官塘大橋鋼箱拱肋及鋼箱梁工程的節段組裝及輪次試拼裝方案分析

馬金鐸

摘 要：本文以柳州市官塘大橋鋼箱拱肋及鋼箱梁工程施工為例，分析箱拱肋及鋼箱梁工程的節段組裝及輪次試拼裝方案，希望能夠為相關人士提供幫助。

關鍵詞：鋼箱拱肋;鋼箱梁;工程;節段組裝;輪次試拼裝

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A

前言：

隨著經濟社會的發展，我國交通建設行業也迎來了新的發展生機，在這種背景下，也進一步提高了對橋梁工程建設的要求。官塘大橋施工建設作為本市重點的交通建設項目，其施工質量受到了社會各界的廣泛關注，為了能夠進一步提高工程的施工質量，必須要做好鋼箱拱肋及鋼箱梁工程的節段組裝及輪次試拼裝的方案設計，從而全面提供橋梁建設質量，為人們的出行提供保障。

1.工程概況

1.1鋼箱拱肋設計概況

鋼箱拱肋采用懸鏈線布置，拱肋計算跨徑為457.183m，拱肋凈跨徑450m，凈矢高100m，凈矢跨比為1/4.5;拱平面與豎直平面的夾角為10°。鋼箱拱肋采用等寬變高的單箱單室截面，鋼箱拱肋截面寬度為5m，拱箱高度沿拱軸線按照線性變化，由跨中的6.0m 漸變至拱腳截面10.527m。全橋拱肋劃分為JH0、JH1、N0～N11（合龍段）對稱布置共計54個節段。最短吊裝節段長約10.9m，最長吊裝節段長約25.79m;節段最小重量77.8噸，最大重量296.7噸。

拱肋頂底板厚度由拱底60mm變到拱頂36mm，腹板厚度由拱底30mm變到拱頂24mm，為了減小風阻和改善視覺效果，拱箱四角采用切角設計，切角尺寸約為500×800mm。

鋼箱拱肋內的縱向加勁肋采用板式加勁肋形式;鋼拱箱頂、底板上，縱向加勁肋間距600mm。拱箱腹板縱向加勁肋曲線均與底板平行布置。腹板上的縱向加勁肋間距為575mm。

每一段鋼箱拱肋節段內，均設置了2～3道定位橫隔板，起到制造時輔助定位的功能。定位橫隔板均垂直于拱軸線布置，一般的定位橫隔板厚16Mm，設置吊點構造的橫隔板厚20mm;吊點橫隔板均在雙面設置加勁肋。

1.2鋼箱梁設計概況

主梁采用單箱單室扁平流線型全焊鋼箱梁，吊索區全寬44.5m，無吊索區寬39.5m，中心高3.5m（外輪廓）。鋼箱梁頂板16mm，底板、下斜板厚12mm，腹板厚16mm。鋼箱梁頂板在機動車道、非機動車道及區域采用U肋進行縱向加勁，U肋上口寬300mm，底寬170mm，高280mm，板厚8mm，間距600mm。

鋼箱梁頂板在端頭靠近吊點的區域，以及鋼箱梁底板、下斜板、腹板采用板式加勁肋進行縱向加勁，加勁肋高140mm，板厚12mm，間距350mm。

鋼箱梁內每隔3.5m設置一道橫隔板。標準節段含2道普通橫隔板和1道吊點橫隔板;跨中節段含2道普通橫隔板;端節段含5道普通橫隔板。

普通橫隔板板厚12mm，吊點橫隔板板厚30mm。除端部橫隔板采用單面加勁外，其余橫隔板均采用雙面加勁。

2. 鋼箱拱肋及鋼箱梁工程的節段組裝及輪次試拼裝方案

2.1 胎架設計

鋼拱肋與鋼箱梁共用胎架，鋼拱肋組裝完畢后對支架進行適應鋼箱梁的改造，滿足鋼箱梁的組裝尺寸。

胎架的立柱及橫梁均采用工字鋼（I40a）加工，拼裝區域內地面設置混凝土條形基礎，基礎上面設預埋鋼板，工字鋼立柱與預埋鋼板焊接固定。橋橫斷面方向形成胎架，其支柱間距為2.925m和6m。橋縱斷面方向胎架間距為3.5m，胎架間設螺栓連接形式胎架，連桿按照2.925m（中間區域6m）間距設置。橋縱斷面方向3.5m胎架間距可滿足拱肋的運出，作為拱肋的運梁通道。橋橫斷面方向設置兩處螺栓連接可拆卸的橫梁，作為鋼箱梁的運梁通道。

