常泰长江大桥录安洲非通航孔桥箱形横梁制造关键技术研究
摘 要：常泰长江大桥录安洲非通航孔桥下层桥面节点处为箱形横梁，横梁的腹板、底板与下弦杆采用高强螺栓连接；箱形横梁制作的质量控制、横梁与下弦杆间的栓孔连接精度控制、横梁与桥面板间的焊缝质量控制为制作难点。针对制作难点，提出了箱形横梁的制作工艺流程和关键控制技术，阐述了箱形横梁块体倒装法制造方案。最终，通过实践验证，本文所提出的制造方案和关键技术合理有效，可为今后类似结构的制作提供重要参考。
关键词：常泰长江大桥；录安洲非通航孔桥；箱形横梁；倒装法；制作工艺；关键控制技术
1 工程概况
常泰长江大桥位于泰州大桥与江阴大桥之间，分别距离泰州大桥约 28.5km, 距离江阴大桥约30.2km。大桥集高速公路、普通公路、城际铁路“三位一体”合并过江，采用上下层布置，上层桥面布置双向6车道高速公路，下层桥面上游侧布置两线城际铁路，下游侧布置4车道普通公路。
常泰长江大桥由主航道桥、天兴洲专用航道桥、录安洲专用航道桥、录安洲非通航孔桥及南北
侧引桥组成。其中，录安洲非通航孔桥采用连续钢桁梁结构形式，跨径布置为（124+124+124）m。钢桁梁采用两桁结构，“N”型桁式,主桁中心间距为35m。连续钢桁梁每跨9个节间，全桥共27个节间。标准节间长度14m，支点处节间长度为13m，梁端节间长度为12.65m和12.4m。大桥立面布置图及横断面图分别见图1、图2。
2结构特点
本桥下层桥面采用公路与轻轨并行的非对称式桥面体系，因受力考虑设计的两榀主桁杆件的板厚、尺寸不尽相同，且纵向三跨连续非对称。下层桥面为正交异性钢桥面板，横向宽度32.8m；上游轻轨范围内的桥面板为复合钢板，复合钢板宽9.1m。下层桥面共设置9道纵梁，纵梁腹板高1.4m；在节点位置设箱形横梁，在两个箱形横梁之间设置3～4道倒T形横肋。箱形横梁腹板高3m，底板宽1.6m，箱形横梁处桥面板宽3m。桥面板加劲肋采用嵌补段连接方式，单个节段内的下层桥面在桥址分三部分进行吊装，即发运块体分别为桥面块体A、桥面块体B和箱形横梁块体，如图3所示。
3杆件制作工艺及关键控制技术
3.1 箱形横梁分块
考虑结构特点，箱形横梁分为上部桥面板单元和下部槽型结构分别制作，再进行块体拼装。此处的桥面板单元分块与桥梁整体下层桥面板单元分块一致，横向分为12个板单元（如图4所示），保证桥面板焊缝的一致性；槽型结构长32.8m，分块综合考虑制作的难易程度、整体尺寸控制、桥面板单元分块、钢板尺寸、工艺装备生产能力、吊装、运输等要求，将槽型结构划分成两段，如图5所示。
3.2 板单元制作
板单元由U肋和面板组成，工艺流程为：钢板预处理→零件下料→机加工→板单元组装→焊接→矫正。
关键控制技术：
1）U肋下料时周边留机加工量；
2）采用数控铣床加工坡口；
3）采用双边数控铣床加工U肋两边缘，确保U肋展开宽度达到公差范围；
4）采用数控折弯机压型，确保U肋几何尺寸达到规定的允许偏差；
5）为保证组装精度，采用U肋自动组装定位系统组装板单元；
6）为保证焊接质量，采用板单元反变形船位焊接机器人系统进行板单元焊接；
7）采用板单元冷矫机床对板单元进行矫正，避免热矫正。
3.3 槽型结构制作
单侧横梁槽型结构由腹板、底板、隔板、纵梁接头板、加劲板组成，两侧槽型结构分别制作，再拼装成整体后参与块体拼装。制作工艺流程为：钢板预处理→零件下料→机加工→底板、腹板接料→底板、腹板单元组焊加劲肋→组装隔板→组装腹板→组装纵梁接头板→修整。
槽型结构在组装过程中，下料、机加工、组装为关键工序，其关键控制技术如下：
1）零件下料：底板火焰切割完成后划横、纵向中心线，通过专用胎形压弯；腹板采用数控
精切下料，并机加工上下边，以控制梁高；腹板长度方向预留焊接收缩量；
天兴洲大桥2）机加工：隔板采用数控精切下料后，机加工两侧边，确保隔板宽度，以控制横梁两块腹板间距；
3）组装：采用正位组装，以底板横纵基线为基准、以隔板为内胎，组装两块腹板单元，保证腹板与底板和隔板严格密贴后，焊接主角焊缝，控制横梁两端梁高。
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