湖北鄂東長江公路大橋製作和焊接工藝技術交底
一、 工程概況
鄂東長江公路大橋位於湖北黃石水道上游，是滬蓉高速公路湖北省東段（武黃高速公路和黃黃高速公路）和國家高速公路聯網大慶至廣州高速公路湖北段的公用過江通道，也是湖北省公路主骨架的重要組成部分。
花湖互通a匝道第四聯橋跨布置為：31.2m+40m+40m+31.25m。上部結構採用等截面單箱雙室的鋼結構連續箱梁。鋼箱梁沿匝道中心線全長142.38公尺。
花湖互通d匝道第五聯橋跨布置為：37.5m+50m+37.
5m。上部結構採用等截面單箱雙室的鋼結構連續箱梁。鋼箱梁沿匝道中心線全長124.
84公尺。鋼箱梁為單箱雙室斷面，梁寬13公尺，高1.8公尺，兩側個懸臂長2.
5公尺，根部高0.5公尺，端部高0.2公尺。
縱向每2公尺設一道懸臂梁，鋼箱梁頂板兼做橋面承重結構。
二、 鋼箱梁下料工藝
1、 鋼結構的下料工藝（以a匝道第四聯跨為列進行講解）
a匝道的總體概況為：a匝道鋼箱梁為單箱雙室斷面，梁寬10.5公尺，高1.
6公尺，兩側個懸臂長2.0公尺，根部高0.5公尺，端部高0.
2公尺。縱向每2公尺設一道懸臂梁，鋼箱梁頂板兼做橋面承重結構。a匝道全橋位於i=3.
467%及i=3.5%的縱坡段上，豎曲線半徑為4000m。整個曲線由xy平面內的圓弧曲線（橋梁中心線為r=30000mm），以及豎曲線r=4000000mm。
根據a匝道的起點設計高程、終點設計高程確定起點、終點的直線方程。在豎曲線平面內的透影方程為f1（y）=a1（y）+a，疊加豎曲線內的圓弧方程r=4000000,再疊加預拱度曲線方程得到腹板曲線方程。總體下料見下：
鋼橋的總體排版見排版圖紙，具體的型式見下：
（一）a匝道頂板定寬為 1800+2200*4=10600mm 橋面的總寬度為10500mm。
根具焊縫的排版原則：焊縫相互錯開200mm以上，與腹板錯開200mm以上。
鋼箱梁頂板的排版示意圖
鋼板的平板對接按照埋弧自動焊接工藝卡進行。現場對接坡口為不帶鈍邊30o坡口。
注意： 1、所有埋弧自動焊工廠對接坡口、現場對接坡口必須採用半自動切割。施焊前必須仔細清理坡口以及坡扣兩側50mm範圍內的油汙、鐵鏽。呈金屬光澤。
2、所有的平板對接焊縫均為一級焊縫，必須加引弧板和收弧板。 焊劑必須按照規範要求進行烘烤。焊接質量標準按照jtj041-2000標準中的相關規定執行。
（二）鋼橋底板下料：底板的寬度為6548，採用的鋼板寬度為2000、2200、2400各一塊，按照有關焊接規範要求，焊縫相互錯開200mm以上。下料工藝、焊接工藝和頂板相同。
排板示意圖紙見下：
鋼箱梁底板排版示意圖
注意：現場的對接坡口的質量、圓弧對角線的偏差。
下料完畢後,檢查圓弧的對角線a、b與標準值的偏差不大於2mm，相互偏差不大於3mm。用鋼捲尺拉對角線檢查。 具體排版見cad排版圖紙。
（三）鋼橋腹板下料：鋼橋腹板的下料用數控切割機進行，按照圖紙目錄為：
沿匝道中心線展開的立面圖。腹板的理論曲線為r=4000000mm的圓弧曲線、鋼橋的預拱度曲線、鋼橋焊接變形曲線的三者曲線的疊加。用cad進行放樣、結合execl軟體求出每間隔2000的座標點的方程。
立面曲線=設計+預拱度。
立面曲線=主梁的設計線（635mm）+預拱度曲線方程+鋼橋焊接變形的曲線方程。
圖:鋼橋的端麵圖
按照排版圖用數控切割機進行腹板曲線方程的下料,下料時腹板的斷開垂直於底板和頂板,不垂直於地面。數控下料時標記要做好以下幾個方面：腹板的起點方向、腹板的終點方向。
起拱方向、坡口方向和度數、以及內、中、外腹板一定要用油漆做好標記。並註明節段號。（具體細節按照排版圖紙執行）。
