大跨度鋼桁架橋梁主梁車間拼裝方案分析

趙亞江 李克

摘要：鋼桁架橋是一種介于梁與拱之間的一種結(jié)構(gòu)體系，它是由受彎的上部梁結(jié)構(gòu)與承壓的下部柱整體結(jié)合在一起的結(jié)構(gòu)。由于梁和柱的剛性連接，梁因柱的抗彎剛度而得到卸荷作用，整個體系是壓彎結(jié)構(gòu)，也是有推力的結(jié)構(gòu)。本文以蘭州市北濱河西延段工程七A標(biāo)段（K2+500—K3+940段）EPC總承包橋梁工程的主梁車間拼裝方案進行分析，提出了幾點注意事項。

關(guān)鍵詞：大跨度;鋼桁架;橋梁

一、前言

本工程為蘭州市北環(huán)線工程（北濱河路西延線），起點位于現(xiàn)有北濱河路西端，向西以橋梁型式上跨西沙橋北的T502#路，線位略向南改移以避開蘭州石化三〇三廠儲油罐，后沿黃河北岸陡坎上布線，跨輸油管道、蘭州鐵路樞紐北環(huán)線、利用即有橋孔下穿中川城際鐵路，經(jīng)蛤蟆灘，在一級水源保護地外圍布設(shè)線位，過柴家臺村后折向北，利用隧道繞越柴家峽水電站，從中核濃縮鈾有限公司（五〇四廠）靠河一側(cè)穿越（方案暫定隧道穿越），再向西至新城黃河大橋，接G109線位，下穿高速后繼續(xù)沿老路前行，終點止于新G109國道。路線全長約22.5km，為城市主干路，雙向六車道，設(shè)計速度60km/h。

二、車間預(yù)拼裝方案

本項目主梁為車間分節(jié)制作，節(jié)段在現(xiàn)場采用高強螺栓連接成橋，鋼梁各節(jié)段均與相鄰節(jié)段匹配制作。

（一）預(yù)拼裝準(zhǔn)備

1、技術(shù)準(zhǔn)備及要求

拼裝前，組織現(xiàn)場所有施工人員，認(rèn)真學(xué)習(xí)施工圖紙及本工程所涉及到的操作規(guī)程、施工規(guī)范、驗評標(biāo)準(zhǔn)及其他技術(shù)文件，使每個施工人員對所操作的對象都清楚所要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)。

2、材料準(zhǔn)備及要求

（1）進行預(yù)拼裝的鋼構(gòu)件，應(yīng)是經(jīng)過質(zhì)量部門檢查，質(zhì)量符合設(shè)計要求和《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》規(guī)定的構(gòu)件。

（2）焊條、拼裝用普通螺栓和螺母的規(guī)格、型號應(yīng)符合設(shè)計要求，有質(zhì)量證明書并符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

3、主要機具

行車、電焊機、焊鉗、焊把線、搬手、撬棍、銑刀或銼刀、手持電砂輪、記號筆、水準(zhǔn)儀、鋼尺、拉線、吊線、焊縫量規(guī)等。

4、作業(yè)條件。

（1）按構(gòu)件明細(xì)表核對預(yù)拼裝單元各構(gòu)件的規(guī)程型號、尺寸、編號等是否符合圖紙要求。

（2）預(yù)拼裝所用的支承凳或平臺應(yīng)測量找平，檢查時應(yīng)拆除全部臨時固定和拉緊裝置。在廠內(nèi)用鋼板等搭建預(yù)拼裝場地，并對場地進行水平校正，使所有基準(zhǔn)點在同一平面上。

（二）車間預(yù)拼裝工藝

1、根據(jù)設(shè)計圖紙及招標(biāo)文件的要求選擇具有代表性的桿件，在批量生產(chǎn)桿件前制作試裝件進行預(yù)拼裝，以檢驗工廠制造工藝和工裝的正確性。

