铁路下承板梁制造工艺探讨
摘 要： 下承板梁桥的制造，以往采用的工艺是先在桥梁各部件的半成品上号钻小孔，将板梁整体组装，再扩钻至设计的孔径。这种制造方法虽然钉孔重合率好，但是工作量大，操作难度也很大。现介绍一种新的制造方法，即一次将桥梁各部件的半成品出足孔径的生产工艺，并对制造工艺中的问题进行探讨。
关键词： 板梁桥；钢结构；焊接；桥梁制造
中图分类号： U445.472；U445.583 文献标识码： A 文章编号： 1003-4722(1999)02-0046-03
Study of the Manufacture Technique for
the Railway Through Plate Girder Bridge
LIU Chun-feng1,ZHANG Xi-lan2
(1.Shanhaiguan Bridge Plant,Ministry of Railways,Qinghuangdao 066205,China;
2. The 4th Reconnaissance and Design Institute,Ministry of Railways,Wuhan 430063,China)
Abstract: In the past,for producing the through plate girder bridge,usually small holes should be drilled on the semi-manufactured members first,then holes should be drilled according to designed diameter on monolithic assembly plate girder.This method is good,but work load is heavy and operation is difficult.At present,a new manufacture technique that holes are drilled into its designed diameter directly is introduced,and the new problems in manufacturing are inquired in the paper.
Key words: plate girder bridge；steel structure；weld；bridge manufacture
1 前 言
下承板梁桥的跨度一般小于40 m，其主要承重结构是2片工字形截面的主梁。在2片主梁之间，有纵梁和横梁组成的桥面系，桥面搁置在纵梁上，主梁间设有下平联。在桥梁制造中，涉及到的主要问题是主梁、横梁的下料，预留收缩量及出孔等。因此，需要做出较为合理的工艺，以保证桥梁的质量。
2 主 梁
2.1 主梁盖板
跨度较小的板梁桥一般只采用单层盖板，跨度较大则采用双层盖板。跨中区段用2层盖板，两端区段用1层盖板。在盖板的制造中，单层盖板下料之后即可卡样出孔。但在双层盖板制造时，首先要考虑双层盖板的出孔问题。通常有2种工艺方案：一种是每块板先出孔，出孔后组焊在一起；另一种是2块板先组焊在一起，然后再一起出孔。前一方案由于焊接收缩量很难控制，导致焊后2层盖板的钉孔重合率较差，因此一般很少采用。在后一方案中，2层盖板间有较大的间隙，钻孔时易积切屑。但从实际经验来看，这个方案还是可行的。在组焊双层盖板时，为了避免双层盖板在施焊过程中发生变形，要采取一定的工艺措施加以控制。如双层盖板两边的焊缝同时施焊，或者在单边施焊时用卡具将双层盖板与另一盖板同时卡住，增强盖板强度以控制变形。
2.2 主梁腹板
主梁腹板由于尺寸比较大，施焊次数及修整量也多，相应的收缩量也较大。为了确保孔的位置准确，采用组焊、修整后出孔是比较可行的办法。
下承板梁桥的拱度是设置在主梁上。确切地说是设置在主梁的腹板上，因此在腹板下料出孔时，要把主梁的起拱考虑进去。通常情况下腹板都需要接料，下料方案有下列3种：①根据腹板的规格尺寸先接成一大块荒料，然后在这块荒料上切割出腹板，见图1。这样下料虽然拱度曲线能与设计值完全吻合。但整平和刨边都很困难，就目前工厂的设备能力来说，此方案是不可行的；② 将腹板下成3段料即1块梯形(N1)、2块矩形(N2)，然后接成腹板料，见图2。这种方案从工艺和设备能力来讲是可行的，同时能够保证腹板的拱度和质量，但是，腹板的拱度值不能与设计的拱度值曲线完全吻合，拱度值不很理想。③ 将腹板料下成3段料，即1块矩形，2块梯形，然后接成腹板料，这种方案的结果与方案②相同。
图1 腹板下料方案1 |
图2 腹板下料方案2 在实际工作中，按方案③接料时很容易出现把料接反的错误。因此，采用方案②下料比较多。方案(2)中梯形料N1的锐角α，由腹板的拱度值及矩形料N2的长边尺寸决定。即： α=90-θ,θ=sin-1(f/L1) 式中，f为预设拱度值，L1为矩形料N2的长边尺寸。L1大小由接料焊缝的位置决定。从腹板的受力来看，梁中弯矩最大，所以接料焊缝的位置最好取在距梁端L/4～L/3处，同时要错开腹板上的孔群200 mm以上。 ΔL=400/(H+2B)+250 n/L 式中，ΔL为每米的收缩量(mm)，H为腹板高，B为盖板宽，n为单侧竖劲肋数量，L为腹板长。此外，矩形料N2应留2次切头量，以确保主梁最后的长度尺寸。 |
图3 腹板出孔位置示意 3 横 梁 |
图4 横梁上盖板示意 3.2 横梁腹板 |
图5 横梁腹板下料方案 3.3 横梁盖板与腹板的组焊 |
图6 横梁的腹板与盖板组焊、钻孔示意 组焊修整前卡钻的样板是一块矩形样板，使用该样板把图中A部位的孔钻出。组焊修整后再使用条形样板，把图中B部位的孔钻出。这里要注意的是在第2次卡钻出孔时，是以第1次钻出的腹板两端最下部2个孔为准，找出斜方L值，确定接钻样板的位置。此外，由于当横梁受力时，横梁下盖板受拉，上盖板受压。致使板梁桥两侧的主梁上端向里倾斜。故划线2次接钻时，横梁腹板上部两端孔的距离b比下部两端孔的距离a要大3～4 mm，这样桥在架设完成以后,2片主梁上端略微向外倾斜，对主梁受力有益。 作者简介： 刘春凤(1963-)，女，工程师，1986年毕业于西南交通大学桥梁专业，工学学士。 作者单位：刘春凤，铁道部山海关桥梁工厂，河北 秦皇岛 066205； |
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