董會(huì)曉

（中鐵十六局集團(tuán)第二工程有限公司，天津市300162）

1 工程概況

上杭新建南門大橋在南門大橋的舊址上重建，大橋橋跨結(jié)構(gòu)采用（68.5+138+68.5）m三跨連續(xù)大跨度、變截面鋼箱梁，下部構(gòu)造采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，為上杭縣重點(diǎn)工程。新建南門大橋橋跨結(jié)構(gòu)-鋼箱梁，分為44個(gè)梁段，采用工廠化制作，以及梁式架橋機(jī)現(xiàn)場安裝的施工方法。由于鋼箱梁工廠化制作質(zhì)量控制涉及到制作過程中的諸多方面，因此要對大跨度、變截面鋼箱梁工廠化制作質(zhì)量控制進(jìn)行詳細(xì)分析。

2 鋼箱梁工廠化制作質(zhì)量影響因素及措施

鋼箱梁工廠化制作質(zhì)量控制的因素主要?dú)w結(jié)為為“人、機(jī)、料、法、環(huán)”五方面，其制作質(zhì)量控制措施根據(jù)質(zhì)量影響因素而定。

（1）“人”的因素的質(zhì)量控制措施：鋼箱梁工廠化制作過程中包括工廠管理人員、技術(shù)人員、材料員、切割工、焊工、拼裝工等，按其分工的不同主要可分為管理人員、技術(shù)人員、操作人員三大類。

管理人員屬于工廠施工組織人員，要讓其明白總體施工安排，從而進(jìn)行施工人員、機(jī)械的組織，保證鋼箱梁制作順利進(jìn)行。

技術(shù)人員要在鋼箱梁制作前進(jìn)行重點(diǎn)技術(shù)交底，使其充分理解設(shè)計(jì)及施工意圖和相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，讓技術(shù)人員去控制工廠制作的質(zhì)量，自檢合格后要上報(bào)檢查驗(yàn)收，形成自檢、檢查、監(jiān)理驗(yàn)收的三檢制度，保證施工質(zhì)量。

操作人員的操作水平直接影響鋼箱梁的制作質(zhì)量，因此，此類人員中的特殊工種，如切割工、焊工、拼裝工等，必須按照“培訓(xùn)合格、持證上崗”的制度進(jìn)行管理，從源頭上消滅影響鋼箱梁制作質(zhì)量的隱患。在鋼箱梁制作過程中，要對此類人員進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，定期對特種人員進(jìn)行再教育培訓(xùn)，對于不合格者，調(diào)換崗位或不再使用[1]。

（2）“機(jī)”的因素的質(zhì)量控制措施：鋼箱梁工廠化制作過程中使用的制作機(jī)械及檢測儀等儀器在使用前要經(jīng)過國家法定機(jī)構(gòu)檢測，檢測合格后方可使用。在施工過程中，要嚴(yán)格按照機(jī)械的操作規(guī)章制度進(jìn)行使用，如發(fā)現(xiàn)異常情況，立即停止使用，查明原因，解除故障后方可繼續(xù)使用。在鋼箱梁制作過程中，對機(jī)械要進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，按照國家法定的期限進(jìn)行復(fù)檢，合格后方可繼續(xù)使用。

（3）“料”的因素的質(zhì)量控制措施：鋼箱梁工廠化制作過程中使用的鋼材原材料及焊材（焊絲、焊劑）、防銹、防腐漆等材料在進(jìn)廠后，按照相關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行取樣復(fù)驗(yàn)，復(fù)檢合格后，方可用于鋼箱梁的制作。

（4）“法”的因素的質(zhì)量控制措施：鋼箱梁工廠化制作前及過程中必須遵守施工程序。鋼箱梁梁段之間的連接采用焊縫焊接，焊縫的焊接質(zhì)量直接影響鋼箱梁的制作質(zhì)量，在鋼箱梁制作前，根據(jù)施工圖紙及規(guī)范對鋼箱梁不同等級(jí)焊縫的要求，進(jìn)行鋼箱梁焊接工藝評定，用以指導(dǎo)鋼箱梁制作焊接施工作業(yè)。

