武漢天興洲長江大橋主梁工廠整節段拼裝探討

付小蓮

摘 要：通過對天興洲大橋鋼梁工廠總體拼裝的施工，驗證了大型鋼桁梁結構工廠整節段拼裝、現場整體架設方案的可行性，同時通過場內脫胎移位位驗證了大型鋼桁節段梁的運輸方案的可行性。總結了大型鋼桁梁拼裝技巧。

關鍵詞：鋼梁；拼裝；整節段；輪次；結構；預拼；胎架；焊接變形

中圖分類號：TU997 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3198（2009）03-0269-02

1 整節段拼裝方法概述

全橋共54個節段整體拼裝，以三節段為一個輪次，分四個胎架同時進行拼裝。

胎架最初設計采用2+1型式，即第一輪次拼三個節段，第二及以后輪次以前一輪次最后一節成品梁作為母梁，再拼裝2個節段（1節母梁+2節新拼節段梁）。根據2007年10月上報鐵道部工期，將胎架延長，對各輪次節段拼裝數量做了調整。

根據鋼梁的結構特點和廠內鋼梁的制造情況及設計要求，本次大拼檢測的主要參數有：主桁桁間距，節間距，桁高，主桁軸線度，上、下平面節段對角線，通孔率，板間密貼程度等。

2 拼裝準備工作

2.1 編制施工進度計劃

編制整體施工計劃，并根據總體計劃編制年、月、周、日計劃，并保持動態跟蹤。

2.2 桿件供應準備工作

按設計圖紙編制桿件供應清單，要求工廠按指定批次發送至大拼現場；項目部測量各桿件的細部尺寸，上弦桿件標識測量桁高系統線，具體測量各承插桿間的配合間隙，不合格立即調整。

2.3 高強螺栓施工技術資料準備

繪制高強螺栓節點圖，編制施擰工藝及高強螺栓、工具螺栓、工具沖釘供應計劃。

2.4 布置監測網

在胎架范圍內外布置監測網。

3 拼裝工藝步驟

（１）桿件預拼。

胎架外預拼工作及內容（嚴格按預拼圖進行拼裝），先清理磨擦面上的灰土、油污、凹坑、焊渣等，并及時處理。上15%沖釘定位，20%普栓把緊密貼。報檢合格后存入待用。

縱梁平面預拼，兩兩一組進行預拼；橫聯平面預拼；主桁拼接板預拼。

（2）胎架布置。

按設計要求放線，布置胎架；在地面、砼支墩、分配梁及主桁下弦桿下面板彈出主桁及橫梁軸線，以保證桁間距，節間距，對角線；按廠內預拱度值在分配梁上（下弦桿兩腹板位置處）用200*300鋼板抄墊拱度。拼裝下弦桿鐵路橋面系（以第一輪次拼裝為例）。

拼裝輔助下弦及L2′、 L3′下弦桿→ 前一節段輔助鐵路橫梁 → L2′下平聯（2組）→ L2′鐵路普通縱梁（4組） → L2′橫梁（2片）→L3′下平聯（2組）→L3′橫梁（2片）→L3′鐵路伸縮縱梁（4組） 。

輔助下弦桿及鐵路橫梁用于L2′斜桿及鐵路縱梁的拼裝及定位，對準胎架內的系統線，先上15%沖釘定位，20%普通螺栓把緊密貼。

（3）自檢、復檢如下參數，并調整合格。

砼墩臺標高（監控基礎下沉），節點處梁底標高（控制預拱度）；節間距，桁間距，下平聯對角線；過孔率、板間密貼程度。檢測調整合格后上高栓，終擰，并檢測合格。

（4） 拼裝腹桿：臨時豎桿下半部分→ 豎桿→斜桿→臨時豎桿上半部分→橫聯（橋門架）→ 臨時橫梁。

（5）自檢、復檢如下項目，并調整合格。

砼墩臺標高；節點處梁底標高，計算實際預拱度；節間距、桁間距；過孔率、板間密貼程度。

（6）安裝上弦桿。

計算上弦桿重心；檢查吊具，確定吊具安全；并按要求上沖釘及普通螺栓定位。

（7）檢測如下項目，并調整合格。

桁高：取上弦已做系統線及下弦整節點處栓孔，測量并反算桁高。若誤差超過規范，則進行調整，調整方法：吊機帶住上弦桿，用小沖釘調整桁高；節間距、桁間距；通孔率、板間密貼程度；

