朝陽鋼塔制作技術(shù)
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齊 浩 楊永強 陳 正
（中鐵山橋集團有限公司，河北秦皇島 066205）
摘 要：隨著大型鋼結(jié)構(gòu)制作技術(shù)的成熟和發(fā)展，橋梁中也越來越多的采用鋼塔。以朝陽鋼塔為例，著重闡述錨箱、壁板、橫隔板等各單元件制作的工藝要點及質(zhì)量要求。另外，對鋼塔的分段方案以及塔段的整體組焊控制技術(shù)進行介紹。
關(guān)鍵詞：鋼塔；分段；單元件制作；組焊 DOI:10. 13206/j.gjg201604020
1 工程概況
本工程位于遼寧省朝陽市燕都新城，對朝陽市燕都新城的發(fā)展至關(guān)重要。鋼拱塔在橫橋向為兩個橢圓形拱，在縱橋向兩個橢圓形拱分別向兩側(cè)傾斜200角，呈“V”形。鋼拱塔從承臺頂起算，塔高為51. 747 m，橋面以上高為41. 747 m，橋面以下高為10 m。塔身截面為鋼箱截面。塔身截面在橫橋向和縱橋向均為變截面，塔頂截面尺寸為2.5 m×2.6 m，塔底截面尺寸為4.5 mx4.6 m。鋼拱塔主體結(jié)構(gòu)材質(zhì)為Q345qE，其立面和斷面示意分別見圖1和圖2。
2分段方案
綜合考慮吊機起吊能力、梁段運輸最大外形尺寸、車間制作、工地架設(shè)方案等，來確定分段長度。兩個塔各分為19段，其中1 8段左右對稱制作，為T02Y-T82Y段，塔頂設(shè)中間合龍段，為TH段。質(zhì)量區(qū)間為1.3～5 t，其中T2段質(zhì)量最大為50. 068 t。
3 單元件制作的工藝要點
3.1錨箱單元工藝要點及質(zhì)量要求
錨箱單元示意見圖3，其制作工藝復雜，需要注意的要點如下：
1)腹板采用數(shù)控火焰精密切割，并用趕板機矯平，端部預留機加工量，下料后要在明顯位置標注零件號。
2)承壓板及錨墊板孔采用數(shù)控切割，孔壁留機加工量，錨墊板、承壓板厚度留加工量。
3)錨管采用數(shù)控帶鋸機切割。
4)質(zhì)量要求：錨管端面垂直度、錨管支撐肋板加工邊緣垂直度均不大于0.5 mm。
5)采用分步組裝、焊接、檢驗的工藝方法，施工中要嚴格按組焊順序操作，并注意板件坡口的組裝方向。
6)采用CO2氣體保護焊，盡可能地減少焊接變形。
7)錨頭單元整體焊接修整合格后，進行錨孔、承壓板平面、錨頭腹板邊緣機加工。
3.2 內(nèi)、外壁板單元工藝要點及質(zhì)量要求
1)在精確劃線后火焰精密切割，并用趕板機矯平。劃線時按工藝要求預留焊接收縮量及二次切頭量，下料后要在明顯位置標注零件號。
2)劃線時將折彎線、鋼錨箱隔板線，橋塔中心線、橫隔板定位線、壁板橫、縱基線一并劃出。并將橫、縱基線及理論切頭線準確地返至鋼板另一表面上，用樣沖做好標記，標記點用記號筆圈出。
3)質(zhì)量要求：劃線誤差限值0.5 mm，長度公差限值±3 mm，寬度公差限值±2 mm，對角線公差限值±2 mm。
4)組裝豎肋時以中軸線為基準，分別向兩側(cè)劃線，組裝時注意方向，豎肋在鋼錨箱處斷開。
5)采用CO2氣體保護焊，盡可能地減少焊接變形。
6)組裝、焊接、修整時不要破壞定位尺寸線標記。
3.3拉索側(cè)壁板單元工藝要點及質(zhì)量要求
拉索側(cè)壁板見圖4，其制作工藝要點為：