（5）“環(huán)”的因素的質(zhì)量控制措施：鋼箱梁工廠化制作環(huán)境要良好，焊縫焊接時(shí)，環(huán)境濕度為42%，焊接溫度為20℃。

3 鋼箱梁工廠化制作質(zhì)量控制過程

3.1 鋼箱梁胎架施工

在上杭新建南門大橋施工過程中，為保證鋼箱梁底線性，按設(shè)計(jì)圖1：1在制作廠設(shè)計(jì)鋼箱梁制作胎架，鋼箱梁底板、橫隔板、口子肋等零件的拼裝在胎架上進(jìn)行。鋼箱梁胎架采用16號(hào)槽鋼進(jìn)行制作焊接，胎架上設(shè)有底板定位的縱橫基準(zhǔn)線、基準(zhǔn)點(diǎn)和橋梁中心線，胎架外獨(dú)立設(shè)置基準(zhǔn)線、基準(zhǔn)點(diǎn)，供隨時(shí)對胎架進(jìn)行檢測。胎架頂高程根據(jù)施工圖紙?zhí)峁┑牧旱赘叱?預(yù)拱度數(shù)值，測量人員進(jìn)行胎架頂標(biāo)高復(fù)核測量，設(shè)計(jì)高程與實(shí)測高程偏差要≤±5 mm。

3.2 鋼箱梁零件制作及矯正

鋼箱梁原材料進(jìn)場后，要對其進(jìn)行拋丸除銹處理，然后轉(zhuǎn)運(yùn)到制作車間進(jìn)行鋼箱梁零件（底板、橫隔板、口子肋、腹板、頂板、懸臂板）制作。為控制鋼箱梁零件制作尺寸精度，異形零件采用數(shù)控火焰切割，較薄異形零件采用數(shù)控等離子切割，頂（底）板等較大矩形規(guī)則零件可采用半自動(dòng)切割下料。零件下料后，對下料質(zhì)量進(jìn)行檢查，下料質(zhì)量要符合要求。

鋼箱梁零件在制作焊接的過程中，會(huì)產(chǎn)生變形，對此產(chǎn)生的變形采用熱矯正的方法進(jìn)行矯正，熱矯溫度控制在600～800℃。矯正后，鋼材溫度緩慢冷卻，在降至室溫前，不得錘擊或用水急冷鋼材；矯正后，鋼材表面不得有明顯的凹跡或損傷，且允許偏差要在范圍之內(nèi)。

3.3 鋼箱梁板單元組裝

將制作完成的零件在制作車間進(jìn)行鋼箱梁板單元（底板、頂板、橫隔板、口子肋、腹板、頂板）焊接、制作。

鋼箱梁板單元在制作過程中，嚴(yán)格控制板單元組裝精度，組裝允許偏差要符合相關(guān)規(guī)定，比如齒形板組裝對線（主梁面板單元）的允許偏差要小于等于0.5%；縱肋(板肋、U肋)組裝對線橫隔板處及端口處的允許偏差要小于等于0.5%；結(jié)構(gòu)組裝線劃線偏差要小于等于1%；等等。

鋼箱梁板單元制作過程中產(chǎn)生的變形采用熱矯正的方法進(jìn)行，熱矯溫度控制在600～800℃，矯正后，鋼材溫度緩慢冷卻，降至室溫前，不得錘擊或用水急冷鋼材；矯正后，鋼材表面不得有明顯的凹跡或損傷，板單元矯正后的允許偏差要符合相關(guān)規(guī)定。