檢測調整合格后上豎桿、斜桿高栓，終擰，并檢測合格。

（8）吊裝正交異性板（橋面板）。

采用2臺龍門吊機抬吊橋面板，以便安裝時隨時調整標高和位置，起吊到設計位置后，插入沖釘定位，上普通螺栓。

（9）待所有普栓擰緊后進行全橋測量。

節間距、桁間距、對角線、桁高、預拱度、旁彎。

（10）符合規范要求后，上橋面板高栓，并檢測合格，安裝縱梁兜梁及下平聯兜梁。

（11）鐵路橫梁面板及橋面板焊接。

（12）安裝下平聯連接件，整節段分離。

4 檢測標準

5 體會和見解

（1）高強螺栓連接應考慮電動或指針扳手施擰操作空間，本橋伸縮縱梁托架及豎桿等處存在此類問題。

（2）整節段分離運輸需充分考慮到結構的整體性。本次整節段運輸因為兩邊桁受力，導致非整節點端中桁下撓89mm，產生結構且鐵路橋面系及下弦桿、下平聯均未形成穩定三角形結構，導致結構在運輸過程中三桁錯位現象，經研究另設計連接件將其封閉成穩定三角形結構，公路縱梁橫梁結構存在同樣問題，均已在施工中得以解決和完善。

（3）在整節段拼裝中，橋面板安裝難度最大，橋面板結構特點為一端有大橫梁，另一端僅距端部1200mm處才有一道小橫梁，小橫梁端橋面板端口平整度及焊接變形難以控制，導致兩橋面板對接存在局部高差，在設計中均應設計大橫梁或在橋面板單元拼裝時在小橫梁端設置剛性大橫梁胎架，才能改善以上問題。

（4）在本次整節段拼裝中，經對鋼梁結構的仔細研究，采用場外預拼、胎架內總拼的方法，既加快了拼裝速度，又確保了構件拼裝的質量，將各種問題在預拼中消化。

（5）在施工過程中，高栓的施擰順序對結構拼裝關鍵性作用：

①整個節點中，高栓應從中間向四周施擰，避免拼接板外鼓的現象，導致板間不密貼，摩擦力不足，嚴重影響結構的受力狀況；

②因桿件之間拼裝均有一定的拼裝間隙，弦桿與豎桿之間也為例外，豎桿吊裝到位后不急于施擰高栓，待上弦桿及正交異性板（或公路縱、橫梁）安裝到位后，調整豎桿垂直度及上弦桁寬，達設計值后，方可開始施擰下弦桿與豎高栓，這樣可以更好進行最后上弦桁寬及豎桿垂直度調整，且注意先施擰豎桿偏斜反方向的高栓，起到再次糾偏的作用。

（6）在施工過程中，因制造及安裝誤差避免不了，但散件拼裝比整節段拼裝更容易消除誤差，因此在拼裝過程中，應盡量將誤差在散件拼裝中消耗，如在拼裝下平聯時，將誤差放在工廠拼裝端，而將斷開端設為標準孔，以便現場整節段安裝。

（7）鋼梁制造是一種較高精度的工藝，但也存在正、負誤差，在拼裝過程也有拼裝困難或間隙過大的，因此，在拼裝前，應根據工廠對桿件的檢查尺寸，對相關桿件進行匹配，如豎桿兩端尺寸與上、下弦桿的開檔應相匹配，正誤差配正誤差，負誤差配負誤差。