建技E 姜海锋:城市高架钢箱梁制作与安装施工城市高架钢箱梁制作与安装施工姜海锋(南通市港闸市政工程有限公司，江苏南通226001)摘 要:随着城市高架桥梁的快速发展,钢箱梁以其自身优越性能得到广泛应用,但市政钢箱梁的焊缝质量等级高，施工环境复杂,拼接吊装要求高。

本文以实际工程为例,总结钢箱梁的分块制作到节段整体安装过程中的注意事项,并通过质量控制将焊缝首检合格率得到提升。

关键词:钢箱梁;焊缝;质量控制;整体吊装中图分类号:U445. 46 文献标识码：A 文章编号：1673-5781(2019)01-0112-031工程概况本钢箱梁桥位于常州市高架快速环线的西南角，龙江路—长虹路立交改扩建工程WN 匝道上第11联(WN28 # —WN31#)O 所用钢材为低合金高强度结构钢Q345-D,跨径布置为(40. 2+40. 2 + 42)m,匝道标准宽度& 5m,采用等截 面连续钢箱梁，全长122. 4m,为单箱3室鱼腹式弧形断面，与相邻混凝土梁等高、等截面，总重约568t o 钢箱梁采用工厂整体胎架制作后分块运输、工地现场拼接焊接节段整体吊装的形式。

2钢箱梁制作2.1分块划分原则钢箱梁在分块划分时过小，则会在一定程度上增加施工拼 装的难度，若分块过大会导致运输和吊装的困难。

故钢箱梁分块划分要遵守以下原则⑴:(1) 分块位置与支点位置应保持一定的距离，尽量在弯矩最小的为主，顶、底板及腹板接缝相互错开至少200mm 。

(2) 焊接对称布置、标准化、模块化，便于工厂制造、运输和 现场安装,尽可能减少工厂和现场的工作量。

(3) 保证运输及吊装过程中的稳定性，且不影响结构的整体线性。

3.2节段划分及结构形式根据本项目的结构特点,综合考虑桥梁制作工艺、运输过程及现场安装等因素，第11联钢箱梁总体分为三大节段(D1—D3),其中每节段分为5〜6个小分块。

横向对中分为两半， 顶底板按规范要求错缝200mm 以上，并避免十字焊缝的存在，具体划分如图1、2所示⑶。

图1横向分块图图2节段单元分布图2.3钢箱梁制作方案(1) 将钢箱梁制作划分成顶板单元、腹板单元、底板单元、横隔板单元和U 形加劲肋及加劲肋板单元等结构形式，按单元在胎架上分别制造，最后组装、焊接成整体。

(2) 组装焊接在车间专用胎架上进行，以确保加工尺寸精 确及天气带来的影响。

在整体组装前，胎架事先设置拱度及 线形。

(3) 正式施焊前,将焊丝、焊剂与钢板进行焊接工艺评定试验，并根据评定报告编制焊接工艺。

焊工持证上岗，严格执行焊接工艺。

焊缝焊接24小时后，对焊缝进行无损检测。

(4) 检验合格的钢箱梁在工厂进行表面喷砂处理,并将成 品涂装防腐涂料。

(5) 包装、吊装发运。

2.4焊缝质量控制成立钢箱梁焊缝质量QC 小组，通过对首先焊接的D2节段焊缝现场调查与检测分析，最终确定了影响焊缝不合格的主要因素并分别制定了改进措施⑷(表1)。

收稿日期：2018-12-11 ；修改日期：2019-01-06作者简介:姜海锋(1988-),男，江苏南通人，硕士，南通市港闸市政工程有限公司工程师.112《工程与建设》2019年第33卷第1期<姜海锋:城市高架钢箱梁制作与安装施工H表1影响焊缝主要因素及改进措施主要因素改进措施焊接电流不稳定1.焊接设备提供专线供电；2.针对不同类型焊丝和板厚选择合适的电流值焊缝邻近区域及 1.焊丝、条保存和安装时不可触及油类而被污染；焊材不洁净 2.焊缝邻近区域焊接前专人清理,并在施焊前再次确认焊接时空气1.受潮的焊剂使用前烘干；湿度较大 2.湿度$80%停止焊接作业通过针对性的改进后钢箱梁首次检测合格率由D2节段（表2）。

焊缝合格率的提高不仅带来了质量效益，同时减少了的90.91%提高到D3节段的97.07%和D1节段的97.55%返工和二次检测。

表2焊缝检测合格率及缺陷类型节段编号检测点/条合格点/条合格率/%-气孔焊瘤缺陷类型咬边夹渣未熔合D215414090.9164211 D320519997.0720211 D116315997.55210103钢箱梁安装3.1现场节段拼装焊接当一节段的分块拼装完毕后，测量人员对其整体线性测量复核无误后，对其进行焊接。

主要焊接方法见表3。

气保焊打底焊接时采用从中间往两边分段退焊法控制焊接变形，埋弧焊遵循从起弧端向熄弧端焊接的顺序。

现场放置温湿度仪器，并设置防风设备以减低现场环境带来的不利影响。

表3现在拼接焊接方法及质量要求焊接部位焊接方法焊缝要求加劲板焊接co2气体保护焊熔深、焊高满足要求顶板对接焊缝陶瓷衬垫,1道co2气体保护焊打底,使用埋弧焊分层填充、盖面I级焊缝底板对接焊缝陶瓷衬垫,1道co2气体保护焊打底,3道CO2气体保护焊分层填充、盖面I级焊缝腹板陶瓷衬垫CO2气体保护焊3道，反面清根I级焊缝定位焊手工电弧焊或co2气体保护自动焊3.2现场吊装方案在对钢箱梁进行吊装时,不仅要考虑起重机的承载力，还需考虑施工场地的情况。

