广珠城际铁路32m双线双箱箱梁内模板加工制作工艺及工艺优化

广珠城际铁路32m双线双箱箱梁内模板加工制作工艺及工艺优化摘要：该文主要就广珠城际铁路32m双线双箱预制梁钢内模板的制作工艺做了详细介绍。

关键词：组装焊接分箱控制胎膜工装组装成形整板弯曲成形

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一、模板组装焊接分箱控制工艺与传统工艺的比较

传统模板组装焊接工艺是:先固定面板→装横向加强筋并与面板点焊→装纵向加强筋并与面板点焊→纵、横加强筋与面板分段平焊 →横筋与纵筋翼缘板对接平焊→横筋与纵筋腹板对接仰焊。传统工艺只注重了焊接顺序对焊接变形的影响，忽略了焊缝收缩的影响。例如内模标准段6m一节的钢模被10根12#工字钢横筋分成了11个箱，中间用同规格的工字钢将11个箱又分成了大小不等的几十个小箱(以标准段底模为例：见图3.1.1)，纵横筋接头焊缝相当多，加之，型钢下料尺寸误差，加大了型钢接头处的焊缝尺寸，每个焊缝收缩量大约在1-3mm之间，因此焊缝收缩是引起变形的主要原因。传统的钢模焊接组装工艺造成面板被纵横筋焊缝收缩拉成四周上翘，中间突起的锅底状，平均对角上翘量7-20mm，不平度远远超过要求，在拼装前，需要经过大量的调校处理。

模板组装焊接分箱控制工艺，从两端起往中间分箱组装焊接，其组装焊接顺序如下：固定面板→从一端起装该端的第一根横向加强筋压实并与面板点焊→分段平焊→装第一箱纵向加强筋→压实与横筋对接焊→压实与面板分段焊→装第二根横向加强筋与纵筋对接焊。然后从另一端起组装焊接好一箱后，再回到第一端组装焊接第二箱，这样对称跳跃式的组装焊接，使每一箱的焊缝的到了充分冷却收缩，到最后一箱，我们再根据焊缝收缩的累计实际尺寸确定最后一箱的纵筋尺寸。这样不仅有效弥补了由于焊缝收缩造成的变形，而且焊缝得到了充分、及时的收缩，减少了焊接应力,有效的控制了钢模的拱曲变形，每扇钢模的对角上翘量降到了1-3mm，确保了钢模的表面平整度要求，大大减少了调校工作。

二、边模整体弯曲成形法与胎膜工装组装成形法的比较

1、边模胎膜工装组装成形法

标准段边模胎膜工装组装成形法工艺流程是用工钢和槽钢，按边模外形尺寸，设计、组装焊接出边模工装,再将边模按外形尺寸分解下料后，在边模工装中组装成形。

1)首先将边模面板分解成3块：面板1尺寸441mm×6000mm；面板2尺寸693.5mm×6000mm，过渡圆弧面板3。

2）装面板1、2并压实，点焊在胎膜工装上，装纵横向加强筋、圆弧面板加强筋。

3）从工装胎膜中取出组装焊接好的边模。

4）组装圆弧面板3，将用卷板机卷制好的圆弧面板3承压与面板1、2对接满焊，与圆弧面板加强筋点焊并分段焊。

5）打磨面板焊缝。

过渡圆弧面板3是一块6m长半径为194mm的1/4圆的圆弧面板，是板材在卷板机卷出半径194mm的圆筒后切割而成，受卷板机尺寸限制，最长只能卷制2m长的圆筒，所以胎膜工装成形的边模，圆弧面板3是由3段半径为194mm的1/4圆弧对焊而成。由于切割缝损耗，一个圆筒只能切割出3块2m长，半径为194mm的1/4圆弧面板，不仅造成了1/4圆筒浪费，而且由于切割受热变形，切割出的圆弧面板并不标准，组装焊接前必须进行大量的调校工作。采用胎膜工装成形法制作边模，工艺复杂，工序多，焊接量大，面板焊缝多，焊接变形大，焊接成形后需进行大量的打磨，调校工作,而且使用时焊缝处常常开裂，返修频率高，使用质量差。

2、边模整板弯曲成形法

1)首先根据Q235钢板机械特性，通过取宽10-50mm,长800mm多块宽度尺寸不等的δ6mm热扎钢板样条，模拟边模过渡圆弧做圆弧弯曲实验，测出δ6mm钢板弯曲成R194mm1/4圆后的延伸量ξ，根据δ6mm钢板测出的延伸量ξ，计算出的边模面板两纵筋之间的过渡圆弧未弯曲延伸前的尺寸C，C=1/4πd –ξ+（441-a-b）+(693.5-d-e-f)

根据L=a+b+c+d+f计算出边模面板未弯曲前的宽度尺寸L，每节边模长度为6m。

2）在平台上按计算出的边模面板未弯曲前尺寸宽 L,长6m,用墨斗放出边模面板尺寸展开平铺矩形样，在δ6mm钢板上切割出宽=L，长6m的边模面板料，将其平铺在平台的矩形样上，四周间隔500～600mm处焊一限位块，限位。

3）确定面板宽一端为边模的短边，在矩形面板上用板尺和墨斗弹出纵筋的位置距离a、b、c、d、e、f,及横筋和圆弧加强筋的位置距离。

4）在矩形面板长度方向两端，确定出边模横向连接板的横向位置尺寸，在距离面板两端30mm处平台上各加垫一厚δ6mm钢板，并在其上焊接固定一块横向连接板，作为组装确定边模横向连接板尺寸的靠模。

5）在弹出的墨斗线上，组装焊接纵横向加强筋、圆弧面板加强筋。

6）装横向连接板。通过横向连接板上的孔，用螺栓与横向连接板靠模重合连接，中间加一螺栓间隔，连接好后，将横向连接板短边与面板点焊。

7）弯曲。在长边长度方向1/4，3/4处加装一用工钢或槽钢做的矩形框架杠杆,用螺旋撑杆与杠杆连接，旋动螺旋撑杆使螺旋撑杆伸长，长边以G点为起弧点向上弯曲。当长边弯曲到一定角度后，由于角度改变，力的方向随之改变，为了圆弧弯曲成形好，这时要及时更换螺旋撑杆于短边相连，改变力力的方向，旋动螺旋撑杆使其收缩，拉动长边向内弯曲，直到长边面板与横向连接板，圆弧面板与圆弧加强筋密贴。

8）焊接成形，将长边面板于横向连接板、圆弧面板与圆弧加强筋焊接。

9）取除螺旋撑杆，将焊接好的模吊离平台。

边模整板弯曲成形法，摒弃了胎膜工装，靠边模两端横向连接板定位，圆弧加强筋导向，充分利用边模铰支座和螺旋撑杆，采用整块面板在平台上弯曲而成。设计新颖，工艺简单，边模成形好，变形小，板面无焊缝，无须打磨、调校。彻底解决了边模胎膜工装成型法采用多块面板焊缝多、焊接变形大、在使用中焊缝易开裂、返修率高的缺点。无须卷板机卷制圆弧面，减少了设备的投入，表面无须打磨处理，节省了工时，提高了工效。

三、结束语

从应用情况简单阐述.通过工艺优化使钢模板的表面的不平度减小,尺寸精度提高,所以打出来的梁的表面光滑，尺寸精度大大提高。由于是整板弯曲,所以完全不考虑模板使用后焊缝处开裂情况,使返修率大大降低,方便了制梁施工。而且整板弯曲无须使用卷板机，且成型后无须打磨，不仅减少了设备的投入，而且提高了钢模生产的效率，为制梁工作提供了保证。

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