大型組合梁鋼主梁焊接施工工法

港珠澳大橋組合梁包括10聯(lián)23孔淺水區(qū)非通航孔橋(8聯(lián)6×85m和2聯(lián)5×85m)及主跨為268m的九洲航道橋，全長(zhǎng)6133m,鋼結(jié)構(gòu)總工程量為約8萬(wàn)噸。組合梁混凝土橋面重量約占梁段總重的3/4,受力工況的不同及溫度差異致使鋼梁線形控制難度加大；鋼主梁長(zhǎng)85m,寬16.5m,長(zhǎng)寬比達(dá)到5.2(一般鋼梁為1.8左右),且為開口槽型針對(duì)上述難題，中鐵寶橋集團(tuán)公司專門成立技術(shù)攻關(guān)小組，并將其研究成果直接應(yīng)梁制作關(guān)鍵技術(shù)研究，經(jīng)中國(guó)公路建設(shè)行業(yè)協(xié)會(huì)組織專家委鑒定，成果已成功應(yīng)用于大型組合梁鋼主梁制造等工程，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益顯著,總體技術(shù)達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。法”發(fā)明專利(專利號(hào)：ZL201310640944-0)。鋼主梁焊接過(guò)程“工廠化”制作，有利于提高鋼主梁的產(chǎn)品質(zhì)量；鋼主梁大節(jié)段在橋位采用大型浮吊船整孔吊裝，減少了高空作業(yè)內(nèi)容，避免了安全風(fēng)險(xiǎn)。大節(jié)段鋼主梁焊接施工方法，采用了大量的機(jī)械化、自動(dòng)化焊接技術(shù)，減少了人為3適用范圍本工法主要用于鋼橋梁制造領(lǐng)域，適用于大節(jié)段組合梁鋼主梁的焊接。設(shè)計(jì)制作帶有豎曲線的總拼胎架，將大節(jié)段鋼主梁的底板單元在總拼胎架上依次焊接接長(zhǎng)，形成整體底板單元，再按照鋼主梁制造分段組裝、焊接腹板單元，然后調(diào)整鋼主梁的制造線形后，采用軌道式機(jī)器人對(duì)稱焊接制造分段之間的腹板焊縫，采用埋弧自動(dòng)對(duì)稱焊接頂板對(duì)接焊縫，最后形成鋼主梁大節(jié)段，該工法實(shí)現(xiàn)了整孔鋼主梁在總拼胎5施工工藝流程及操作要點(diǎn)施工工藝流程見表5.1。大大節(jié)段出胎質(zhì)量檢測(cè)預(yù)拼裝頂板埋弧自動(dòng)焊接腹板軌道式機(jī)器人焊接組焊k型撐及小縱梁組焊腹板及橫肋單元底板單元接長(zhǎng)焊接總拼胎架制作5.2操作要點(diǎn)針對(duì)該橋結(jié)構(gòu)特征設(shè)計(jì)2副鋼架式總拼胎架。胎架高度1.2m,總長(zhǎng)85m,可一次拼裝9～10個(gè)小節(jié)段，在總拼胎架上進(jìn)行制造分段組焊、預(yù)拼裝及85m鋼主梁大節(jié)段制作。圖5.2.2總拼胎架制作以中間測(cè)量塔以及中間梁段底板單元橫基線為基準(zhǔn)，定位節(jié)段底板單元。底板單元組裝檢測(cè)合格后，將底板單元進(jìn)行接長(zhǎng)(匹配梁段除外)。底板單元采用埋弧自動(dòng)焊接進(jìn)行焊接，完成后對(duì)所有焊縫全長(zhǎng)進(jìn)行超聲波探傷。修正接長(zhǎng)后的底板單元縱橫基線，控焊焊接橫肋與底板單元焊縫，為保證焊縫質(zhì)量得到有效控制，車間引進(jìn)焊機(jī)群控技術(shù)對(duì)以太網(wǎng)群控基站經(jīng)理室c焊機(jī)群控技術(shù)對(duì)焊接工藝參數(shù)進(jìn)行控制備道備道書年書年位位3d橫肋板與底板焊縫外觀質(zhì)量圖5.2.4焊接腹板、橫肋單元5.2.5焊接K形橫撐及小縱梁在腹板橫肋上焊接K形撐的節(jié)點(diǎn)板，將K形撐吊裝在安裝位置，進(jìn)行粗定位，然后組裝K形撐，組裝時(shí)K形撐用頂具頂起，在腹板上拉線，控制高度及橫坡，橫向位置可用中間測(cè)量塔配合定位樣板。