2.2組裝及試拼裝方案

2.2.1節段輪次組裝方案

節段組裝是按照輪次組裝順序在胎架上進行組拼作業。

鋼箱拱肋根據施工安裝順序先制作下拱肋節段（JH0～N1），再制作中拱肋節段（N1～N5），再制作上拱肋節段（N5～N8），最后制作（N8～N11）。

拱肋節段組裝流程：拱肋胎架→第一循環（JH0～N1）拱肋板單元組裝→第一循環拱肋焊接→第一循環拱肋檢驗→第一循環拱肋涂裝→第二循環（N1～N5）拱肋板單元組裝→第二循環拱肋焊接→第二循環拱肋檢驗→第二循環拱肋涂裝→第三循環（N1～N5）拱肋板單元組裝→第三循環拱肋焊接→第三循環拱肋檢驗→第三循環拱肋涂裝→第四循環（N5～N8）拱肋板單元組裝→第四循環拱肋焊接→第四循環拱肋檢驗→第四循環拱肋涂裝→第五循環（N5～N8）拱肋板單元組裝→第五循環拱肋焊接→第五循環拱肋檢驗→第五循環拱肋涂裝→第六循環（N8～N11）拱肋板單元組裝→第六循環拱肋焊接→第六循環拱肋檢驗→第六循環拱肋涂裝。其中N4＼N4＼N8＼N8段為單端加長150mm。

鋼箱拱肋組拼以臥式進行組拼，按照腹板單元→橫隔板單元→頂板、底板單元→腹板單元的工序進行。

拱肋橫撐及肋間橫梁由單獨班組在現場進行制作，順序與安裝順序相同。

鋼箱梁按照4節一個循環進行3+1節制作，從橋兩端向合攏段方向制作，與安裝順序方向一致。

鋼箱梁節段組裝流程：復測修整支架→第一循環（L1～L4，L44～L41）鋼箱梁制作→第二循環（L4～L7，L41～L38）鋼箱梁制作→第三循環（L7～L10，L38～L35）鋼箱梁制作→第四循環（L10～L13，L35～L32）鋼箱梁制作→第五循環（L13～L16，L32～L29）鋼箱梁制作→第六循環（L16～L19，L29～L26）鋼箱梁制作→第七循環（L19～L22，L26～L23）鋼箱梁制作。其中L23節段為合攏段，兩端各加長200mm。

鋼箱梁組拼以正裝法進行組拼，按照底板單元→橫隔板單元→頂板單元→附屬構件的工序進行。

2.2.2拱肋節段組裝

節段組裝是在按照線性搭設的胎架上進行組拼作業。鋼箱拱肋組拼以臥式進行組拼，按照腹板單元→橫隔板單元→頂板、底板單元→腹板單元的工序進行。

鋼箱拱分段組裝控制關鍵點：

a鋼拱分段組裝線型鋼拱整體線型一致性;

b分段端口外形尺寸;

c焊接質量;

在胎架區的地面上設置縱、橫向標記線、檢查線等，在胎架以外的鋼柱上設置高度定位基準標記線（即標高樣桿）。分段組裝過程中，由各基準線控制構件的空間位置，以保證鋼拱肋整體尺寸精度。

節段組裝并檢查合格后在胎架上焊接箱形內部焊縫及外部焊縫。焊接應遵循對稱施焊的原則，同一側主角焊縫應同時、同向、同規范焊接，并應先順序焊接打底焊道1～2道后，再焊接完成剩余焊縫。從而控制焊接變形，保證節段幾何尺寸及拱肋曲線。

2.2.3合攏段的制作

拱肋合攏段制作時，端頭長度方向預留二次切頭量。合攏段縱肋分兩段，中間段先焊在拱肋上，端頭部分長度為600mm，卡樣出孔，制作階段不焊。在橋位安裝后根據實測合攏長度，對稱配切合攏段端面及縱肋，并組焊在合攏段上。

2.2.4鋼箱梁節段組裝

板單元制造完成后，在橋址拼裝場進行梁段的制造。根據本橋鋼箱梁的結構特點，采用多節段連續匹配組裝、焊接和預拼裝同時完成的方案。全橋共44個梁段，根據施工現場條件，改造梁段總拼裝線。按照鋼箱梁安裝順序及工期要求進行匹配制造。每輪次組拼不少于4個梁段，每輪預拼裝合格后，標記梁段號，將最后一個梁段留下，參與下一輪預拼裝，其余梁段出胎進入涂裝工序。在梁段制造中，按照底板、斜底板→橫隔板→腹板→中間頂板→邊頂板→風嘴的順序，實現立體階梯形推進方式逐段組裝與焊接。組裝時，以支架為外胎，以橫隔板為內胎，重點控制橋梁的線形、鋼箱梁幾何形狀和尺寸精度、相鄰接口的精確匹配等。

3.結束語

綜上所述，只有做好鋼箱拱肋及鋼箱梁工程的節段組裝及輪次試拼裝方案設計，才能夠提高工程施工建設的質量。