朝阳钢塔制作技术

 齐  浩  杨永强  陈  正

 （中铁山桥集团有限公司，河北秦皇岛  066205）

摘  要：随着大型钢结构制作技术的成熟和发展，桥梁中也越来越多的采用钢塔。以朝阳钢塔为例，着重阐述锚箱、壁板、横隔板等各单元件制作的工艺要点及质量要求。另外，对钢塔的分段方案以及塔段的整体组焊控制技术进行介绍。

关键词：钢塔；分段；单元件制作；组焊  DOI:10. 13206/j.gjg201604020

1  工程概况

 本工程位于辽宁省朝阳市燕都新城，对朝阳市燕都新城的发展至关重要。钢拱塔在横桥向为两个椭圆形拱，在纵桥向两个椭圆形拱分别向两侧倾斜200角，呈“V”形。钢拱塔从承台顶起算，塔高为51. 747 m，桥面以上高为41. 747 m，桥面以下高为10 m。塔身截面为钢箱截面。塔身截面在横桥向和纵桥向均为变截面，塔顶截面尺寸为2.5 m×2.6 m，塔底截面尺寸为4.5 mx4.6 m。钢拱塔主体结构材质为Q345qE，其立面和断面示意分别见图1和图2。

2分段方案

 综合考虑吊机起吊能力、梁段运输最大外形尺寸、车间制作、工地架设方案等，来确定分段长度。两个塔各分为19段，其中1 8段左右对称制作，为T02Y-T82Y段，塔顶设中间合龙段，为TH段。质量区间为1.3～5 t，其中T2段质量最大为50. 068 t。

3  单元件制作的工艺要点

3.1锚箱单元工艺要点及质量要求

 锚箱单元示意见图3，其制作工艺复杂，需要注意的要点如下：

 1)腹板采用数控火焰精密切割，并用赶板机矫平，端部预留机加工量，下料后要在明显位置标注零件号。

 2)承压板及锚垫板孔采用数控切割，孔壁留机加工量，锚垫板、承压板厚度留加工量。

 3)锚管采用数控带锯机切割。

 4)质量要求：锚管端面垂直度、锚管支撑肋板加工边缘垂直度均不大于0.5 mm。 

5)采用分步组装、焊接、检验的工艺方法，施工中要严格按组焊顺序操作，并注意板件坡口的组装方向。

 6)采用CO2气体保护焊，尽可能地减少焊接变形。

 7)锚头单元整体焊接修整合格后，进行锚孔、承压板平面、锚头腹板边缘机加工。

3.2  内、外壁板单元工艺要点及质量要求

 1)在精确划线后火焰精密切割，并用赶板机矫平。划线时按工艺要求预留焊接收缩量及二次切头量，下料后要在明显位置标注零件号。

 2)划线时将折弯线、钢锚箱隔板线，桥塔中心线、横隔板定位线、壁板横、纵基线一并划出。并将横、纵基线及理论切头线准确地返至钢板另一表面上，用样冲做好标记，标记点用记号笔圈出。

 3)质量要求：划线误差限值0.5 mm，长度公差限值±3 mm，宽度公差限值±2 mm，对角线公差限值±2 mm。

 4)组装竖肋时以中轴线为基准，分别向两侧划线，组装时注意方向，竖肋在钢锚箱处断开。

 5)采用CO2气体保护焊，尽可能地减少焊接变形。

 6)组装、焊接、修整时不要破坏定位尺寸线标记。

3.3拉索侧壁板单元工艺要点及质量要求

 拉索侧壁板见图4，其制作工艺要点为：

 1)在精确划线后火焰精密切割，用赶板机矫平后进行边缘及坡口加工。划线时按工艺图预留焊接收缩量．下料后要在明显位置标注零件号。

 2)划线时塔柱外侧椭圆孔长短轴线、塔柱外侧椭圆孔轮廓线、横基线、隔板定位线、理论切头线一并划出，并将横基线及理论切头线准确地返至钢板另一表面上，用样冲做好标记，标记点用记号笔圈出。

 3)切割椭圆孔时，对于边塔柱前壁板将割具倾斜两个角度a和β（图4），对于中塔柱后壁板将割具倾斜一个角度β。

 4)质量要求：划线误差0.5 mm，长度公差限值±3 mm，宽度公差限值±0.5 mm，对角线公差限值±2 mm。

 5)组装竖肋时严格控制横隔板处板肋间距，板肋在钢锚箱处断开。

 6)采用CO2气体保护焊，尽可能地减少焊接变形。

 7)组装、焊接、修整时不要破坏椭圆孔定位尺寸线标记。

3.4  横隔板单元工艺要点及质量要求

 横隔板单元见图5，其制作工艺要点如下：

 1)采用数控等离子精密切割，并用赶板机矫平，编程时预留焊接收缩量，下料后要在明显位置打写零件号。

 2)对于锚箱处隔板，由于横隔板垂直于锚箱腹板，其与钢塔内、外壁板外边缘在板厚方向上有一夹角（即坡口），需要将割具倾斜一个角度，以保证横隔板与塔柱壁板密贴，以及纵肋顺利穿越。

 3)质量要求：长度及宽度均为正公差，且小于1mm;对角线公差限值±2 mm。

 4)组装肋板时要注意隔板的坡口方向。

 5)采用CO2气体保护焊，尽可能地减少焊接变形。

4  塔段整体组焊

 塔段为左右对称件，组装时要注意成对关系，最好一对左右件同时组装。

 1)将外侧壁板置于有钢塔线型的组焊胎上，根据外侧壁板上的锚箱隔板中心线及角度样板，组装钢锚箱单元，见图6。组装时，采用平尺检测并调整使锚箱隔板与塔段腹板上的承压板及锚腹板定位线重合，其误差控制在±0.5 mm。

 2)根据外侧壁板上的隔板定位线组装横隔板单元，见图7。

 3)组装塔段腹板单元。组装时，以塔段横基线为基准端，使外壁板单元及腹板单元的横基线对齐，如图8所示。同样使用平尺检测并调整锚腹板、锚箱隔板与钢塔腹板的承压板及锚箱腹板定位线重合，锚孔中心线与拉索中心线重合，其误差控制在±0.5 mm。检查箱口对角线尺寸，合格后定位焊接。

 4)组装内侧壁板单元，为保证钢塔节段整体几何尺寸，在钢塔节段组焊、修整、焊缝检侧合格后，对钢塔节段端部进行划线切割。组装时，以壁板横基线为基准组内壁板单元，检查箱口对角线尺寸，合格后定位焊。对于柱端口没有横隔板的要加装工艺隔板保证箱口截面尺寸，最后组装外接拉索护管。组装时应注意护管与承压板的同心度，组装示意见图9。

5  结束语

 随着我国经济的发展，国内桥塔的样式越来越多，而且，桥梁往往不仅肩负着通过性的功能，还承担着城市景观甚至是地标式建筑物的功用，在形成美好景观的同时，也给钢结构制造业带来很大的难度和挑战。只有不断进步和完善，研究能与之适应的新方案和新工艺，才能适应市场的需求。