钢箱梁分段制作关键技术

凌志超

（湖北中振建筑工程有限公司，湖北 黄冈 438000）

钢箱梁的外观、结构等条件较好，有利于钢材更好地发挥自身性能，提高工程美观性和建设水平。但钢箱梁在后期施工过程中，由于多种因素的影响，容易出现质量问题，在前期制作阶段需要加强质量控制，采取有效措施保证吊装安全，运用合理的技术充分发挥钢箱梁自身的应用价值。

1 钢箱梁特点分析

以箱形为截面形式的钢箱梁能有效地提高梁体的抗弯能力和扭曲刚度，发挥钢材本身的使用性能，保证建筑结构的稳定可靠，节省钢材使用量，对于钢箱梁构件整体应用程度较高，应用效果较好。钢箱梁构件外观呈曲线，应用于工程施工中，可提高工程结构的整体美观性，同时，外观形式也便于后期的维护和检查。另外，在偏心荷载等条件的影响下，钢箱梁可能出现扭转、弯曲等问题，可通过增加横隔板等构件来减轻其应力，提高其刚度。但在选择构件时，应根据实际情况选择合适的构件类型，并控制好其数量、间距等参数。

2 钢箱梁分段制作技术

钢箱梁属于封闭式构件，设计强度高，刚度大，在具体制作施工过程中，由于焊接等操作产生较大的应力，容易发生变形等问题。因此，在钢箱梁的制作过程中，需要加强质量控制，严格按步骤要求分段制作。

2.1 钢箱梁板单元件制作

2.1.1 钢箱梁板单元件制作工序

钢箱梁板单元件制作主要涉及预处理、放样、下料切割等工序，以下选取相关工序进行具体分析。

①放样工序。按图纸和设计要求，合理控制板单元件的尺寸规格，按规定制作完成后对尺寸参数进行核对，确保无误。钢箱梁构件主要由顶板、底板等构件组成，制作时需要焊接，控制钢板长度、方向等参数，根据相关规范要求，合理把握焊接收缩余量。在制作过程中，若钢箱梁跨度较大，在此工序之前应先确定钢箱梁的预拱度，放样时要做好预留，以满足后期几何变形程度。

②下料切割工序。要根据具体要求和条件选择合理的切割方法，如氧气切割、等离子切割等。在实际操作时，应做好清理工作，防止铁锈等物质在钢材表面长期残留，影响切割效果。切割过程中应合理控制切割力度等条件，保证断口处截面无裂纹。切割结束后，要进行全面清理。在对边缘加工过程中，要控制各零件尺寸参数，保证偏差不超过±1mm，同时要控制好零件材料表面的垂直度、粗糙度等。

2.1.2 钢箱梁板单元件制作过程

钢箱梁板单元件包括顶板、底板、腹板和隔板，以下分别就其制作过程进行分析。

①顶、底板单元制作，可采用门切下料的方式。下料时应严格控制收缩量、加工量等参数。对已经下料或接料的板块，要设置好纵横基准线，并在划线时重点关注接缝位置。另外，在制作顶、底板的过程中，为防止后续出现的变形问题，应首先进行预弯处理。

②腹板单元制作，可采用门切下料的方式。下料时应严格控制收缩量、加工量等参数。接料板块下料时，应对横基准线做好标记，并作相应的处理。参考顶板焊接边，确定边腹板的纵肋组装线、隔板组装线等。在平台上完成边腹板的相关作业，并保证纵肋与腹板之间有较强的密合性。

③隔板单元制作，可采用精切工艺一次下料。隔板单元制作需根据钢箱梁构件的整体结构特点、制作要求、组装焊接工艺等条件对隔板数量进行合理划分和数控下料。

2.2 钢箱梁组装

为保证钢箱梁组装质量，避免出现强力组对问题，组装工作要按要求、顺序进行。腹板和隔板在到达指定位置后，应在其位置处标出长度中心线和组装基准线，为钢箱梁组装工作的开展提供基础条件和保证。同时，要在胎架上按规范标准进行组装操作，所选择的胎架规格尺寸应与钢箱梁规格尺寸相匹配，以提高钢箱梁组装的精准性和稳固性。组装时应控制好梁段弯曲方向，保证其一致性，以提高翼缘板和腹板的组装质量，防止扭曲。另外，在钢箱梁组装过程中，需要使用板件的数量较多，应提前规划设计好组装方法和顺序。在具体组装时，应先在底板上划出定位线，再进行中间腹板和隔板的拼装，拼装结束后，按顺序拼装筋板、装饰板等构件，拼装过程中若有较大间隙，可通过加入卡具、点焊等方式进行处理，待所有工序完成后进行面板拼装。

2.3 钢箱梁焊接

钢箱梁的焊接操作应根据实际情况正确选择单面坡口或V形坡口形式，以提高根部的焊接质量。焊接过程中，焊接材料也是关键因素，要确保母材成分符合标准，以保证焊接强度，防止出现裂纹等质量问题，同时，焊接时要选择合适的接头形式。确定焊接材料、接头形式后，需要选择焊接工艺，通常会选择自动焊接方式，与手工操作相比，其焊接稳定性、精确度和焊接质量都较高，目前，主要的焊接方法是埋弧自动焊。焊接时，焊接电流应保持稳定，焊接速度应根据电流、焊接要求和实际情况进行合理调整和控制。例如，底板对接等焊接项目主要是坡口熔透焊缝，采取埋弧自动焊等方法；桥位隔板对接等焊接项目主要采取CO2气体保护焊方法；腹板对接等焊接项目主要采取埋弧自动焊方法。对对接接头和T形接头两端需要进行熄弧板和引弧板的装焊作业，操作结束后要将其割口磨平。

