科技日报记者 王延斌
将千吨“大梁”架到高速公路大桥上总共分几步?10月15日,中铁四局承建的山东省重点工程——高商高速公路(即高青—商河)项目钢箱梁施工全部完成。该项目总工程师黄智荣向记者揭秘了千吨“大梁”的上桥术。
据了解,高商高速是山东省高速公路网规划中的重要组成部分,全长56.89公里。此次架设的钢箱梁长70米、宽33米、高1.8米、重1092.25吨,是高商高速项目全线最后一联钢箱梁。
钢箱梁又叫钢板箱形梁,是大跨径桥梁常用的结构形式,因外型像一个箱子而被叫做钢箱梁。
将重达1092.25吨的钢箱梁架到横跨国道的桥梁上并非易事。黄智荣说,他们运用了先进工艺和工装设备,通过预制、拼装两个步骤完成了千吨“大梁”的架桥全程。
“首先是钢箱梁的制作环节。”黄智荣说,他们在车间里把钢箱梁分段加工,然后再拿到现场进行拼装焊接,这样就组成了单元梁段。

在桥梁设计中需要验算可变荷载挠度来体现结构的刚度特性。其中,预拱度是为抵消梁、拱、桁架等结构在荷载作用下产生的挠度,而在施工或制造时所预留的与位移方向相反的校正量。桥梁挠度的产生的原因有永久作用挠度和可变荷载挠度。永久作用是恒久存在的,可变荷载挠度虽然是临时出现的,但是随着可变荷载的移动,挠度大小逐渐变化。
该项目现场队长葛磊表示,他们综合考虑了很多因素,比如桥面要承受的车道荷载和车辆荷载要求,还有地基会不会沉降,以及弹性变形和非弹性变形等情况,然后对预拱度进行精细调整。这种科学合理的预拱度设置方法,可有效抵消支架的弹性及非弹性变形,从而确保钢梁安装的线型符合设计要求。
黄智荣介绍,在零件下料、加工、拼板环节,科技应用同样显著。据了解,该项目部运用FastCAM软件(用于任意形状零件的绘图、编程、套料、校验和数控切割的软件)进行排料,通过软件的精确计算,确定各个零部件的精确尺寸;对于不同类型的焊缝,采取了针对性的处理措施。葛磊举例说,例如,平行焊缝之间的间距应大于200毫米,尽量避免十字焊缝,如无法避免则采取焊接补强措施并加强检测,对焊缝采取100%射线检测,表面采取MT(磁粉检测)/PT(渗透检测)或UT检测(超声波检测)等。
这些科技创新举措保障了钢箱梁的架设质量和施工进度。