厦漳跨海大桥北汊桥钢箱梁锚拉板制造技术研析

赵云峰徐翠丽赵雨新

摘要：根据厦漳跨海大桥北汊桥钢箱梁锚拉板结构特点，结合生产实际情况确定制造工艺过程，确保其制作质量。

关键词：厦漳跨海大桥；斜拉桥；钢箱梁；锚拉板；制造技术；角度控制

Abstract：According to the Xiamen-Zhangzhou Cross-sea Bridge of North Bridge steel box girder drawing board structure characteristics, combined with the actual production to determine the manufacturing process to ensure that the quality of its production

Key words：Xiamen-Zhangzhou cross-sea bridge ,Cable-stayed bridge, Steel box girder,Anchoring plate, Manufacturing methods, Angle control

中图分类号： U448.27文献标识码：A文章编号：

1 工程概况

厦漳跨海大桥位于福建漳州九龙江入海口，北连厦门海沧投资区，南接漳州经济开发区，其北汊主桥桥长1430米，主跨780米，可满足三万吨级船舶安全通航，采用双塔双索面五跨连续半漂浮斜拉桥形式，在同类型桥梁中其主跨跨度位居全国第六、世界第九，也是目前福建省第一大桥。

北汊主桥采用扁平流线形钢箱梁结构，考虑安装起吊能力，全桥钢箱梁划分为99个梁段，每个梁段是由桥面顶板、底板、外腹板、纵隔板、横隔板、锚拉板、风嘴等组成的单箱五室薄壁结构，见图1。

北汊桥斜拉索在钢梁上的锚固采用了锚拉板结构形式。锚拉板焊接于对应主梁外腹板部分的箱梁顶板，分上、中、下三部分。锚管嵌于锚拉板上部的中间，两侧用焊缝互相连接，中部除了要开孔安装锚具外，尚需连接上下两部分。为了补偿开孔部分对锚拉板截面的削弱，以及增强其横向的刚度，在板的两侧焊接了加劲板并和桥面板焊连。见图2。

2 锚拉板制造

锚拉板为直接承受、传递斜拉索索力的结构，其质量好坏直接关系大桥的安危。因此保证锚拉板下料、组装精度和焊接质量，对于钢结构自身安全变的非常重要。现对锚拉板制造的主要流程及关键步骤进行详细介绍。

锚拉板制造分为锚拉板单元组焊及锚拉板单元与顶板组焊两个主要步骤。

2.1 锚拉板单元组焊

锚拉板各半品件采用数控精切，锚管锯切，下料后板件用赶板机赶平，严格控制平面度。根据设计角度、高度精确划出锚拉板机加工边缘线，确保锚拉板面内倾斜角度，焊接坡口、锚板和锚垫板孔等均采用机加工。锚管与锚板焊前预热，焊接时严格执行焊接工艺，焊后用超声波和磁粉探伤确保焊缝质量。

2.2 锚拉板单元与顶板组焊

锚拉板单元与边顶板及外腹板形成了 “十”字型全熔透焊接接头，是全桥最关键的传力焊缝，为了有效地控制锚拉板单元与顶板的熔透焊缝质量，我们采取先将二者利用可翻转反变形船位焊接胎进行组焊，利用此种工装可以避免焊接空间狭小，增强焊接的可操作性，从而保证焊接质量，之后进行超声波探伤，确认此焊接接头完全合格后再参与钢箱梁整体组焊。

从图2中可以看出，锚管轴线与顶板之间为空间三维角度，需要根据已知的投影角度λ、β及桥面横坡角度来计算出所需的锚拉板定位尺寸。

首先建立计算模型，以锚拉板所在的顶板作为水平面，以外腹板长度方向为Y轴，垂直于外腹板方向为X轴，以锚管中心线与外腹板中心线在顶板顶面上的交点为原点，通过计算锚管顶点圆心在上述坐标系内投影的坐标进行锚拉板单元的组装定位，见图3。因组装定位时，可翻转反变形船位焊接胎处于水平，考虑桥面横坡为2%，原β角相应变为β+arctan(0.02)=α，公式如下：

从以上公式中看出，Y值为工厂内锚拉板单元组焊精度控制（详见2.1所述），这样在锚拉板单元与顶板定位组装时，直接采取X数值。

借助于Microsoft Office Excel 软件，按照以上公式，可以将全桥各种角度锚拉板X值算出，之后在正方形的薄有机玻璃板（1mm厚）上划十字交叉中心线，再用磁石吸附于锚管顶面上以确定圆心位置。以上准备工作做好后，平行于外腹板中心线在顶板上按照Y值划出两点，将激光经纬仪设置于其中一点上，调整两点一线，观测经纬仪中心与锚管顶点圆心偏差进行定位。

3 锚拉板顶板块体与钢箱梁组焊

组装锚拉板顶板块体时，横向位置以顶板内表面的腹板线为基准对正腹板组装，纵向以基准端横基线吊线配合经纬仪保证直线度。

因焊缝无损检测需要，锚拉板板肋设置有嵌补段（见图3），锚拉板顶板块体与钢箱梁组焊为一体后，锚拉板单元并没有横向刚度，其锚管角度仍然可调整。需要注意的是，由于钢箱梁顶板有2%横坡，在对锚管进行调整时，需要重新计算X值，公式如下：

重复2.2所述步骤，锚管角度调整到位后(见图5)，将锚拉板板肋嵌补段进行组焊，使得锚拉板单元横向刚度增强，这样锚管角度不会再有变化。

4 结论

厦漳跨海大桥北汊桥钢箱梁锚拉板制造技术是参照和改进了以往工厂生产制造经验，尤其是对于控制锚拉板单元角度精度的计算与操作方法，以及对于提高焊接质量所采取的相应措施，都是一种新的尝试。此桥锚拉板实际制造情况表明，此种制造工艺能够满足设计规范要求，保证了制造质量，加快了施工进度，简化了施工控制难度，达到了预期目标。

作者简介：1.赵云峰（1979-），男，河北易县人，本科学历，工程师，项目副经理，研究方向工程技术；2.徐翠丽（1979-），女，河北邢台人，本科学历，讲师，研究方向工程力学；3.赵雨新（1977-），男，黑龙江齐齐哈尔人，本科学历，高级工程师，项目副总工，研究方向钢结构制造。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。