1)在精確劃線后火焰精密切割，用趕板機矯平后進行邊緣及坡口加工。劃線時按工藝圖預留焊接收縮量．下料后要在明顯位置標注零件號。
2)劃線時塔柱外側(cè)橢圓孔長短軸線、塔柱外側(cè)橢圓孔輪廓線、橫基線、隔板定位線、理論切頭線一并劃出，并將橫基線及理論切頭線準確地返至鋼板另一表面上，用樣沖做好標記，標記點用記號筆圈出。
3)切割橢圓孔時，對于邊塔柱前壁板將割具傾斜兩個角度a和β（圖4），對于中塔柱后壁板將割具傾斜一個角度β。
4)質(zhì)量要求：劃線誤差0.5 mm，長度公差限值±3 mm，寬度公差限值±0.5 mm，對角線公差限值±2 mm。
5)組裝豎肋時嚴格控制橫隔板處板肋間距，板肋在鋼錨箱處斷開。
6)采用CO2氣體保護焊，盡可能地減少焊接變形。
7)組裝、焊接、修整時不要破壞橢圓孔定位尺寸線標記。
3.4 橫隔板單元工藝要點及質(zhì)量要求
橫隔板單元見圖5，其制作工藝要點如下：
1)采用數(shù)控等離子精密切割，并用趕板機矯平，編程時預留焊接收縮量，下料后要在明顯位置打?qū)懥慵枴?
2)對于錨箱處隔板，由于橫隔板垂直于錨箱腹板，其與鋼塔內(nèi)、外壁板外邊緣在板厚方向上有一夾角（即坡口），需要將割具傾斜一個角度，以保證橫隔板與塔柱壁板密貼，以及縱肋順利穿越。
3)質(zhì)量要求：長度及寬度均為正公差，且小于1mm;對角線公差限值±2 mm。
4)組裝肋板時要注意隔板的坡口方向。
5)采用CO2氣體保護焊，盡可能地減少焊接變形。
4 塔段整體組焊
塔段為左右對稱件，組裝時要注意成對關(guān)系，最好一對左右件同時組裝。
1)將外側(cè)壁板置于有鋼塔線型的組焊胎上，根據(jù)外側(cè)壁板上的錨箱隔板中心線及角度樣板，組裝鋼錨箱單元，見圖6。組裝時，采用平尺檢測并調(diào)整使錨箱隔板與塔段腹板上的承壓板及錨腹板定位線重合，其誤差控制在±0.5 mm。
2)根據(jù)外側(cè)壁板上的隔板定位線組裝橫隔板單元，見圖7。
3)組裝塔段腹板單元。組裝時，以塔段橫基線為基準端，使外壁板單元及腹板單元的橫基線對齊，如圖8所示。同樣使用平尺檢測并調(diào)整錨腹板、錨箱隔板與鋼塔腹板的承壓板及錨箱腹板定位線重合，錨孔中心線與拉索中心線重合，其誤差控制在±0.5 mm。檢查箱口對角線尺寸，合格后定位焊接。
4)組裝內(nèi)側(cè)壁板單元，為保證鋼塔節(jié)段整體幾何尺寸，在鋼塔節(jié)段組焊、修整、焊縫檢側(cè)合格后，對鋼塔節(jié)段端部進行劃線切割。組裝時，以壁板橫基線為基準組內(nèi)壁板單元，檢查箱口對角線尺寸，合格后定位焊。對于柱端口沒有橫隔板的要加裝工藝隔板保證箱口截面尺寸，最后組裝外接拉索護管。組裝時應注意護管與承壓板的同心度，組裝示意見圖9。
5 結(jié)束語
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，國內(nèi)橋塔的樣式越來越多，而且，橋梁往往不僅肩負著通過性的功能，還承擔著城市景觀甚至是地標式建筑物的功用，在形成美好景觀的同時，也給鋼結(jié)構(gòu)制造業(yè)帶來很大的難度和挑戰(zhàn)。只有不斷進步和完善，研究能與之適應的新方案和新工藝，才能適應市場的需求。
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