a匝道腹板的排板示意圖 （必須註明節段號以及坡口方向）
綜合上述條件可知：頂板、底板、腹板的下料必須按照排版圖進行下料。下料時開坡口時注意必須採用半自動切割機進行下料，頂板、底板、腹板的下料允許偏差為±1mm。
所有零件對角線的允許偏差為±2mm。
頂板、底板、腹板、零件板 、t型鋼下料時的注意事項：（下料班組）
1、下料班組嚴格按照施工組的排版圖紙進行下料，鋼板下料時放樣和號料應預留焊接收縮餘量及切割、刨邊的加工餘量。注意鋼材軋制方向與梁的主要受力方向一致。
2、半自動切割的頂板、底板和數控切割的腹板、中間的零件板數控切割的允許偏差為±1mm。對角線的允許偏差為±2mm。
3、鋼箱梁下料時應該仔細核對鋼箱梁材料明細表。t型鋼的下料應按照相應的h型鋼進行下料。n5數控下料時應開t型鋼通過的孔。
4、零件板下料時，負責施工的技術人員應該再排版圖上標明坡口的大小和方向。
三、鋼箱梁底板的胎架搭設工藝。
1、胎架的搭設採用正裝法，按照橋底板的水平曲線找出隔板的xy座標點。
圖： 鋼橋隔板在xy平面內點的座標確定（按照圖紙用cad放樣）
2、鋼橋空間線形即豎曲線和平面曲線。平面曲線為半徑為r=300000mm的圓，用cad放樣確定平面上的點。利用cad軟體和execl軟體對橋梁的里程、高程、設計預拱度、圓的曲線半徑進行彙總分析，求出橋梁線路中心線上的特徵控制點。
（本工程以橫隔板中心線與中腹板的交點的高程、設計高程為控制點）。用水準儀控制理論的標高在±2mm的範圍之內。以隔板中心點的標高為基準點，測量出隔板徑向外腹板和內腹板相應的理論標高。
用h型鋼做小立柱，角鋼做隔板中線線定位置。
採用正裝法：胎架的整體示意圖
四、鋼橋的組裝工藝總體概況：鋼橋的組裝分為正裝法和倒裝法。本工程中根據工程專案的實際情況（鉚工水平、機械裝置、人員素質）採用正裝法：
[ 箱型梁的倒裝法比正裝法節約成本， 但是倒裝法對於鉚工的素質要求較高。]
1、板材、型材的拼接應在組裝前進行，由於鋼板規格的限制，部分構件在組裝前需要進行平板對接。平板對接按照下料工藝卡和焊接工藝卡執行。
2、t型鋼的下料和焊接： 為了防止焊接變形，t型鋼先焊接成h型鋼在剖開。
3、所有鋼板的平板對接工作在組裝前必須完成，平板對接焊縫不合格必須在返修合格後才能進行整個橋的組裝工作。成立單獨的組裝班組進行組裝。
為了保證箱型梁的製作質量和焊接質量有以下幾點關鍵的工藝措施需要注意：
① 為了保證鋼箱梁製作成型後的的起拱度，製作胎模時要考慮構件的設計起拱度、構件的自重下擾、焊接變形三個方面的影響。a匝道為設計起拱635mm+設計預拱。
② 在車間內搭設標準的製作胎模，最好距離地面有300mm以上，用水準儀將製作胎模起拱度誤差調整到2mm的範圍之內。製作胎模的寬度為底板寬度+1000mm。
③ 箱型梁施工圖中的腹板n3、n4，隔板n5在下料時必須高度精確。腹板的高度誤差控制在0~+3mm以內，隔板n5的對角線誤差控制在3mm之內。為了保證零部件尺寸。
腹板n3、n4、隔板n5必須採用數控切割機進行下料和切割。保證零件精確度。
4、箱型構件的組裝順序為：將底n2平鋪在胎架上，將底板n2按照鋼箱梁的整體排板圖紙標上底板的分節好，待無損檢測人員確定底板焊縫合格之後，進行底板定位焊接。
圖：鋼箱梁組裝、焊接順序示意圖
將底板n2鋪在胎架上，再底板上按照設計圖紙用捲尺、角尺等工具劃出腹板n3、n4，隔板n5以及加勁t型鋼的定位基準線。劃線時注意所有加勁板、腹板、隔板的定位基準線均以底板n2的中心線為定位基準。腹板n3、n4為曲線線鋼板，採用數控切割機進行下料。
隔板n5也要用數控切割機進行下料。由於測量儀器精度有一定誤差，一般在±2mm的範圍內。數控切割機的精確度在0.
