摘要：黃岡公鐵兩用長江大橋采用了平行四邊形整體節(jié)點形式，其結(jié)構(gòu)復雜，工藝要求高。本文介紹了平行四邊形整體節(jié)點工藝難點及措施，典型桿件的工藝技術方案，經(jīng)實踐證明本方案可靠實用，能夠滿足產(chǎn)品質(zhì)量高精度要求。

關鍵詞：平行四邊形整體節(jié)點 ?工藝設計 ?公鐵兩用橋

1 工程概況

黃岡公鐵兩用長江大橋是武漢至黃岡城際鐵路及黃岡至鄂州高速公路的關鍵控制性工程，也是大廣高速公路和漢鄂高速公路連接的重要紐帶。大橋全長4.01km，主橋為雙塔鋼桁梁斜拉橋，跨度1215m，主跨567m，設計為雙層橋面，下層橋面通行雙線高速鐵路，上層橋面通行四車道高速公路，是目前跨度最大公鐵兩用長江大橋。

2 主桁工藝技術難點及措施

主桁為“N”形桁架。兩片主桁傾斜使鋼梁成一上寬下窄倒梯形橫斷面形式，主桁傾斜角度為20.3532°。兩片主桁橫向間距，上弦為27.5m，下弦為16m;桁高15.5m，節(jié)間長度13.5m。主桁采用焊接整體節(jié)點結(jié)構(gòu)形式，為適應斜桁布置形式，主桁上弦及下弦桿均采用平行四邊形截面，整體節(jié)點水平內(nèi)寬1300mm，豎向內(nèi)高1800mm;主要技術難點及措施見表1所示。

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3 典型下弦桿件的工藝流程圖

根據(jù)制造方案，黃岡公鐵兩用長江大橋鋼桁梁平行四邊形整體節(jié)點典型下弦桿件制造工藝流程見圖1所示：

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圖1 ?典型下弦桿件的工藝流程圖

4 典型下弦桿件制造工藝方案

以下弦E22E23為例，該桿件為平行四邊形焊接整體節(jié)點，由節(jié)點板、頂板、底板、加勁肋、橫隔板、豎桿接頭板、斜桿接頭板、橫梁接頭板等部件焊接而成。

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圖2 ?典型下弦桿件

4.1 主要零部件下料及加工。①腹板單元的下料與加工。下弦桿腹板單元由不等厚的豎板與節(jié)點板對接組成，節(jié)點板采用數(shù)控切割機下料，豎板采用多頭切割機下料。節(jié)點板和豎板端部非焊接邊各預留30mm余量。下料后先采用銑邊機加工節(jié)點板焊接邊的1：8過渡坡口，再采用半自動切割機加工節(jié)點板、豎板焊接邊的焊接坡口。以寬度中心線為基準對位并焊接，使其形成腹板單元件。焊縫探傷檢查合格后，分別在內(nèi)、外腹板單元的內(nèi)表面上劃出各方向系統(tǒng)中心線，并將線延伸至外表面板邊緣做上標記。以系統(tǒng)中心線為基準劃出上下邊的加工線。先采用銑邊機加工出腹板單元與頂板、底板接觸邊的頂緊邊，再采用半自動切割機加工出其焊接坡口。②頂板的下料與加工。下弦頂板大多為整板，下料時，兩端各留30mm余量。在頂板內(nèi)表面劃出系統(tǒng)中心線和節(jié)點中心線，并將線延伸至外表面端部邊緣。以系統(tǒng)中心線為基準劃出與外腹板接觸邊的加工線。先采用銑邊機加工頂板過渡坡口和與外腹板接觸的頂緊邊，再采用半自動切割機切割出焊接坡口。以加工邊為基準，并考慮適當?shù)暮附邮湛s補償量后，劃出節(jié)點板斜向插入的槽口線。先采用半自動切割機切割出斜槽口，再在斜槽口的基礎上切割出焊接坡口并打磨切割面。焊接坡口均為單面坡口，坡口朝箱體外側(cè)。加工時注意坡口方向。③底板的下料與加工。下弦桿底板大多為整板，采用數(shù)控切割下料。底板兩端各留30mm余量，寬度可直接下料到圖紙尺寸。底板下料后分別劃出內(nèi)、外表面的系統(tǒng)中心線和節(jié)點中心線。④隔板的下料與加工。板厚小于16mm隔板建議采用激光切割下料，代替加工。板厚大于16mm對周邊進行機加工。⑤橫梁（肋）腹板的下料與加工。板厚小于16mm隔板建議采用激光切割下料，代替加工。板厚大于16mm對周邊進行機加工。⑥斜桿、豎桿腹板的下料與加工。采用數(shù)控切割下料并用數(shù)控鉆床鉆出孔群。以孔群為基準，機械加工出兩側(cè)焊接邊的頂緊坡口和焊接坡口。

