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钢桁梁桥整体节点弦杆加工精度控制 　　摘要：根据整体节点杆件的特点，通过优化焊接工艺，减少焊接变形，控制杆件的整体尺寸，建立立体划线体系，改进钻孔工艺，确保弦杆的钻孔精度。 关键词： 整体节点弦杆 精度 控制 中图分类号：TG502.13文献标识码： A 文章编号： 一概述 钢桁梁桥具有较高的承载能力和跨越性，已广泛地应用到公路和铁路建设中，如武汉长江大桥、南京长江大桥、九江长江大桥、芜湖长江大桥以及大胜关长江大桥等在我国建桥史上具有里程碑意义，它们的主梁结构均采用钢桁梁结构，可见钢桁梁在我国建桥领域具有重要的地位。 钢桁梁桥的主体结构由主桁、联结系、桥面系、制动联结系组成。如图1 图1 钢桁梁桥结构示意图 主桁是钢桁梁桥的主要承重结构，由上弦杆、下弦杆和腹杆组成；联结系是主桁之间的联接结构，分为纵向联结系和横向联结系；桥面系的作用是承受由桥面传来的竖向和纵向荷载，并传递给主桁节点，分为纵横梁体系和正交异型板体系；制动联结系主要应用在纵横梁桥面系中，通常由四根杆件组成，设置在于桥面系相邻的平纵联的中部。 在钢桁梁桥结构体系中，杆件之间均采用螺栓连接，对杆件的加工精度要求非常高，尤其是主桁上、下弦杆的精度直接影响到钢桁桥的线性、拱度以及安装精度。而上下弦杆均采用整体节点的结构型式。如图2、图3 图2 上弦杆件示意图图3下弦杆件示意图 整体节点的采用，在很大程度上减轻了钢桥的重量，但由于杆件之间的连接均交汇在整体节点处，使整体节点弦杆在纵向、横向、竖向均设有连接节点，而且栓接的型式也多样化，如：在弦杆之间为内外拼接板拼接的方式，而腹杆与弦杆之间为腹杆向弦杆插入的方式；为满足整体节点的受力要求，上下弦杆的腹板采用等厚或不等厚的厚钢板对接，在弦杆箱体内布置有隔板和筋板，使整体节点区域的焊缝较密集，因此整体节点弦杆的加工，既要保证杆件的尺寸精度，又要保证焊缝的质量。 图4 弦杆与腹杆连接示意图 二整体节点弦杆加工难点 1、焊接变形控制 整体节点弦杆为箱型截面，腹板与上下盖板的四条主焊缝为深坡口的棱角焊缝，局部为熔透焊缝，焊接变形较大，焊接变形控制及焊后校正难度较大。尤其是在整体节点处，由于钢板厚、刚性大，焊接角变形较大，保证弦杆箱口尺寸和插入连接间隙等几何尺寸的精度是工艺上的难点。 2、孔群连接精度控制 整体节点弦杆各孔群的钻孔精度关系到杆件的连接精度，是保证桥位安装顺利进行及保证安装精度的关键，杆件钻孔不但要消除焊接变形引起的偏差，而且还要控制钻孔模板定位、钻孔的精度。尤其是纠正焊接变形的偏差在杆件钻孔过程中难度较大。 三加工工艺和措施 1、总体加工方案 为了保证弦杆的加工精度，根据弦杆的整体节点特点，从零件、单元件到成品的整个加工过程，分析影响杆件加工精度的各种因素，确定采用”两次组装、两次焊接”基本方案，基本流程为“零件 一次组装、焊接、校正二次组装、焊接 、校正 整体划线钻孔 成品”。将整体制造的焊接变形在零件、单元件、部件的制作过程中分级分步控制，以降低整体制作过程中焊接变形控制的难度，确保整体几何尺寸精度以及孔群连接精度，满足规范要求。 2、整体节点弦杆焊接变形的控制 由于整体节点弦杆的四条主焊缝采用深坡口的棱角焊缝，焊接完成后，弦杆就会不同程度地产生收缩变形、弯曲变形、角变形、波浪变形、扭曲变形，影响到弦杆的结构尺寸和外观质量。 收缩变形：因四条主焊缝收缩，使弦杆沿焊缝方向和垂直焊缝方向产生收缩变形，导致弦杆的几何尺寸发生改变，而且焊接完成后难以修正。 弯曲变形、波浪变形、扭曲变形：主要是因为组装不规范和施焊顺序不合理造成的杆件外形的变化，焊接完成后可以通过后期校正进行修正。 角变形：主要是由于焊缝不对称而造成的，影响到插入式连接的插入间隙，而且因钢板的厚度较大，后期校正很难保证插入间隙符合规范要求。 焊接收缩变形和角变形，在焊后校正很难达到修整的目的，为保证其尺寸精度，在弦杆加工中采用多种工艺控制以减少焊接变形： (1)优化焊接工艺参数，减少焊接变形。焊接变形与焊接参数有很大的关系，通过焊接试验选择比较理想的焊接参数： ①在保证焊缝性能的前提下，采用U型坡口代替V型坡口，减少熔敷金属的填充量，从而减少焊接热输出。 ②)以保证熔深和不烧穿为前提，选择合理的焊接参数以及焊道排列组合，焊接道数根据坡口大小来确定，尽量避免焊缝根部出现尖角。 (2)预留收缩量，弥补焊接收缩。考虑到整体节点杆件四条主焊缝均为深坡口焊缝，焊接变形大，为了保证杆件整体时孔边距公差，盖腹板单元长度方向预留焊接收缩量。 (3)弦杆组装在专用胎型上进行，保证盖板和腹板垂直