3.4 胎架上鋼箱梁板單元拼裝、焊接施工

鋼箱梁板單元制作完畢，采用桁吊將板單元吊運(yùn)到鋼箱梁胎架上進(jìn)行定位拼裝、焊接工作。下面介紹胎架上鋼箱梁單元定位拼裝、焊接施工具體流程。

3.4.1 胎架上底板的定位和焊接

鋼箱梁底板在制作車間拼裝完成后，采用桁吊將底板吊到鋼箱梁制作胎架上，根據(jù)胎架地面下的定位基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行底板位置的定位，然后進(jìn)行底板加勁肋的焊接。為防止底板加勁肋子在焊接過程中產(chǎn)生彎曲變形，先進(jìn)行底板加勁肋的點(diǎn)焊，將底板加勁肋位置固定后，采用中間向兩邊的方式進(jìn)行焊接[2]。

3.4.2 胎架上橫隔板、口子肋、腹板、頂板的定位和焊接

將制作好的橫隔板、口子肋采用桁吊吊至胎架上，定位，采用吊墜檢測橫隔板、口子肋、腹板的垂直度（橫隔板、口子肋、腹板為鉛垂），垂直度≤0.1%H（H為橫隔板、口子肋、腹板的高度）。

3.4.3 鋼箱梁三方成型、下胎架

鋼箱梁頂板焊接完成，進(jìn)行鋼箱梁下胎架前驗(yàn)收。驗(yàn)收合格，鋼箱梁下胎架。

3.5 鋼箱梁焊縫質(zhì)量控制

3.5.1 鋼箱梁焊接工藝評定

鋼箱梁零件間、梁段間采用焊縫焊接連接，在鋼箱梁焊縫焊接前，先進(jìn)行鋼箱梁焊接工藝評定，主要包括工程簡介、焊接工藝方案、試驗(yàn)結(jié)果分析與評定和工藝評定結(jié)論四大部分。鋼箱梁的焊接嚴(yán)格按照焊接工藝評定報(bào)告進(jìn)行施工。

3.5.2 鋼箱梁焊材質(zhì)量控制

鋼箱梁焊接所用的焊絲、焊劑進(jìn)場后，在監(jiān)理工程師的見證下取樣復(fù)驗(yàn)，復(fù)驗(yàn)合格，方可使用。焊絲、焊劑存放于庫房保溫箱中，施工時(shí)，施工人員到庫管領(lǐng)取，當(dāng)天使用剩余的焊絲、焊劑要回交庫管。

3.5.3 焊縫焊接施工

鋼箱梁焊縫焊接前，要檢查鋼板組裝質(zhì)量及表面清理質(zhì)量。若不合格，應(yīng)返修至合格后方可進(jìn)行施焊。要求如下：多層多道焊時(shí)，各層各道間的熔渣必須徹底清除干凈；對接焊縫焊接時(shí)，兩側(cè)設(shè)置引弧板，引弧板的長度不小于100 mm；埋弧自動(dòng)焊焊劑覆蓋厚度不小于20 mm，且不大于60 mm；焊接后應(yīng)等焊縫稍冷卻再敲去熔渣；如在焊接過程中出現(xiàn)斷弧現(xiàn)象，必須將斷弧處刨成1：5的坡度，搭接50 mm施焊[3]。

3.5.4 焊縫內(nèi)部質(zhì)量無損檢驗(yàn)

焊縫施焊完畢24 h后，若沒有裂紋、未熔合、焊瘤、夾渣、未填滿弧坑及漏焊等外觀質(zhì)量問題，就可以進(jìn)行無損檢驗(yàn)。對于厚度＞30 mm的高強(qiáng)鋼焊接接頭應(yīng)在施焊48 h后進(jìn)行無損檢驗(yàn)。梁段頂、底板縱橫向?qū)雍缚p、必須進(jìn)行100%超聲波探傷。對于大于等于20%的對接焊縫，至少在兩端部位各按一張片位進(jìn)行X射線探傷檢查。焊縫內(nèi)部質(zhì)量檢驗(yàn)采用無損探傷，常用的無損探傷方法有：超聲波、X射線、磁粉等。焊縫無損探傷不合格，應(yīng)進(jìn)行刨除重焊，然后再一次進(jìn)行無損檢測（焊縫返修不宜超過兩次，超過時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)措施并經(jīng)監(jiān)理批準(zhǔn)）。