4.2 下弦桿的組裝。下弦桿采用正裝法在專用組裝胎架上進行組裝。其組裝順序如下：

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圖3 ?下弦桿的組裝

4.3 下弦桿件的焊接。①焊接應在胎架上進行，工件應放平，防止因焊接內(nèi)應力產(chǎn)生扭曲變形。②先焊接隔板與腹板的立焊縫（隔板與內(nèi)側(cè)腹板之間的熔透焊縫先少量焊接，待頂板安裝焊接及橫梁接頭安裝焊接完成后再全部焊完），再焊接隔板與底板的平焊縫，最后焊接箱內(nèi)腹板與底板之間的角焊縫。焊接順序應從中間往兩邊，由下往上依次對稱焊接。③頂板安裝完成后，采用富氬氣體保護焊對插入部位坡口焊縫進行焊接。焊接時，兩側(cè)應對稱同時焊接。④焊接桿件棱角焊縫和T形坡口角焊縫時，采用富氬混合氣體保護焊打底，埋弧自動焊填充蓋面。⑤24小時后對插入部位的焊縫全長范圍進行超聲波探傷檢查。

4.4 桿件的劃線。①工件找正：將工件平臥放置在支撐平臺上，插入頂板的腹板面朝下，另側(cè)腹板面朝上。腹板面應平行于劃線平臺。以劃線平臺為基準，用水準儀對工件進行抄平，誤差應小于1mm。②劃出桿件兩端系統(tǒng)中心線。③劃出腹板上各向系統(tǒng)中心線。④對照施工圖及劃線圖，劃出鉆孔胎模十字對位線，并檢查。⑤劃出另一側(cè)腹板各向系統(tǒng)中心線。

4.5 桿件的鉆孔。①采用覆蓋式鉆孔胎模鉆出節(jié)點板上及腹板一端的部分孔群。剩余孔群可采用補孔樣板鉆出。②采用覆蓋式鉆孔胎模，通過腹板上一端已鉆孔群定位，鉆出另一端部分孔群。其余孔群采用補孔樣板鉆出。③對無法在桿件外面用臺式鉆床鉆制的腹板孔群，可采用磁力鉆在桿件箱內(nèi)通過補孔樣板補鉆出剩余孔群。④采用覆蓋式鉆孔胎模鉆出桿件頂板箱體部位兩端孔群。伸出橋面板部位兩端孔群，待橫梁接頭、橋面板縱肋等附連件安裝焊接完成后，再鉆出。⑤采用局部鉆孔胎模鉆出底板兩端孔群及一處橫梁底板連接孔群。⑥采用小覆蓋胎模，通過已鉆的一處橫梁底板連接孔群定位，依次鉆出其余底板連接孔群。

4.6 附屬件的組焊。①采用組裝胎膜，通過底板已鉆孔群定位出腹板位置并焊接;②安裝橋面板縱肋，并從中間往兩邊焊接。如焊接后對極邊孔距不能保證，可將縱肋兩端1000mm處斷開，先安裝和焊接中間部位，焊后安裝和焊接縱梁兩端1000mm段。③采用組裝胎膜，通過節(jié)點板上已鉆孔群，定位腹板接頭板，并進行焊接。

5 結(jié)論

黃岡公鐵兩用長江大橋下弦整體節(jié)點的成品檢查結(jié)果符合設計圖紙、國家及行業(yè)標準、制造規(guī)則的要求，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，工程安裝架設順利，實踐證明本工藝方案切實可行，科學合理，對同類鋼結(jié)構(gòu)的制造具有指導意義。

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作者簡介：黃峰，西南交通大學機械工程專業(yè)，工程碩士學位， 武橋重工集團股份有限公司副總經(jīng)理，主要技術工作：大型橋梁鋼結(jié)構(gòu)、超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)管理與過程質(zhì)量控制，研究方向：鋼構(gòu)件組拼工藝、鋼構(gòu)件焊接工藝。