1 工程概況及技術(shù)難點
虹橋綜合交通樞紐是集機場、磁浮、鐵路、地鐵、出租、公交等一系列交通樞紐的綜合性交通樞紐見圖1。虹橋綜合交通樞紐位于上海市西郊的華漕鎮(zhèn)和長寧區(qū)的虹橋地區(qū)。
虹橋樞紐樓前高架橋北工程，是最大跨度達56米，標(biāo)準(zhǔn)跨度為50米的鋼箱橋體，具有超大面積、超重鋼箱體偏心構(gòu)件和雙曲面空間體等結(jié)構(gòu)特點和制造難點： 第一、為解決橋面泄水問題， 橋面不是平直的，而是有坡度和拱度的，因而制作時要充分考慮橋面板焊縫的收縮，在胎架放樣制作中消化到1.5 米間距的每一個工作點上；第二、為保證雙曲面橋體的弧面美觀的外觀要求，必須減少焊接點和焊接量，在放樣制作中根據(jù)鋼板曲率和鋼板延伸率的原理確定單塊鋼板面積的最大極限，同時采用火焰變形方法，掌握鋼板變形狀態(tài)；第三、大量采用16mm－18mm 的薄板，大部分采用立焊、仰焊等非常規(guī)焊接方法，焊接質(zhì)量和焊接變形控制都將是一個嚴峻考驗。 同時針對箱體拼接板厚變化頻繁的特點，制作過程中既要考慮工廠拼板焊接，又要考慮制造段間的拼裝焊接，同時考慮工地大拼裝與吊裝合攏段的焊接條件，在鋼板坡口形式、焊接方法、焊接間隙控制、檢驗方法上必須進行工藝創(chuàng)新；第四、超大面積、大噸位、空間截面復(fù)雜構(gòu)件對工地大拼裝、翻身和移動對重心點的確定提出了極高要求。
2 吊裝區(qū)塊的工廠制作
根據(jù)現(xiàn)場起吊能力、位置的布置及安裝順序?qū)⒛骋粎^(qū)域橋體劃分為若干個吊裝區(qū)塊。每個吊裝區(qū)塊根據(jù)運輸限制（構(gòu)件的長、寬、高及重量的限制）又劃分為若干個工廠加工出廠的制作區(qū)塊。
吊裝區(qū)塊的制作思路：被劃分出的吊裝區(qū)塊在胎架上整體制作，采用倒裝法。區(qū)塊內(nèi)各運輸段的面板、底板單獨拼接、矯正后下料，面板在胎架上點焊成整體。利用運輸分段處的肋骨嵌補段位置用碼板固定板間對接縫，腹板可按板長整體安裝，分段時切割開。在安裝橋面U型肋、球扁鋼（僅點焊）后，安裝焊接成部件的橫向隔板和橫向隔倉，利用隔板的支持安裝橋體腹板，在隔倉上部安裝橋底U型肋、球扁鋼，最后安裝橋底板。為控制橋體的焊接變形，先完成隔板與腹板之間的焊縫，且采用分步退焊，使隔板與腹板形成相對固定的井字格。而后焊接腹板、隔倉板與U型肋、球扁鋼、面板、底板的焊縫，使隔板、腹板與面、底板形成穩(wěn)定的箱體，最后焊接U型肋、球扁鋼與面板的焊縫。運輸段翻身后焊接U型肋、球扁鋼與面板的焊縫。
2.1 由于工廠的生產(chǎn)按吊裝計劃劃分制作區(qū)塊，每一制作區(qū)塊又包含3-4個吊裝段，而每一制作區(qū)塊是在不同的胎架上進行制作，因此在制作區(qū)塊間存在四周接口問題。現(xiàn)規(guī)定吊裝順序在后的且面板外伸的接口邊放30mm的調(diào)整切割余量，見圖2.1。
舉例：下圖為第四區(qū)段中3個安裝區(qū)塊的安裝順序；最先安裝的是第一制作區(qū)塊（含4-1、4-2、4-3、4-4吊裝段），其他的區(qū)塊配合它，因此其四周不放余量。后裝的第二制作區(qū)塊（含4-5、4-6、4-7、4-8）與第一制作區(qū)塊的結(jié)合邊放30mm余量后供工地調(diào)整用，再后裝的第三制作區(qū)塊（含4-9、4-10、4-11、4-12）與第二制作區(qū)塊的結(jié)合邊放30mm余量后供工地調(diào)整；以此類推。
2.3 由于橋梁的各截面有相似性，內(nèi)部的零件尺寸相近，同時橋梁的拱度變化較緩，在安裝時會出現(xiàn)位置裝錯，上下邊、左右邊裝反，因此必須有一個統(tǒng)一的標(biāo)記方向和方法：
(1) 詳圖中的平面是橋梁的實際安裝位置，零件編號的標(biāo)記面為：橋?qū)捪驗榻鼈?cè)向遠側(cè)，橋長向為橫截面的剖面視向（詳圖上均有安裝標(biāo)記，用鋼印標(biāo)記在零件上）；零件編號的標(biāo)記位置：左上角距離側(cè)邊400mm。
(2) 由于安裝采用倒裝法，實際安裝時面板、底板的標(biāo)記在右上角反面，腹板的標(biāo)記在右下角正面，隔板的標(biāo)記在左下角反面，見圖2.3。
(3) 安裝標(biāo)記用鋼印及記號筆，面板、底板、腹板零件用記號筆。
2.4 制作區(qū)塊內(nèi)各制作分段的面板、底板、腹板的對應(yīng)位置
工廠制作區(qū)塊的地樣中有隔板及腹板的位置線（由工作點引出），每一制作段中的面板、底板上標(biāo)記在胎架上就位的位置線，基準(zhǔn)位置線選擇近側(cè)第一條腹板位置線（橋?qū)捪颍谝粭l橫隔板線（橋長向），見圖2.4。