采用CO2氣體保護(hù)焊焊接K形撐與節(jié)點(diǎn)板。圖5.2.5組焊K形橫撐及小縱梁5.2.6焊接分段間環(huán)焊縫采用軌道式焊接機(jī)器人對(duì)稱立位焊接腹板對(duì)接焊縫；采用埋弧自動(dòng)焊接焊接頂、底板對(duì)接焊縫。圖2.5.6環(huán)縫軌道式焊接機(jī)器人焊接N+1個(gè)大節(jié)段的首個(gè)設(shè)計(jì)梁段與第N個(gè)大節(jié)段進(jìn)行連續(xù)匹配。圖5.2.7預(yù)拼裝圖5.2.8質(zhì)量檢測(cè)圖5.2.8大節(jié)段出胎6材料、設(shè)備及工裝鋼主梁節(jié)段制造所需要的設(shè)備見表6.2。表6.2主要機(jī)械設(shè)備及工裝表序號(hào)一、焊接設(shè)備12384焊條烘箱25焊劑烘箱26保溫筒二、起重運(yùn)輸設(shè)備122232300t德國(guó)300tx2(10軸，3000×12000mm)1電子全站儀22水準(zhǔn)儀2序號(hào)3電腦超聲波探傷儀42四、工裝127.1.1鋼主梁節(jié)段質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)允許偏差(mm)示意圖12截面尺寸梁高H3梁寬84端口56旁彎7四角高低差A(yù)DBC表7.1.2鋼主梁大節(jié)段制造允許偏差項(xiàng)目允許偏差(mm)12高度3寬度4旁彎3+0.1L,且不大于12.0測(cè)橋面中心線處偏差。L為任意3個(gè)預(yù)拼裝梁段5四角高低差6(九洲航道橋)兩端錨箱7四角高低差89豎曲線或預(yù)拱度高程控制點(diǎn)7-2質(zhì)量控制措施7.2.1總拼胎架測(cè)量質(zhì)量控制定位地標(biāo)點(diǎn)采用全站儀進(jìn)行放樣和測(cè)量，經(jīng)驗(yàn)收合格后刻劃永久標(biāo)記作為鋼主梁底板縱向定位基準(zhǔn)，以縱向定位基準(zhǔn)為起始點(diǎn)進(jìn)行胎架結(jié)構(gòu)組焊，焊后測(cè)量高程、線形及橫肋及隔板單元檢測(cè)時(shí)重點(diǎn)控制隔板及橫肋間距、垂直度及組裝間隙；腹板單位檢預(yù)拼裝旨在驗(yàn)證梁段間端口的匹配性，主要檢測(cè)項(xiàng)點(diǎn)為預(yù)拼后端面錯(cuò)邊量、長(zhǎng)度及8.2遵守《安全操作規(guī)程》總則及相應(yīng)作業(yè)《安全操作規(guī)程》的規(guī)定，工作前按規(guī)8.4制作上胎架和頂板的專用梯子，踏板全部采用防滑板，欄桿、扶手高度滿足安10.1本工法采用的“大節(jié)段鋼主梁整體制作”方案屬世界首創(chuàng)。鋼主梁“無(wú)馬”裝本技術(shù)運(yùn)用后共節(jié)約成本4459.5萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益顯著,具體見表11.1。54570(萬(wàn)元)節(jié)支總額(萬(wàn)元)欄目經(jīng)濟(jì)效益(萬(wàn)元)新增稅收(萬(wàn)元)累計(jì)本工法環(huán)保主題突出，采用了先進(jìn)的施工技術(shù)，確保施工零排放、低污染。相對(duì)于大型組合梁鋼主梁整孔制作工法，突破了以往鋼橋梁先分段制造再組裝焊接為大節(jié)段的制造思路，形成了一套完整的大型組合梁鋼主梁整孔制作工法。完全實(shí)現(xiàn)了鋼主梁將鋼主梁制造精度和質(zhì)量提升到一個(gè)新高度，為港珠澳大橋項(xiàng)目建設(shè)做出了榜樣、樹立了典范!將有利于打