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摘要：钢箱梁制作、钢箱梁拼装工艺在高速公路工程中被大面积应用，对于优化高速公路工程实施质量，强化高速公路安全性具有至关重要的意义。基于此，文章以C高速公路钢箱梁制作与拼装项目为例，简要阐述了高速公路钢箱梁制作与拼装施工过程，并对高速公路钢箱梁制作与拼装施工质量检查与控制方法进行了进一步探究，以期为高速公路钢箱梁施工效益提升提供一定借鉴。
关键词：高速公路；钢箱梁；拼装施工
前言
高速公路钢箱梁制作与拼装施工具有工期紧、重量大、工程量大、现场施工工序安排要求高、拼装焊接要求质量高、吊装难度大等特征，钢箱梁制作与拼装工艺负责人不仅需要保证钢箱梁纵坡、横坡、预拱度等关键参数与前期设计要求相符，而且需要通过现场施工管理，在规定时间内完成高速公路钢箱梁制作与拼装施工。基于此，对高速公路钢箱梁制作与拼装施工工艺实施过程进行适当分析具有非常重要的意义。
一、高速公路钢箱梁制作与拼装施工项目概述
C高速公路枢纽1#匝道桥钢箱梁为钢-混结合简支梁，跨径为32.50m+35.20m+35.10m，左幅桥面由四片单箱单室钢箱梁构成，右幅桥面由三片单箱单室钢箱梁组成，箱间主要通过预制闭口钢横梁连接，梁高为170.0cm，悬臂长为250.0cm，悬臂端部高为22cm。断面连接形式为腹板与底板栓接、顶板焊接，横隔板间距为200.0cm，纵坡、横坡均通过箱梁底部楔形块调整，支座始终处于水平状态。由于钢箱梁安装现场地形较为复杂，运输难度较大，钢箱梁制作主要是将每一个段加工为850cm小段后，通过6.0*104cm整体预拼装后，运输至施工现场组对拼装架设。
二、高速公路钢箱梁制作与拼装施工过程
1、资源配置
由于C高速公路钢箱梁制作与拼装施工量较大，且工期要求较紧张，高速公路钢箱梁制作与拼装施工负责人应综合考虑技术规范、工程量、施工周期、设计图等因素，合理配置装吊工、装配工、放线工、开坡口工、切割工、电工、焊接工等一线施工人员，并预留一定储备人员，保证钢箱梁制作与拼装生产任务按时、按期完成[1]。
在人员配置的基础上，C高速公路钢箱梁制作与拼装施工负责人应根据前期设计方案，预先准备充足的手把焊机、起重设备、氧气割炬、螺旋千斤顶、半自动切割机、埋弧焊机、液压千斤顶等设备。同时根据施工图，对各钢材及焊剂、焊条、焊丝等主要损耗材料数量进行精密计算，如 Q345qD2.2m宽钢板（
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=4.0mm）、Q345qD1.8m宽钢板（
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=10.0mm）、Q345qD2.5m宽钢板（
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=20.0mm）等。并以采购计划的形式递交给采购部门，由采购部门安排订货、确定材料进场时间。
此外，为保证C高速公路钢箱梁制作与拼装阶段实验数据可靠性，C高速公路钢箱梁制作与拼装施工负责人应事先与具有一定资质的第三方监测单位进行委托检测合同签订，将其作为施工资料重要部分提交给甲方[2]。
2、施工工序
C高速公路钢箱梁制作与拼装施工主要选择在立交钢箱梁施工场地内加工制作、现场支架法拼装的方式，钢箱梁制作加工主要施工流程为：加工图纸细化、钢板购置及分批运输检验、检验合格后下料、组对拼装、焊接成型后喷砂除锈、防腐处理。其中加工图纸细化主要由专门的技术人员在计算机办公软件中对设计方提供的设计图纸进行细化加工，促使其成为具有一定效率的制作图纸。具体制作工序如下：
表1 C高速公路钢箱梁制作工序
下料 零部件 纵肋→组装→喷砂→油漆→底漆
底板 喷砂除锈→底漆→拼装焊接→探伤
腹板 T型构件组装→腹板竖肋→焊接→探伤→喷砂底漆
顶板
连接板 钻孔→喷砂
钢箱梁组装焊接 钢梁组装 隔板与底板→底板纵肋→腹板/T型梁与底板→顶板纵肋→顶板
钢梁焊接 隔板与腹板底板焊接→底板与腹板焊接→其它焊缝焊接
钢梁表面处理 焊缝检测→喷砂→喷铝→外表面油漆
3、加工与制作要点
以 C高速公路枢纽1#匝道桥钢箱梁制作为例，如表1所示，在下料前，应综合考虑设计图纸中提供的圆形竖曲线与相应位置预拱度叠加所得理论尺寸、竖曲线及纵横坡度，通过理论尺寸+加工余量+焊接收缩量的方式，确定下料尺寸[3]。其中焊接收缩量主要是考虑 C高速公路枢纽1#匝道桥钢箱梁加工时间段内温度对焊接收缩量影响，依据当前分段方案，设定收缩量范围在5.0mm~15.0mm；而加工余量则是依据原梁长度上增加5.0mm（除合拢段外）计算。在下料尺寸确定后，考虑到 C高速公路枢纽1#匝道桥钢箱梁整体呈现竖向曲线，而平面为圆曲线，底部面板空间曲面，因此，在面板加工制作过程中，C高速公路枢纽1#匝道桥钢箱梁负责人可以顺桥长方向将整个曲面板，划分为100cm、或者200cm分段，每一曲面板均依据深化后设计展开尺寸下料后冷弯加工一曲面，在曲面成型后，利用以折代曲的方式，进行各等份布置促使其拼接为另外一个曲面。两曲面主要通过热加工的方式实现平滑过渡。
