随着改革开放后社会的进步及经济的发展，我国公路、桥梁建设事业蓬勃发展。在我国建设的众多公路、桥梁中，中小跨径桥梁占比较大，由于自然灾害的发生以及建设年代久远的问题，部分中小跨径组合桥梁受到不同程度的损坏，需翻修或重建。

　　 某二环路高架桥提升改造工程是云南省2018年重点工程，全桥采用钢板组合梁结构形式，在极限工期内快速加工钢构件、确保精度是本工程快速改造的重中之重。

　　 该工程提升改造基本沿原路布置，路线全长6.192km，总面积约14.6万m ^[2]，全线采用高架快速路，该道路是连接滇东北和滇西北的重要过境主干线。

　　 该项目对原高架桥进行拆除重建，主要方案为:主线(高架桥)路线平纵面基本维持原设计，桥梁上部结构拆除重建，下部结构加固利用。

　　 高架桥支撑结构形式为钢板组合梁结构，跨径分别为16.6,17.36,20.6,25.6,30.3m，全桥单幅采用5～8根钢主梁为支撑，组合钢板梁主要由纵向钢主梁、小横梁和端横梁组成，连接节点均为大六角高强度螺栓。单幅详细结构如图1所示。

　　 本工程20.6m跨钢梁约占工程总量的80%，以20.6m跨钢主梁为例。等宽钢板组合梁单幅桥面宽12.75m，主梁采用5根钢板组合梁，悬臂长0.975m，梁肋中心距为2.7m。钢梁梁高变化，支点范围高度为500mm，跨中范围高度为1 082mm，过渡段长3 150mm。钢梁下翼缘厚度变化，跨中范围采用600mm×30mm钢板，支点范围采用600mm×20mm钢板;上翼缘采用500mm×16mm钢板;腹板厚度变化，跨中范围采用12mm厚钢板，靠近支点范围采用18mm厚钢板，支点范围采用24mm厚钢板。跨中设置3道小横梁，小横梁高320mm，钢板厚10mm。横梁之间设置横向加劲肋。钢板较薄，主焊缝均为一级全熔透焊缝，焊接量较大、焊接变形难以控制。详细结构如图2所示。

　　 针对组合梁的结构特点，加工前需联合各部门及具有丰富加工经验的车间人员进行工艺评审，制订合理有效的工艺方案。具体关键措施如下。

　　 1)钢梁拆分为若干单元件，按单元件组焊、校正再整体拼装的工艺思路。

　　 2)依据各单元件的结构形式，制定合理的装配和焊接顺序，主梁设计专用拼装胎架实现快速精准拼装，采用先进焊接工艺进行对称焊接。

　　 3)根据“全面质量管理”的基本思想，全面、全过程、全员进行质量管理工作，强化质量管理，对影响焊接工程质量的“人、机、料、法、环”5要素做出重点预控，确保质量保证体系深度运行，使钢梁加工质量处于受控状态。

　　 4)根据钢梁结构特点，按相关规范规定进行焊接工艺评定和焊工资格考试，从焊接顺序、焊接参数、坡口形式和作业人员技能方面控制焊接变形，严格按焊接工艺规程进行焊接，采用振动法消除焊接残余应力。

　　 5)采用“后孔法”制孔，根据孔位情况设计专用钻模，采用数控钻床进行连接板钻孔，钢梁孔位预拼装后采用钻模套钻，保证孔位精度。

　　 6)设计专用预拼装胎架，成品钢梁均预拼装后再钻孔，保证孔位精度、桥梁横坡等。

　　 主桥纵梁盖板为16mm厚板材，宽500mm，可用多头切割机或数控切割机下净料直接待用，矫正下料时的旁弯，补焊下料凹坑等缺陷，周边打磨达到要求。连接端横梁对接坡口在纵梁焊接成型后再开，以免收缩造成影响，盖板下料时加长16～20mm焊接收缩余量，如图3所示。

　　 1)主梁底板由1块30mm厚板件及2块20mm厚板件组焊而成，板件N2-1一端留8～10mm收缩余量，板件N2-2下净尺寸，如图4所示。

　　 2)板件N2-1采用煨弯方法加工弯曲部位。

　　 3)板材对接原则上要求在纵梁组拼前完成，为保证弯曲处尺寸，可放地样、用腹板合样、用数控切割机下模板靠模检查。

　　 4)不等厚部位过渡斜坡坡口采用机械切削加工。板材对接在平台上进行，保证腹板线形及盖板、底板直线度。底板对接采用气体保护焊打底，埋弧焊盖面，超声波探伤、射线探伤合格后待用。

　　 1)腹板由1块12mm厚板件与2块18mm厚、2 200mm长及2块24mm厚、2 200mm长板件组焊而成，腹板N3-2,N3-3下料时不留余量，下净尺寸，板件N3-1两端各留8～10mm收缩余量(见图5)。

