及平面线形的基准；墩顶支点横向基准节段宽度3.5m，长度22.5m；钢箱梁两侧挑檐划分成独立纵向节段。与墩顶支点箱体作为一个单元体装配，运输时拆分成独立节段单元现场安装。桥体以设计钢板厚度发生改变处桥面呈现扇形状纵向划分5个单元体，每一个扇形单元体横向划分成5个节段；节段宽度4.5m-5.0m，长度15m-18m；箱梁两侧挑檐划分成独立纵向节段，作为扇形单元体的一部分同时制作焊接；运输前拆分成独立节段单元现场安装。落客平台大桥钢箱梁最终划分横向4个制作单元体16个基准节段，8个纵向挑檐节段；纵向划分11个扇形制作单元体55个纵向节段，22个纵向挑檐节段；
二、生产图纸深化设计
1.生产图纸深化难点 1）钢箱梁多变截面墩顶支点高度4.5m渐变至跨中高度2.0m曲面底板展开图；2）钢箱梁內外弧侧斜曲面腹板展开图；3）钢箱梁內外弧侧圆弧腹板挑檐墩顶支点高度4.5m渐变至跨中高度2.0m展开图；4）设计道路中心线与结构中心线不在同一圆心点上导致钢箱梁跨中两侧结构空间位置不同；
2.生产图纸深化办法 1）将设计图纸转化Auto CAD版本图纸，利用设计图中的标准横隔板及标准横肋结合设计提供的底板宽度参数及梁高参数深化全部横隔板、横肋板单元图纸。2）利用Auto CAD三维线模导入Tekla建立钢箱梁的模型，对于多曲面空间体系，Tekla软件还是有其局限性。Tekla软件不宜完成展开的曲面由Auto CAD软件完成展开图；3）在Tekla建立的钢箱梁模型中对每一个制作单元体各节段详细分割划分，即要保证各节段结构的稳定性及外形尺寸，又必须满足空间结构相互位置的焊缝位置符合规范要求；完成每一个制作单元体各节段顶板、腹板及底板的排版图。编制定尺钢板的需求计划，尽可能减少对接焊缝；4）钢箱梁內外弧侧斜曲面腹板展开方法，上口按照结构的曲率半径直接画出，以横隔板、横肋在空间位置高程作为基准，下口以底板展开对应的尺寸以折代曲连接完成；
三、焊接工艺评定
钢箱梁为薄壁全焊接结构，结构体系复杂，焊接工程工艺的科学合理性直接影响钢箱梁的焊接质量；针对落客平台钢箱梁结构特点及焊接接头形式，选取代表性焊缝进行焊接工艺评定试验。
1.典型焊接接头形式、焊接方法及工艺参数
所有焊接试件焊缝经外观检查符合TB10212-2009相关要求。在施焊作业完成后24h进行超声波无损检测，符合GB11345-89Ⅰ级标准的要求；力学性能试样在试件焊缝外观检查、UT检测合格后，依据GB/T2650-2008、GB/T2651-2008、GB/T2652-2008、GB/T2653-2008加工试验试样；力学试验设备为：SHT4605-600电液伺服试验机、WE-30液压万能材料试验机、JBDS-300B低温冲击试验机；由试验结果可以看出，典型对接接头焊缝屈服强度为496～541 MPa，抗拉强度为558～541 MPa，伸长率27%～31%；典型角接接头焊缝屈服强度为488～565MPa，抗拉强度为534～590 MPa，伸长率28%～32%；均高于母材标准。对接焊缝侧向弯曲试验结果完好，对接接头-40°C冲击功，焊缝金属50～54J，热影响区49～70J，均大于34J.说明焊接接头塑形情况良好，满足技术要求；
结束语
通过对项目前期的技术准备工作，完善、优化了钢箱梁的制造工艺；使用Tekla软件建立模型清晰了解空间结构体系中相互位置关系。对设计意图有了更深入的了解；选取典型焊接接头进行工艺评定试验对专项工艺方案提供理论依据。项目实施中钢箱梁线形控制准确，焊接工程中焊接方法、焊接材料及焊接工艺参数合理可靠，钢箱梁焊缝外观质量良好，内部质量优良，荣获优良焊接工程。
参考文献：
[1]TB10212-2009；铁路钢桥制造规范
[2]GB/T714-2008；桥梁钢结构
[3]陈祝年；《焊接工程师》北京机械工业出版社.2002
[4]谢国昂；《钢结构深化设计与详图表达》北京中国建筑工业出版社.2010
论文作者:李宝生,齐丽娟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/10/31
标签：单元论文; 结构论文; 腹板论文; 中心线论文; 纵向论文; 曲面论文; 横隔论文; 《基层建设》2017年第20期论文;