在坡口加工时，高速公路钢箱梁制作与拼装施工负责人应在焊接前进行坡口表面的打磨处理，并预先留设钝边。一般在横隔板、顶板、底板及腹板坡口加工时，均可以采用半自动火焰切割机下料，而一字肋坡口加工，则需要采用多头火焰切割机下料。
在坡口加工完毕后，高速公路钢箱梁制作与拼装施工负责人可以保证钢箱梁表面平整度为目标，根据钢箱梁截面、结构特征，选择倒装法，进行拼装施工。即依据设计预拱度与施工预拱度和计算拼装预拱度，在获得拼装预拱度数值后将顶板吊上胎架定位。并依据先正面后反面的顺序，进行顶板拼板对接缝焊接（焊接缝可以在组装成箱体翻身后进行再次清根、焊接及探伤）。同时预先进行横隔板加强圈的校正、装焊及校验，于顶板上方、腹板适当位置进行横隔板放样划线，在确定横隔板位置一定后可以进行腹板安装。随着腹板安装进程，依据前期放样完毕的定位线，进行顶板上横隔板的安装定位（横隔板腹板板厚中心线与顶板上安装位置线对齐）[4]。在定位正确后，进行点焊施工。需要注意的是，在点焊施工时，应尽量对横隔板、顶板、底板接触且无焊接面进行机械加工。并在焊接完毕后，将箱体内全部污渍清除。随后进行一字肋、底板加强筋的安装。两者安装方法均与腹板安装方法一定，需要保证直线度。
在一字肋、底板加强筋安装固定后，高速公路钢箱梁施工与拼装人员应将圆弧底板吊上胎架，并进行盖板操作，一般圆弧底板拼装不需预先焊接，可以分块盖板。并利用陶质拼装焊缝衬垫，保证焊接质量。在圆弧底板位置确定后，可以将中间平底板吊上胎架，并将圆弧底板上余量割除后进行盖板操作。在圆弧底板中间位置安装完毕后，分段拆除翻身，进行横隔板、加强肋、底板间角接焊缝的焊接施工作业。
三、高速公路钢箱梁制作与拼装施工质量检查及控制
由于C高速公路梁段制作、预拼装主要采用全联匹配制作一次性完成方式，在每一梁段整体组装焊接完成后，钢箱梁制作与拼装负责人应综合考虑梁段结构形式、梁段重量、梁段制作预变形、成桥预拱值、设计线型等因素，对胎架结构刚度进行检查。在确定胎架结构钢昂度可满足承载钢箱梁及施工荷载要求后，解除胎架对梁体束缚，对桥梁纵向变形、扭曲、节段间端口匹配情况等进行逐一检查。具体检查标准如下：
表2 C高速公路钢箱梁制作基本尺寸允许偏差（局部）
项目 允许偏差 注释
拱度 -5~-10° --
全长 ±15mm --
支点处高低差 4.0mm 三支座处水平时另一支座处翘起高度
扭曲 每100cm少于一个，且每段少于10个 每段以两端隔板位置为基准
横断面对角线差 4.0mm 两端对面对角线差
腹板平面度 H/250且小于8.0° H为盖板、加劲肋间距离
旁弯 3+0.11 1以m计算
盖板宽度 ±4.00 --
在对高速公路钢箱梁总体线性尺寸进行检查的基础上，高速公路钢箱梁制作与拼装负责人应对梁段间连接构建匹配情况进行检查，即以中心线、横隔板位置梁高、圆弧腹板位置梁高、相邻圆弧封板对位偏差为对象，进行逐一检查。需要注意的是，在预拼装检查时，应在测量各梁段标高、长度时对环境温度进行记录，避免日照影响。同时利用经二级计量机构检定后的全站仪、水准仪、仪表，并将其与被检测梁段工件放置在同样环境中，保证两者温度一致。
在上述检查措施实施的基础上，高速公路钢箱梁制作与拼装施工负责人应与监理方配合进行各梁端施工方案优化，并根据预拼装后累计总长和误差，进行拼装梁端长度修正，避免误差积累。如在多梁段匹配组焊结束后，施工负责人可以依据制造长度配切梁段一分端，在消除日光温度影响的前提下进行线性、端口尺寸、直线度及长度的调整、测量，检验合格后，进行临时匹配件组焊。
四、总结
综上所述，高速公路钢箱梁制作与拼装具有厂内焊接量大、安装地点交通复杂等特点，钢箱梁制作与拼装施工人员不仅需要采取有效的焊接变形防控措施，而且需要控制钢梁分段长度一定。基于此，在实际施工工艺运行过程中，钢箱梁制作与拼装施工负责人应严格依据前期设计方案，预先准备材料、设备及人员等资源，按标准程序有序施工。同时定期对钢箱梁制作与拼装质量进行检查，采取恰当的质量控制措施，保证高速公路钢箱梁制作与拼装施工效益。
参考文献：
[1]李友林.钢箱梁拼装过程中构件变形控制思路及措施[J].河北交通教育，2018（4）：39-41.
[2]王金祥.钢箱梁拼装、顶推专项施工方案探讨[J].建材发展导向，2018（21）：225-225.
[3]文强，陈应陶.重庆油溪长江大桥760m钢箱梁悬索桥设计[J].桥梁建设，2019（4）：86-90.
[4]夏学军.宽幅钢箱梁大跨高位顶推施工关键技术[J].世界桥梁，2019（3）：15-19.