　　 2)下料后按图纸要求开坡口进行对接，必须打磨掉烧损部分，见金属光泽，腹板中间段开单面坡口，厚度(以薄板计)>20mm板件应开双面坡口。

　　 3)纵梁有预拱度，下料时按深化设计值直接切割到要求值，对接后检查腹板预拱度值。

　　 4)各板件与盖板、底板均为熔透焊缝，需清根，会有2.5～3mm收缩，为保证梁体高度，均留有6mm宽余量，由数控切割机下料。

　　 5)腹板对接采用气体保护焊打底、埋弧焊盖面，超声波探伤、射线探伤合格后待用。

　　 端横梁、小横梁主板下料时，长度方向加2～3mm余量;其余板件均采用数控切割机下净料备用。

　　 主梁分为主梁单元件、端横梁牛腿、小横梁牛腿等几种单元件，应分别制作后再进行整体拼装。主梁单元件制作时，为方便拼装、加快制作进度，设计专用拼装胎架进行拼装，专用拼装胎架如图6所示。

　　 1)主梁组拼，先组拼腹板，将腹板放置在胎架垫铁上，后立上、下盖板。

　　 2)重点检查腹板平面度、盖板、底板与腹板相对位置，达到精度要求后进行定位焊接。

　　 3)定位焊接后应检查各处预拱度值及间隙。

　　 4)焊接时角变形很大，必须做支撑处理，支撑可用边角余料制作，与钢梁点焊固定。

　　 5)主梁采用气体保护焊焊接，在胎架上先进行一侧盖板与腹板、底板与腹板的打底焊接、填充焊，后翻身清根，两侧与端横梁牛腿连接处留各700mm不焊接，以免收缩后端横梁连接牛腿组拼困难，无法保证两端梁高尺寸，如图7所示。

　　 6)主梁矫正先用型钢矫正机粗调，后以火焰精调进行矫正作业，主梁完成主焊缝焊接后，进行中间段加劲板件组拼焊接。

　　 7)端横梁、小横梁连接牛腿单独制作，焊接完成并矫正合格后与主梁拼装。

　　 1)小横梁连接牛腿位置必须画出定位线，并以此为基准画出端横梁连接牛腿的位置线，画线时主梁应平放，并且抄平，画线后进行小横梁连接件组拼、焊接，再进行端横梁连接牛腿组拼、焊接。

　　 2)小横梁连接件及端横梁连接牛腿与主梁夹角并非都是90°，在组拼时对每片非90°小横梁牛腿夹角给出尺寸，以便准确定位。

　　 3)端横梁连接件组拼时，由于此部位主梁主焊缝未焊接，可借助千斤顶组拼端横梁连接牛腿，组拼夹角准确无误，后进行定位焊接，然后焊接熔透角焊缝，合格后贴陶瓷衬垫进行主梁盖板与端横梁连接牛腿盖板间对接焊缝、主梁底板与端横梁底板间熔透角焊缝焊接。

　　 4)待小横梁连接件、端横梁连接牛腿焊接完成后进行其余板件组拼、焊接。

　　 5)钢板组合梁杆件组拼尺寸允许偏差应符合表1规定。

　　 本项目钢结构连接形式全桥采用大六角高强度螺栓连接(规格为M20,M24)，单幅高强度螺栓达1 300个，保证孔位精度是实现现场快速安装的重要控制措施。为保证孔位精度，本项目孔位精度控制思路为:后孔法制孔、钻模套钻、单幅整体预拼。

　　 连接板制孔采用数控钻床或摇臂钻床进行加工，可多块同时钻孔，堆叠高度≤80mm。端横梁及下横梁为标准件，采用全覆盖样板钻模配合画线制孔，钻模样板如图8所示。

　　 制孔前核对窥视孔、缺口与孔群系统线的对线情况，检查无误后，固定样板后进行制孔作业，制孔采用22.5，26.5钻头，钻头长时间钻孔由于磨损会导致直径越来越小，因此制孔后需经常检查孔径，直径超标时应及时换钻头，小横梁、端横梁制孔如图9所示。

　　 整跨钢梁半幅大拼，由于纵梁旁弯值无法确定，空间画线很困难，因此小横梁连接件制孔采用配钻的形式进行，配钻孔必须将半幅桥梁按安装状态大拼。纵梁、横梁应全部支垫到位，与安装状态相同，后安装端横梁，端横梁安装视为同桥梁正式安装，采用M24普通螺栓;螺栓用电动扳手拧紧，保证拼接板严实，若有间隙，必须对杆件进行处理，不得强行拧紧;小横梁用M20普通螺栓与拼接板拧紧，点焊拼接板与小横梁连接件，保证小横梁与小横梁连接件的间隙，两间隙可平均布置;梁高方向检查是否有差别，保证拼接板能贴严。将纵梁、端横梁用冲钉、螺栓连接好，各螺栓连接节点必须打入50%冲钉，其余50%使用螺栓连接，预拼装如图10所示。

　　 高强度螺栓孔的孔距允许偏差应符合表2规定。

　　 随着我国公路、桥梁的飞速发展，钢板组合梁结构也越来越多地应用于中小跨径组合桥梁。本项目是全国第一座大型高架桥改造工程，该工程所采用的结构形式及施工经验具有典型参考意义。在极限工期内实现改造，钢构件的制作是确保履约、实现快速改造的重要一环。本文针对钢板组合梁结构从下料、组装、焊接、制孔等多个工序详细阐述了其制作技术。