（1）預(yù)拼裝前應(yīng)繪制各部分試裝圖，編寫詳細(xì)的試拼裝工藝，并報請咨詢監(jiān)理工程師批準(zhǔn)

（2）提交預(yù)拼裝的桿件必須經(jīng)驗收合格，并在涂裝之前進行預(yù)拼裝。

（3）預(yù)拼裝胎架應(yīng)有足夠的承載力，保證在整個預(yù)拼裝過程中不發(fā)生沉降，使桿件應(yīng)處于自由狀態(tài)。

（4）廠內(nèi)預(yù)拼裝采用平面輾轉(zhuǎn)試裝法，即主桁、橋面系（含下平縱聯(lián)）、公路橋面縱橫梁體（含上平縱聯(lián)）、橋門架及橫聯(lián)均在各自的平面內(nèi)進行試裝。

（5）預(yù)拼裝時，必須使板層密貼，沖釘不得少于螺栓孔總數(shù)的10%，螺栓不得少于螺栓孔總數(shù)的25%。

（6）預(yù)拼裝過程中應(yīng)檢查拼接處有無相互抵觸情況，有無不易施擰螺栓處。

（7）預(yù)拼裝時，必須用試孔器檢查所有螺栓孔。鋼桁架的螺栓孔應(yīng)100%自由通過較設(shè)計孔徑小0.75mm的試孔器，正交異性鋼橋面板、橋面系和聯(lián)結(jié)系的螺栓孔應(yīng)100%自由通過較設(shè)計孔徑小1mm的試孔器，方可認(rèn)為合格。

（8）磨光頂緊處應(yīng)有75%以上的面積密貼，用0.2mm塞尺檢查，其塞入面積不得超過25%。

（9）正交異性橋面板段試裝的主要尺寸應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。

（三）預(yù)拼裝流程

（1）主桁預(yù)拼裝

主桁預(yù)拼裝桿件選擇具有代表性的節(jié)間及因上拱度設(shè)置而造成上弦桿伸長或縮短值不同節(jié)間的桿件（伸縮值分別為+8、+6mm），進行平面輾轉(zhuǎn)試裝，根據(jù)生產(chǎn)輪次安排，一次試裝二個節(jié)間，本橋選用4個節(jié)間，分三次試裝。分別為A1～A2、A3～A4、A5～A’4，根據(jù)其伸縮值計算出預(yù)拼裝拱度，檢測其試裝結(jié)果。

（2）鐵路橋面系預(yù)拼裝（含下平聯(lián)）

鐵路橋面系橫縱梁與下平聯(lián)一體預(yù)拼裝。

（3）公路橋面縱橫梁體系預(yù)拼裝（含上平聯(lián)）

公路橋面縱橫梁體系預(yù)拼裝4個節(jié)間。

（4）橋門及橫聯(lián)預(yù)拼裝

橋門及橫聯(lián)選擇有代表性的節(jié)點進行預(yù)拼裝，因橋門及橫聯(lián)結(jié)構(gòu)基本相同，只選擇一組橫聯(lián)進行平面預(yù)拼裝，關(guān)聯(lián)復(fù)雜的桿件采取安裝現(xiàn)場配鉆工藝。

（5）正交異性板段制造及預(yù)拼裝

正交異性板段制造在胎架上完成。拼裝以胎架定位橫梁、邊橫肋，中間橫肋、縱梁及橋面板單元按縱、橫基線就位并輔以加固設(shè)施。

三、拼接過程中防范方案

（1）在下列情況下須對構(gòu)件進行預(yù)拼裝

A.為保證安裝的順利進行，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、設(shè)計要求或合同協(xié)議規(guī)定，在構(gòu)件出廠前進行預(yù)拼裝。

B.由于受運輸條件、現(xiàn)場安裝條件等因素的限制，大型鋼結(jié)構(gòu)件不能整體出廠，必須分成兩段或若干段出廠時，也要進行預(yù)拼裝。

（2）預(yù)拼裝形式

一般分為立體預(yù)拼裝和平面預(yù)拼裝兩種形式，除管結(jié)構(gòu)為立體預(yù)拼裝外，其它結(jié)構(gòu)一般均為平面預(yù)拼裝。