因箱梁顶面标高超过20m,为保证高空焊接质量和安全提出采用节段整体吊装的方案（图3）。

节段纵向分段接头一般设置在距离桥墩3〜6m的位置,并在接头处搭设临时支架。

D1-3三个节段总重分别约为198t,183tJ87t o考虑31井墩位上方有500kV高压线，故先吊装D3节段。

现场高压线高38m,箱梁顶面标高22.87m,桥面距高压线最小距离为15.13m,为满足500kV高压线垂直安全距离不小于10m,吊臂距箱梁的顶部垂直距离必须满足不大于5.13m。

故选择两台QAY500型汽车吊在节段两端同时起吊R（图4）。

图4节段整体吊装图节段整体吊装与分块吊装比较，最大的优点是解决了高空操作困难带来的焊接质量及减少大量中间临时支墩的设置，同时在工艺方面有如下优点。

（1）一次吊装整跨节段的钢箱梁，在地面专用胎架上拼接,保证线性和预留拱度。

（下转第125页）《工程与建设》2019年第33卷第1期113刘斌:施工升降机节能变频调速控制技术研究s<础，制动需采用能耗制动及爆炸制动结合的方式实现：(1)对抱闸制动而言，其对施工升降机抱死制动，避免施工中出现意外,一些滑车事故发生。

抱闸制动常用于升降机停车时使用,升降机运动到停车位,对应行程控制器对变频器发出信号,变频器及时接收信号,对抱闸制动器发出指令,制动器迅速反应，实现抱闸制动。

(2)能耗制动属于软制动形式，其以升降机惯性为支持，利用其减速及下降行程中的再生能量，实现科学制动。

变频器通过能耗单元实现能耗制动，避免机械冲击及快速下滑等事故发生。

1.4控制操作分析控制主要是提升启动的执行，实现对下降、提升及紧急抱闸控制。

(1)提升启动是控制变频器稳定运行，提升中行程控制器工作，完成提升。

(2)下降启动是对变频器反转，下降中以行程控制器实现下降控制。

(3)紧急制动是发生紧急时间后，控制异常变频器停止，以抱闸制动方式停止升降机运行。

2初始化设置施工升降机安装后，应针对现场情况对升降机行程区间运行调试，调试及设置应针对变频器运行及行程控制系区间设置。

2.1变频器设置变频器设置，一方面对变频器使用手册详细分析,了解变频器常规操作设置,对其维护及简单故障可熟练解决;另一方面,针对实际施工需求,对变频器运行合理设计,主要设定其各项控制功能,设定不同段运行频率,加速过程及减速过程等。

2.2行程控制设置在行程控制设置上，主要是对不同区间范围设置,针对各个行程区间运行需求,设置控制器具体控制范围、功能等。

3实际操作分析对CS200专用变频器进行详细分析,CS200变频器属新一代检品器产品，其自身可为施工升降器提供科学控制,在性能及功能上有传统变频器的不可比拟的优势，可在施工升降器提升控制及驱动上实施应用。

CS200变频器最高频率可达150Hz,载波频率范围达到0.5〜16kHz,可实现自动化调节载波频率。

CS200变频机具有电机自学习性能，和马达有本质区别,此外，其在零速度状态下，可实现150%转矩,零速下仍可操作。

CS200变频机结合数字信息技术，内部设置多种数字设定单元,且使用考虑到噪音对周围环境污染,特优化设计,实现无噪声工作。

制动单元内置，单元30kw,采用闭环矢量实现有效控制。

对矢量控制而言，是对直流电机进行模拟，以直流电机控制形式，将电流进行划分，使电流形成长转矩、励磁等不同方向控制，可实现高精确度的转速控制及转矩控制。

4结语综上所述,施工升降机中,利用变频器可有效调整其速度,实现科学控制，避免转子串电子调速系统工作中缺陷出现，提高整体系统的稳定性及安全性,对提高施工效率具有重要作用。

文章对施工升降机的变频调速控制系统分析，从变频调速结构出发，分析其初始化设置及实际操作内容。

实践表明，变频调速控制系统在实际施工升降机使用中具有重大价值。

〔参考文献〕ci]田海兰，刘一扬，闫少华.施工升降机节能变频调速控制技术m.电子设计工程,2016,24(6):188—189.[2]王力.施工升降机节能变频调速控制技术[J].建材发展导向:下，2017,15(9):242.(上接第113页)(2)大量焊接工作地面胎架进行，受外界影响小,质量得到保证,且风比高空小,保护措施比高空更简单可靠。

(3)整节段焊接完成后吊装比分块高空焊接整体要节省时间。

5总结在对钢箱梁制作和安装过程中，需对分块分节段位置进行合理的设计，并采取符合现场施工环境的吊装方式。

同时钢箱梁焊接质量要求高,通过质量控制活动总结出影响焊缝质量的主要因素并提出相应的改进措施。

为今后类似钢箱梁施工提供参考。

〔参考文献〕[1]张献伟.市政桥梁钢箱梁梁段安装技术研究[D].郑州：郑州大学，2016.[2]中华人民共和国交通运输部.公路桥涵施工技术规范:JTG/TF50-2011[S].北京:人民交通出版社,2016.[3]刘添俊，安关峰,张洪斌.城市复杂环境下大跨度钢箱梁施工实施及技术探析[J].特种结构,2011(1):86-88.[4]苏海涛.城市匝道桥曲线段钢箱梁制作与安装[J].山西建筑,2018(1):164-166.[5]巫建章.城市高架桥钢箱梁制作安装施工技术探讨[J].交通世界，2018(29):142—144.《工程与建设》2019年第33卷第1期125。