2.4 钢箱梁整体预拼装

钢箱梁分段制作后需要在生产厂内整体预拼装，以及对钢箱梁构件整体规格参数等条件的检查核对。同时，需要保证分段间界面吻合度满足要求、装配间隙等部分符合制作标准，为后期钢箱梁构件投入工程现场使用提供质量保证。在整体预拼装阶段，首先应做好中心线、控制线、控制点等内容的标定和测量工作。确定变截面梁段的尺寸、预拱度、坐标等参数，并做好轴线复测工作。拼装过程中，需要使用全站仪等设备对控制点等进行监控，及时调整、改正不符合要求的地方，以满足拼装要求。预拼装完成后，需进行打磨、防腐、防锈等工作。

3 钢箱梁分段吊装技术

钢箱梁分段吊装主要是指将预拼装好的钢箱梁构件运输到施工现场，借助起重设备按顺序和操作要求将梁段吊装到相应位置，再按要求进行安装、焊接等操作。分段吊装整体上可行性强、操作简便，更容易实施钢箱梁构件的质量控制。但吊装过程中影响因素较多，且高空作业危险性较大，需要加强质量控制和安全防护。

3.1 确定梁段安装顺序

对于跨度较大的钢箱梁，在设计时应将其各梁段作为单独个体，以便后期吊装。安装过程中，要对各梁段进行分析，根据要求及实际情况确定安装顺序，在保证单个梁段吊装质量的基础上，有效提高整体钢箱梁的吊装质量，确保吊装的稳定性，避免发生安全事故。

3.2 梁段分段

按市政工程实际情况、施工要求、机械起吊能力等条件，可将钢箱梁梁段合理划分为多个单元。分段过程中，为了防止后续吊装过程中出现梁段损坏等问题，需要将分段点设计在受力小的部位。另外，为了合理控制分段间的相互影响，在设计时还应加强以下几方面的工作控制。

（1）分段时应尽可能保证梁段间的长度一致。

（2）在分段过程中，应结合实际情况正确判断是否需要临时搭架，防止临时搭架与混凝土梁柱等结构发生碰撞干预问题。

（3）梁段自重会影响整体吊装过程，钢箱梁易发生变形，因此，分段时分段长度应满足吊装要求。

3.3 梁段对接质量

分段梁段组装是吊装作业中一个非常重要的环节，在这一环节中，要合理控制对接质量，保证分段梁段间的接头吻合，位置准确、合理。在具体组装过程中，应采用监控设备等技术手段对整体组装进行监测控制，发现问题及时调整解决，避免失误或其他原因影响整体吊装质量，降低工程建设水平。

4 钢箱梁制作安装难点及质量控制措施

4.1 钢箱梁制作安装难点

（1）钢箱梁线形控制精度要求较高，制作安装难度相对较大。

（2）对市政工程而言，钢箱梁在安装过程中会遇到既有线路，要做好组织协调工作，以保证其他交通线路的正常使用。同时，施工场地受限，梁段存放、运输等环节比较困难，且需要考虑施工噪音的影响。

（3）在焊接时应根据实际情况选择不同的焊接方法、设置不同的焊接工位等，整体焊接难度较大。

（4）高空作业的难度和危险性较大，涉及高空吊装、焊接、涂装等施工内容，整体作业量较大。

（5）钢箱梁安装前需要针对高空作业、施工现场环境、施工要求等做好各种防护措施，避免后续发生坠落等情况，影响施工安全。

4.2 钢箱梁制作与安装质量控制措施

（1）根据钢箱梁构件特点、工程要求等条件对现有的质量管理制度进行完善，对钢箱梁制作和吊装过程进行有效管理和控制，保证钢箱梁构件自身质量达标。

（2）做好现场管理工作。市政工程施工环境影响因素较多，且施工场地受限，需要加强现场管理，对焊接、组对、吊装等环节进行监督，发现问题及时处理解决。

（3）为保证钢箱梁构件的精度，应定期对其进行测量，并尽可能保持天气等因素的一致性。

（4）焊接过程中，应根据实际情况选择正确的焊接方法，设置平位、立位等不同类型的焊接工位，焊接完成后，应采用无损检测技术对其焊接质量进行检测。

（5）技术水平是影响钢箱梁制作和吊装质量的一个重要因素，必须对施工人员进行相应的培训，提高其技能水平和专业素质，使其规范、有效地完成钢箱梁的组装、焊接、吊装等工作。

5 结语

综上所述，钢箱梁构件分段制作和吊装过程中，需要强化板单元件、组装、整体预拼装、吊装等各阶段的质量控制。根据市政工程要求、安全规范标准和实际情况，采取合理的制作、吊装方法，选择正确的技术手段，做好监控管理，同时，完善质量控制措施，加强质量管理，进一步提高钢箱梁构件整体质量，为市政工程施工提供基础保障。