3.6 鋼箱梁拼裝

鋼箱梁梁段制作完成后，必須對鋼箱梁的基本尺寸進(jìn)行檢查驗(yàn)收。驗(yàn)收合格，方可進(jìn)行鋼箱梁的涂裝工序。鋼箱梁基本尺寸允許偏差見表1所列。

表1 鋼箱梁基本尺寸允許偏差一覽表

3.7 鋼箱梁防腐、涂裝

鋼箱梁防腐、涂裝漆的施工采用噴涂的方式進(jìn)行。鋼箱梁的防腐、涂裝體系根據(jù)施工圖紙對鋼箱梁防腐、涂裝年限（25 a）相關(guān)規(guī)定確定，具體如下：

（1）鋼橋梁外表面（不含橋面）：第一道涂刷環(huán)氧富鋅底漆，漆膜厚度20 μm（預(yù)處理）；第二道涂刷環(huán)氧富鋅底漆，漆膜厚度60 μm；第三道涂刷環(huán)氧云鐵防銹漆，漆膜厚度125 μm；第四道涂刷可復(fù)涂聚氨酯面漆，漆膜厚度40 μm；第五道涂刷可復(fù)涂聚氨酯面漆，漆膜厚度40 μm；確保油漆總膜厚度達(dá) 265 μm。

（2）鋼箱梁內(nèi)壁：第一道涂刷環(huán)氧富鋅底漆，漆膜厚度20 μm（預(yù)處理）；第二道涂刷環(huán)氧富鋅底漆，漆膜厚度60 μm；第三道涂刷環(huán)氧云鐵防銹漆，漆膜厚度125 μm；確保油漆總膜厚度達(dá)185 μm。

（3）鋼箱梁橋面：第一道涂刷環(huán)氧富鋅底漆，涂抹厚度20 μm（預(yù)處理）；第二道環(huán)氧富鋅底漆，漆膜厚度80 μm；確保油漆總膜厚度達(dá)80 μm。

3.8 鋼箱梁運(yùn)輸

鋼箱梁在工廠制作完成后，采用運(yùn)輸車運(yùn)到現(xiàn)場。在鋼箱梁運(yùn)輸前，要制定完善的運(yùn)輸方案，對運(yùn)輸區(qū)間的涵洞、隧道要做實(shí)地考察、測量，保證鋼箱梁在運(yùn)輸過程中順利[4]。在鋼箱梁運(yùn)輸過程中，對于中箱室由于只有隔板結(jié)構(gòu)，無縱向結(jié)構(gòu)，為避免在吊裝及運(yùn)輸過程中產(chǎn)生變形，在隔板間采用16號(hào)槽鋼進(jìn)行交叉加強(qiáng)，如圖1所示。

圖1 中箱室角鋼加強(qiáng)之實(shí)景

4 結(jié)語

綜上所述，在鋼箱梁工廠化制作，涉及到鋼箱梁制作過程中的諸多方面，從鋼板原材加工前處理入手，在鋼箱梁零件制作、鋼箱梁胎架上組裝、焊接施工、鋼箱梁防腐、涂裝、鋼箱梁出廠驗(yàn)收、運(yùn)輸?shù)确矫鎳?yán)格按照施工圖紙及規(guī)范的要求控制，從而保證鋼箱梁的施工質(zhì)量。

[1]陳紹游.大跨度鋼箱梁的制作與分段吊裝技術(shù)研究與應(yīng)用[D].重慶：重慶大學(xué)，2005.

[2]伍尚干，姚志安，張?zhí)?，?大跨徑懸索橋鋼箱梁橋位焊接工藝與質(zhì)量控制[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，31（24）：70-73.

[3]管玉興.工程項(xiàng)目質(zhì)量控制研究[J].工程管理學(xué)報(bào)，2010，24（05）：555-558.

[4]萬智勇.鋼箱梁施工中質(zhì)量控制方法研究[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2011，28（07）：77-79.