黄河班多水电站钢桁梁桥设计及制作工艺

黄河班多水电站钢桁梁桥设计及制作工艺

任国志

甘肃建筑职业技术学院甘肃兰州730050

【摘要】本文主要介绍了黄河班多水电站进厂交通桥桥梁支座和预埋件以及桥身结构的设计和钢桁梁工厂制造标准，同时对钢桁梁制造工艺流程及其制造工序工艺措施和质量控制要点进行说明。希望能够对相关的工程技术人员提供一定的参考和借鉴。

【关键词】钢桁梁；设计；制作；工艺

一、工程概况

黄河班多水电站为黄河干流龙羊峡以上、海拔3000m以下河段水电（调整）规划的第二个梯级电站，坝址左岸位于青海省海南州兴海县与右岸同德县交界处的班多峡谷出口处。黄河班多水电站进场交通桥是水电站对外交通和重大件运输的重要桥梁工程。为适应大件运输转弯半径需要，桥轴线与泄洪闸轴线交角定为80ｏ，分别斜向跨越导流明渠和泄洪闸。

二、设计原则

1.桥梁设计标准

设计荷载为汽车-60级，验算荷载为挂车-220，桥面宽度9m（人行道）+2x0.5m（防撞护栏），孔跨布置为1X30米（跨导流明渠）和2X31米（跨泄洪闸）钢桁架梁。钢桁梁桁架高2.50m，节间距3米，宽6.5m，两侧设置悬臂长度1.75m。

桥面铺装为40号防水混凝土，铺装层在支座处厚6cm，在桥梁跨中处厚13cm。桥台及桥墩处均设板式橡胶支座。

2.建筑材料：

桥面铺装防水层为30号防水混凝土，桥面铺装层为10厘米厚中粒式沥青混凝土。上半纵联和下半纵联及斜杆均采用热轧等边角钢（160X12X160），其余各联均采用Q235qD.焊接材料按相关规范与规程选用，焊条、焊丝、焊剂等焊接材料要有质量保证书及烘培记录。焊接材料在使用前应是干燥和完好的，暴露在空气中超过规定的焊条、焊剂严重吸潮，应进行烘热，严禁使用脱皮或生锈的焊条。

3、桥梁支座及预埋件设计

桥梁支座反力最大值为1878KN，可以根据支座反力来选取支座，本桥采用板式橡胶支座。预埋件生产应符合设计要求，经自检、专检合格后才允许运入现场。为了防止变形，运输的时侯要轻装轻放。

施工人员在预埋前应提前进入现场，用水准仪调整各预埋件标高，用经纬仪校准轴线，钢丝拉轴线，米尺、直角尺等工器具进行检验，预埋件必须焊接牢固，确保预埋件浇砼时不偏斜，不移位。预埋时应按图纸标高、轴线进行。在浇注砼前应对预埋件进行复验校正，若超限，应及时予以修正。预埋后经进行自检和互检，合格后应填自检记录，并上交质检部进行验收。砼浇注后安装前要进行检查预埋件是否有损坏、偏移等并做好记录以便安装时校正参考。

4、桥身结构设计

桥身结构按照设计要求荷载进行计算，按相关规范进行设计。主桁架高2.5m，节间距为3m，宽6.5m，两侧设置1.75m悬臂，各杆件均为焊接而成，构件间也为焊接连接。

4.1.结构用材

上半纵联和下半纵联及斜杆均采用热轧等边角钢（160X12X160），其余各联均采用Q235qD。结构钢用钢应符合标准规定的Q235qD钢的要求，保证其抗拉强度、伸长率、屈服点，碳、硫、磷的极限含量。

4.2.结构制造

所有钢构件在制作前均1：1放施工大样，复核无误后方可下料。钢材加工前应进行校正，使之平整，以免影响制作精度。焊接时选择合理的焊接顺序，以减小钢结构中产生的焊接应力和变形，焊缝长度及高度、焊缝检验等级符合设计及规范要求。

4.3.钢结构表面防腐

钢结构防腐共三层：底漆为环氧富锌漆底漆，0.08毫米；环氧云铁中间漆，0.12毫米；丙烯酸聚氨酯面漆，0.15毫米。

三、工厂制造标准及制造工序工艺措施

1、工厂制造标准

工厂制造按照《钢结构焊接规范》（GB50205-1995）、《钢结构工程质量检验评定标准》（GB50221-95）、《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-95）、《建筑钢结构焊接规程》（JTJ81-91）等规范、规程及标准执行。

2、制造工序工艺流程及措施

2.1.钢结构制造工序工艺流程，如下图：

2.2.材料检验

钢结构制作与安装需用的钢材，必须由供应部门提供合格证明及有关技术文件。钢材质量必须严格遵守国家有关的规范、技术标准和设计要求，并遵循相关实验规程进行试验。连接材料（焊剂、焊丝和焊条，普通螺栓、高强度螺栓以及铆钉等）和配件以及涂料均应有质量合格证。

2.3.材料矫正

矫正是钢结构制作工艺中的关键工序，同时也是钢结构制作质量的重要环节。采用的型材，如果变形超限，下料前应进行矫正。制作钢结构的钢材矫正应用平板机、型钢矫直机矫正和人工矫正，矫正后钢材表面，不应有明显的凹面或损伤，划痕深度不大于0.5mm。

钢结构制造工序工艺流程图

2.4.放样

放样前应熟悉工艺标准、核对施工图、掌握各部件的尺寸。度量所采用的工具必须经法定计量单位校验。放样时应以实际尺寸按施工图纸1：1的大样放出相关节点以及连接尺寸，以作为控制号料、弯制、剪切、钻孔和组装的依据。

2.5.号料

号料前应熟悉样板上的符号和号料数量。板材号料应号出基准检查线。号孔应号规孔线。号料后应在零件上标注零件的数量、编号、加工方法等，并用不同颜色标注零件不同的材料。

2.6.切割

桁架梁钢板切割均采用气割。在气割型材和钢板时，型钢和钢板气割面的割纹深度和平面度以及局部缺口深度都必须满足规范规定。

2.7.加工

应保证构件连接接触平整、严密和坡口质量，切割后钢材边缘应进行加工。边缘加工的长度、宽度、相邻两边夹角、边直线度、加工面表面粗糙度以及加工面垂直度都必须满足规范的规定。

2.8.焊接

不得使用焊芯生锈或药皮脱落的焊条以及受潮结块的焊剂。焊钉、焊丝在使用前应进行清除铁锈、油污等工序。

2.9.组装

组装前，应按按照钢结构施工图、施工方案以及下料单，检查和清点加工件的数量、规格、材质以及加工质量，并将沿焊缝边缘每边30～50mm范围内和连接接触部位的污垢、毛刺、铁锈等清除干净。

2.10.矫正

组合H型钢因焊接产生的变形，拟采用机械和高温加热矫正调直，加热矫正后应自然冷却，在矫正过程中，不得损坏钢材材料组织。

2.11.除锈、施涂

下料后无论钢材内外表面在组装前或形成零部件前必须先行表面净化处理和除锈。表面净化要除油（用四氯化碳溶液清洗）、除尘（压缩空气吹洗）、除锈（机械铲除）保持干燥表面。

参考文献：

[1]《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）[s].中国建筑工业出版社，2011；

[2]《钢结构工程质量检验评定标准》（GB50205-2001）[s].中国计划出版社，2001；

[3]《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）[s].，2002；

[4]《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-2001）[s].中国建筑工业出版社，2002；

[5]《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB/T11345-2013）中国标准出版社，2013.