01mm,因此數控下料的準確度直接影響到鋼橋的起拱度。隔板n5也要用數控切割機進行下料。保證隔板n5的對角線誤差控制在1mm的範圍之內和縱勁穿過橫隔板大樣的準確性。
由於底板與水平面存在（5%）的坡度。注意t型鋼的組裝垂直於底板，腹板的組裝垂直於地面。組裝順序為：
第一步，將t型鋼點焊按照劃線組裝在底板上。先在底板上組裝加勁板n5，然後將中腹板n4組裝在底板上，為了保證安全，中腹板n4與加勁板n5應點焊牢固。用水平尺檢查中腹板n4是否垂直於地面。
然後組裝另外一側的加勁板。最後組裝外腹板n3。為了安裝方便，在組裝加勁板n5前先要組裝t型鋼，為了防止變形，不能先焊接只能點焊。
底板、內腹板、中腹板、外腹板全部組裝完畢後，最後組裝頂板n1，組裝頂板n1前，先將t型鋼點焊在頂板n1上注意安全。
鋼橋在組裝和點焊要注意以下幾點： ① 鋪底板前要注意胎架的標高點是否正確，胎架的點的正確性決定了橋的曲線方程。一定要準確。
② 組裝加勁板n5前一定要注意n5的對角線尺寸是否符合理論尺寸的要求。 ③ 內、中、外腹板的坡口方向和坡口度數是否符合焊接工藝的要求。特別是坡口的角度方向。
④ 組裝焊接前對主要部位坡口以及坡口兩邊的清理是否到位，符合設計和規範要求。
圖：鋼橋焊接坡口方向
五、鋼箱梁工廠製作的焊接工藝
（一）鋼箱梁主體結構採用符合gb/t1591-94要求的底合金高強度結構鋼q345d，焊接材料應結合焊接工藝，通過焊接工藝評定進行選擇，保證焊縫效能不低於母材料，工藝簡單，焊接變形小，所選焊條、焊劑、焊絲均應符合相應的標準要求。
根據結構廠現有的鋼結構、鋼橋、壓力容器的焊接工藝評定。母材材質為q345d，
鋼板厚度分別為10、12、14、16。2023年製作的漢蔡鋼橋的焊接工藝評定完全可以覆蓋。平板對接工藝評定、t型焊縫的工藝評定。根據工藝評定選用的焊接材料見下：
手工電弧焊焊材：e5015（∮4），co2氣體保護焊焊絲ho8mn2sia（∮1.2）。
埋弧自動焊接焊絲：h08mna（∮4）配合焊劑hj350。主要焊縫焊接工藝焊接方法見下：
1、所有頂板和底板平板對接焊縫採用埋弧自動焊接。焊接工藝評定按照漢蔡鋼橋的焊接工藝評定執行。漢蔡鋼橋的材質為q345c，在原工藝評定的基礎上做-200c衝擊試驗。
埋弧自動焊焊接工藝見標準焊接工藝卡。施焊過程中注意以下幾點：
① 鋼材的坡口加工必須採用半自動動切割機，加工完畢後，用砂輪機仔細清理坡口以及坡口兩側50mm範圍內的母材表面的氧化皮和鐵鏽等，呈現金屬光澤。
② 焊接採用帶鈍邊的單面v型坡口，鈍邊厚度為4mm，坡口角度為600坡口。點焊長度為50mm左右，厚度為5~6mm，足以抵抗焊縫根部裂紋。焊縫兩端應設定相同材質的引弧板和收弧板。
③ 焊接順序：焊接前應根據焊接工藝評定的規範引數調整好各項規範引數，起弧後及時調整好焊接電流和焊接電壓，多層焊應連續施焊，每焊一層必須仔細清理熔渣等，發現缺陷必須清除後才能進行施焊，正面焊接完畢後，反面用碳弧氣刨清根，且磨去氧化皮等缺陷才能繼續施焊。 ④ 焊縫與母材應圓滑過度，焊縫和熱影響區域不得有裂紋、弧坑、飛濺等缺陷。
焊縫寬度和餘高應按照圖示尺寸。實際焊縫尺寸比坡口兩側增寬2~4mm。做好自檢記錄，打上焊工鋼號。
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