2.5 制作分段制作完工對各運輸段進行檢驗和補充如圖2.5所示內(nèi)容：增加各制作段間的現(xiàn)場間距控制線，在每一現(xiàn)場對接焊縫邊的兩側(cè)各100mm的線上標(biāo)注3處（3點鋼?。，F(xiàn)場組合時按206mm為控制間距。對應(yīng)運輸段號，見圖2.5。
2.6 部件組合
2.6.1安裝之前，部件先進行組合、焊接、矯正，不能將部件的焊接和焊接變形帶到整體組裝中。如下圖中的橫隔板、橫向加筋的處理：
a.箱形橋梁的內(nèi)部的隔板部件，在零件下料后先組合成部件，分步退焊后矯正，見2.6.1-1。
(1).頂板用T排（U型槽)組合、焊接、矯正在T排組合前進行40mm/4米的反變形，焊接采用分段退焊。減少角變形和拱度。
(2).分段處的橫隔板、橫向加筋的焊接、矯正和加固處理
(3)．由于橋面有1%的傾斜，因此橫隔板、橫向加筋、T排的對角線不等。（零部件的兩側(cè)垂直地面）安裝之時要注意方向，見圖2.6.1-2。
(4). 箱型橋梁的面板的組合、焊接后的矯正必須先完成，不能將變形留給下一步。雖然在這一環(huán)節(jié)花了較大功夫和較長時間，但實踐證明非常有利于后期制作，拆分后的運輸段箱梁變形小，總的制作周期反爾縮短了。
2.7 彎曲零件加工
(1). 單向弧形板的彎制采用三芯輥輪上進行弧形板的卷制成型或模具壓制。并用樣板進行檢驗見圖2.7.1。
(2).雙向弧形板的壓制，在放樣后的鋼板上畫出寬度中心線，利用沿中心線多節(jié)段的壓制出近似的雙曲面。
(3). 橋面上走圓弧的U型肋，用折線替代，圖2.7.2。
圖2.7.2弧形板的壓制、放樣
2.8制作實施
(1).在按要求設(shè)置的相應(yīng)胎架上采用倒裝法工藝裝配，以橋面板作為基準(zhǔn)面，在胎架上放置橋面板，劃出U型肋或球扁鋼、橫隔板和腹板等零部件的位置線，裝配U型肋或球扁鋼、橫隔板、腹板和腹板豎向加勁、底板球扁鋼等零部件。
(2).安裝焊接成部件的橫向隔板和橫向隔倉,側(cè)向設(shè)置支撐。安裝從中間向邊緣展開。隔倉的標(biāo)記、方向需確認，吊線檢驗。
(3).利用隔板的側(cè)向支持安裝腹板，調(diào)整隔倉板與腹板的相對位置。
(4).擴大裝配范圍，對形成井字格的位置進行分段立焊。部分安裝底板U型肋或球扁鋼作為框架的支持件。
(5).安裝邊緣隔倉板和底板U型肋或球扁鋼。如圖2.8.4~2.8.7。
圖2.8.4擴大裝配范圍圖 2.8.5安裝邊緣隔板
(6).擴大腹板與隔倉板間焊縫的范圍，焊接隔倉板與U型肋、球扁鋼間的焊縫，焊接腹板與面板間的焊縫。
(7).從圓弧側(cè)裝開始安裝橋底板。
(8).底板安裝完畢后，焊接腹板、隔倉板與底板間的焊縫，最后焊接U型肋、球扁鋼間焊縫。各運輸段拆分后，焊接底板與U型肋、球扁鋼間焊縫。
(9).標(biāo)記現(xiàn)場對接符號（面板、底板），清理胎架與構(gòu)件的焊縫，檢驗整體構(gòu)件，記錄各胎架支座處的間隙數(shù)據(jù)，用與下次制作段的調(diào)整。清理制作分段間的馬板，分離各工廠制作分段。設(shè)置支撐、安裝工廠翻身用吊點，吊點的位置設(shè)置在腹板、隔板交叉處（因此處的腹板、隔板已與底板焊接）。
(11).分離前的各工廠制作分段，在一側(cè)無縱向腹板的隔艙板間設(shè)置支撐（支撐用厚度t=12mm的連接板帶L100X12的角鋼），以防吊運和翻身時構(gòu)件變形。分離制作件，翻身后將構(gòu)件放置平穩(wěn)，焊接剩余焊縫。安裝工地吊點。矯正后驗收，并打上制作段標(biāo)記。見圖2.8.8~2.8.9。
3 結(jié)語
虹橋樞紐樓前高架橋目前已全線通車，寶鋼鋼構(gòu)通過精心組織、精細管理、用于創(chuàng)新，克服了技術(shù)要求高、加工量大、工期緊等困難，優(yōu)質(zhì)高效地完成了虹橋樞紐樓前高架橋北區(qū)工程的加工制造和現(xiàn)場大拼工作。通過對大跨度雙曲面鋼箱梁制作創(chuàng)新工藝進行分析總結(jié)，初步證明該類道橋鋼箱梁制作工藝的適應(yīng)性和有效性，為業(yè)內(nèi)同行提供可供參考的實例。
參 考 文 獻:
[1] TB10212-98 鐵路鋼橋制造規(guī)范 北京 中國鐵道出版社 1998
[2] DGJ08-117-2005 城市橋梁工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范
[3] JTJ 025-86 公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 北京 人民交通出版社 1987
作者簡介：賀明玄：寶鋼鋼構(gòu)有限公司總工程師
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