（3）在操作平臺上放出預(yù)拼裝單元的軸線、中心線、標(biāo)高控制線和各構(gòu)件的位置線，并復(fù)驗其相互關(guān)系和尺寸等是否符合圖紙要求。

（4）按軸線、中心線、標(biāo)高控制線依次將各構(gòu)件吊裝就位，然后用拼裝螺栓將整個拼裝單元拼裝成整體，其連接部位的所有連接板均應(yīng)裝上。為降低成本，節(jié)約造價，拼裝螺栓采用同規(guī)格的普通螺栓。

（5）預(yù)拼裝后，經(jīng)檢驗合格，應(yīng)在構(gòu)件上標(biāo)注上下定位中心線、標(biāo)高基準(zhǔn)線、交線中心點等。同時在構(gòu)件上編注順序號，做出必要的標(biāo)記。必要時焊上臨時支撐和定位器等，以便按預(yù)拼裝的結(jié)果進行安裝。

（6）按照與拼裝相反的順序依次拆除各構(gòu)件。在預(yù)拼裝下一單元拼前，應(yīng)對平臺或支承凳重新進行檢查，并對軸線、中心線、標(biāo)高控制線進行復(fù)驗，以便進行下一單元的預(yù)拼裝。

四、拼接過程的質(zhì)量控制

1、預(yù)拼裝所用的支承凳或平臺應(yīng)測量找平，檢查時拆除全部臨時固定和拉緊裝置。

2、預(yù)拼時嚴(yán)格按軸線、中心線、標(biāo)高控制線和工藝圖進行，對號入座。

3、安裝過程中嚴(yán)禁對各構(gòu)件進行敲砸，損壞構(gòu)件或使構(gòu)件產(chǎn)生變形，只能用撬棍使其預(yù)拼裝就位。

4、為保證拼裝時的穿孔率，零件鉆孔時可將孔徑縮小（3mm），在拼裝定位后進行擴孔，擴到設(shè)計孔徑尺寸。對于精制螺栓的安裝孔，在擴孔時應(yīng)留0.1mm左右的加工余量，以便進行餃孔。

5、驗收標(biāo)準(zhǔn)。

高強和普通螺栓連接的多層板疊，應(yīng)采用試孔器進行檢查，并符合下列規(guī)定：

（1）當(dāng)采用比孔徑直徑小0.1mm的試孔器檢查時，每組孔的通過率不應(yīng)小于85%;

（2）當(dāng)采用比螺栓公稱直徑大0.3mm 的試孔器檢查時，通過率應(yīng)為100%;

3.4出廠要求

1、預(yù)制構(gòu)件、成片或成框結(jié)構(gòu)預(yù)制工作完成后，應(yīng)由質(zhì)量檢驗人員進行整體檢查。確認(rèn)合格后，在顯著位置粘貼上產(chǎn)品合格證明標(biāo)簽。

2、按照要求做好標(biāo)識，包括裝置名稱、單元名稱、結(jié)構(gòu)編號及分段編號。

3、按約定的出廠條件，完善油漆等防腐保護。半成品或成品件在廠內(nèi)吊運、轉(zhuǎn)移時應(yīng)采取隔墊措施，防止損傷已完成的防腐層。

4、預(yù)制件應(yīng)方便運輸，除尺寸滿足運輸要求外，還應(yīng)有足夠的剛度與強度，否則應(yīng)有臨時加固措施。必要時應(yīng)標(biāo)識出吊裝索具捆綁點的位置。

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作者簡介：

1.趙亞江（1975-11），男，漢族，籍貫：甘肅天水，大專，工程師，甘肅省 蘭州市 研究方向：建筑工程施工技術(shù)。

2.李克（1993-03），男，漢族，籍貫：甘肅慶陽，本科，工程師，甘肅省 蘭州市 研究方向：機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)。