正交异性桥面板单元质量控制要点

赵坤张卓林

中交世通重工（北京）有限公司北京100024

摘要：近年来，随着建筑行业的发展，各种新技术、新工艺问世，对于提高项目工程质量意义重大。正交异性桥面板作为钢桥主梁的常见方式，但由于诸多因素的存在，易出现开裂现象。为更好规避该现象，需在满足焊接空间的情况下，制定科学、合理的构造方案，以提高腹板附近桥面板刚度，减小桥面板应力。下面，本文从正交异性桥面板单元结构和施工特点出发，总结正交异性桥面板单元的焊接工艺和质量控制要点。

关键词：正交异性桥面板单元；焊接工艺；质量控制

随着近年正交异性桥面板钢箱桥梁建设量的增加，混凝土桥面铺装过程中易出现程度不同的裂缝，特别是主梁腹板顶部区域。多数实践证实，桥面铺装开裂的发生原因为桥面板的过大变形。因此，符合选用简便的构造、焊接工艺减轻面板桥荷载非常重要。

1、正交异性桥面板单元结构和施工特点

1.1正交异性桥面板单元结构形式

所谓的正交异性桥面板单元是将提前预制的桥面板、纵向U形肋进行组合的构件，该结构由面板、横隔板、U形肋共同组成，多根据桥梁结构进行设计，而横隔板在钢箱梁的安装、制造中需焊接。比如：西河桥、奉化桥的横隔梁就是在现场组装、焊接完成的。

1.2正交异性桥面板单元的施工特点

①工程量大。由于桥梁建设规模的扩大，正交异性桥面板数量持续增加。例如，奉化桥、大沽桥等桥梁工程的制造工作量也比较大；②互换性强，标准化高。工程建设施工中根据桥梁的设计要求、安装方案，确定正交异性桥面板单元的制造生产规格，以减少生产成本，满足互换性的要求；③加工精度要求高。预制完成后，直接进入现场的桥面组装中，为更好保证成桥精度，应将制造几何精度、平面度等控制在合理范围；④焊接变形的控制难度大。U形肋焊接时，正交异性桥面板单元多出现这样几种变形，比如：横向收缩变形、角变形、纵向收缩变形、纵向面外弯曲变形。实际焊接中，因U形肋角焊接缝和钢材冷却、凝固时易收缩，导致面板变形。同时，面板单侧焊接时，沿面板厚度方向存在某种程度的温度梯度，故面板的一面比另一面发生着较大收缩，最终出现角变形现象。

另外，为提高焊接、制造工艺水平，将U形肋自动装配机、多龙头门焊接机用于钢箱梁的生产制造中，能从某种程度上突破自身桎梏。比如，正交异性桥面板在公路钢箱梁上的应用，这几种设备终将成为生产桥面板的主要方式。通过不同设备的应用，能更好释放人力，提高产品的生产质量，更有助于车间的标准化建设。

2、正交异性桥面板单元焊接工艺和质量控制要点

2.1正交异性桥面板焊接工艺

2.1.1工艺流程

正交异性桥面板单元的制作流程包括：面板下料、坡口加工、划线、U形肋装配、U形肋角焊缝焊接、无损探伤、单元件矫正、标识、检验。

2.1.2关键工序工艺

①划线。工程建设施工中，应具备专用的划线平台，并保证该平台有着自动化的对位装置，板材对中后，按照标识点绘制纵向、横向的定位线和端口检查线；②U形肋装配。U形肋装配机上实施无马装配，装配前借助自动化的装置固定板材，而板单元的U形肋装配固定则从面板中心向两端进行。U形肋装配时，可将其中一端和定位装置定位后固定，再使用该装配机从U形肋固定端向自由端装配。该装置不但能实现单元件的无马装配目的，还能保证工装精度和但元件的装配质量。通过装配机的固定，能保证肋间的相对位置。其自身所具备的压紧装置，能保证板面、U形肋之间的间隙处于0.5mm以内，对于预防烧穿，提高焊接质量意义重大。另外，U形装配机还需配备两个机械手臂完成焊接工作，实现定位焊接、间距均匀的目标。

2.2.2合理使用反变形控制技术

实践证实，因反变形工艺对正交异性桥面板单元施加了反向的角变形，能有效减少焊接后的余角变形，减轻工作量，提高生产效率。一般来讲，反变形控制技术的使用主要包括这样几点：①确定角变形量。正交异性桥面板单元的U形肋焊接时极易出现角变形现象。为合理使用该技术预防角变形，需充分了解角变形量的大小；②反变形焊接工装的使用。多项工程实践证实，U形肋角焊缝焊接中使用反变形焊接工装，能获得显著成效。比如：预防焊接变形。胎架横向多具备拱值，通过胎架模板、夹具的使用，能预防反变形。同时，通过低热输入二氧化碳气体保护自动化焊机的使用，能有效控制单元件变形。工程的实际施工中，正交异性桥面板单元的横向弯曲变形无需矫正就能控制在合理范围内。同时，反变形焊接工装的使用还能保证焊接质量。一般来讲，被焊接的焊接缝多处于亚船形位置，焊枪的合理使用能保证电弧准确对应坡口根部，以提高U形肋熔透率，保证焊缝外观，从根本上规避焊接缺陷的发生。通过对焊接外观、无损探伤的检验，能保证一次检验合格率在98.0%以上。另外，减少起吊次数。胎架多为可旋转，当一侧的亚位置焊接缝成功焊接后，只需松开锁定装置，然后再旋转50度后锁定，即可进行另外一侧的焊缝焊接。这种操作除能省去常规的起吊流程外，还能提高工作效率。

3讨论

综上所述，随着国民经济水平的提高，建筑行业得以快速发展，而施工工艺、施工技术作为建筑工程的主要内容，其操作水平对于施工质量关系密切。近年来，正交异性桥面板问世，作为钢桥主梁的常见方式，是连接箱梁节段的关键接头，将其用于建筑施工中，能保证工程质量。但从实际来看，正交异性桥面板单元焊接中因温度、U形肋角焊缝焊接热输入、焊缝长度等因素的影响，从某种程度上影响焊接质量。因此，为保证正交异性桥面板单元的焊接质量，需加大相关技术、流程的研发力度，比如：合理使用材料和反变形控制技术，局部加厚腹板上方顶板，以在提高腹板顶部附近区域刚度，减缓刚度突变的同时，提高正交异性桥面板单元的焊接质量，提高生产效率，降低制造成本。

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