准朔黄河特大桥钢管拱工地预拼装施工
所属栏目:建筑施工论文
发布时间:2012-06-04 10:12:34 更新时间:2023-06-02 17:23:51
摘要 准朔黄河特大桥主跨为上承式钢管拱结构,跨度360m,钢管拱构件在工厂加工、施工工地组装预拼,本文详细介绍了钢管拱节段工地预拼的预拼场、预拼轮次、卧拼方案、立拼方案、预拼工艺。
关键词 黄河特大桥 钢管拱 工地 预拼
1、前言
准朔黄河特大桥采用缆索起重机吊运,斜拉扣挂法安装钢管拱,为了减小钢管拱空中对位的难度,保证空中对位的精度,钢管拱节段预拼是在钢管拱桥位安装之前必不可少的一项工作,由于桥位所处黄河区段无通航条件,故选定钢管拱构件在工厂加工、然后汽车运至工地的预拼场进行组装预拼的施工方案。
2、工程概况
准朔黄河特大桥位于万家寨水库大坝下游19km、龙口水库大坝上游6.5km,河道较顺直,河床平坦且基岩裸露,无边滩,桥梁轴线与河道水流方向基本正交。桥址处河道底宽305.5m,上口宽319.1m,两岸悬崖陡壁,岸边高出河底约65m,龙口水库正常蓄水水深29m。
主跨结构采用提篮式钢管混凝土拱,拱肋计算跨度360m,拱肋矢高立面投影60.0m,矢跨比为1/6.0。拱轴线采用悬链线,理论拱轴系数m=2.5。
主拱结构由两根拱肋与横向联接系组成,拱肋横向内倾角8°,拱肋中心距在拱顶部位为8.335m,拱脚部位为25.2m。
单根拱肋由上下两个弦管为哑铃管,哑铃管宽4.0m,钢管水平中心距2.5m。
上下弦管竖向连接采用实、空腹相结合的方式,S0~S5节段为实腹段,其钢板内侧设置垂直于拱肋的H型杆件,S6~S16节段为空腹段,其腹杆采用N型桁架。
3、施工方案
3.1杆件加工
拱肋所有杆件的加工制作选择在工厂内进行,具体加工内容为:拱管的加工、腹杆及连接耳板的加工、横向平联管的加工。拱管经钢板下料、卷制、焊接、钢管对接组焊成设计节段长度,涂装后运输到施工现场;腹杆经下料、组装、焊接、钻孔、涂装并与钻孔涂装后的连接耳板统一包装后运输到施工现场;平联管需经过数控相贯线切割机切割出相贯切口、对于S1~S5实腹段的平联横撑管应在拱肋上焊接短管,以便于现场横撑管的组装焊接,平联管涂装后运输到施工现场。
3.2工地预拼场
工地现场布置1个约240米长、40米宽的总装及预拼生产线,场地横向中心线对应桥梁纵向中心线,以横向中心线为准设3‰横坡,以纵向中心线为准,设6.7‰纵坡该处亦为缆索吊起吊区。
预拼场内设供龙门吊走行的轨道,轨道中心间距30m,轨道采用43kg/m钢轨,轨道全长224m,轨面标高与预拼场地面标高相同,龙门吊轨道基础采用C25钢筋混凝土浇筑,基础宽1m,高0.7m,其下为0.6m厚级配碎石垫层。基础表面预埋400mm×400mm×16mm钢板,预埋钢板间隔0.6m布置一个。轨道固定于预埋钢板上,轨道位置设轨道槽,轨道槽宽0.3m,深度与钢轨高度相同,轨道与预埋板间采用扣板连接,扣板焊接于预埋板上。
预拼场设配4台32t龙门吊,两台200吨液压平板车,平板车可实现拱肋分段从总装工位到缆索吊吊装工位的运输及90°转体。
3.3拱肋预拼轮次的划分
⑴出厂单元件划分:
由于运输条件的限制,拱肋制作采取厂内单元件制作,工地现场总装成分段再预拼的方法。现场总装的分段和其相对应的单元件如下表:
⑵预拼轮次:
实腹段(S0~S5)采用单肢吊,空腹段(S6~S16)现场立体拼装后用两台平板车运至缆索吊起吊区并转90°后整体吊装。
该方案共需5轮完成全桥的总装及预拼工作。
总装预拼轮次表
第一轮 | S1+S2+S3+S4+S5+S6弦管(5+1) |
第二轮 | S6+S7+S8+S9(3+1) |
第三轮 | S9+S10+S11+S12(3+1) |
第四轮 | S12+S13+S14+S15(3+1) |
第五轮 | S15+S16(1+1) |
注:分段S17作为合拢段,不参与预拼。
3.4卧拼及立拼方案
⑴S1~S5节段+S6弦管卧拼方案
实腹段采用总成分段再预拼的方法,总装及预拼在一条生产线上采用“5+1”方案,单元件运输到堆放场地,将单元件吊到总装胎架上进行组装。根据梁段架设方式及空间条件限制,决定是否组装下弦哑铃管单元件,因S1节段重量超过缆吊的起吊重量,因此下弦哑铃管单元件放置5#,6#基坑上在桥位上焊接。其它节段在总装胎架上焊接即可。但必须按焊接工艺规程进行焊接。在现场总装的时候先把一些临时匹配件安装在节段上,
①根据实腹段拼装地样线图HBZK0904-1505检查预拼胎架。
②根据实腹段总装图(HBZK0904-1501)及实腹段卧拼胎架布置图( HBZK0904-1503G)将单元件置于检验、矫正胎架上,检查单元件平面度和板边平直度。变形采用火焰矫正,矫正温度控制在600℃~800℃之间,自然冷却,严禁过烧、锤击和水冷。
③搭设圆钢墩及支架(先不设模板,模板处各设一千斤顶,千斤顶高度低于模板标高)。
④吊装下弦拱肋单元件,并利用千斤顶将拱肋单元件调至理论位置以下约50 mm处。
⑤吊装上弦拱肋单元件及腹板整体部分至理论位置,张拉扣索及两侧缆风绳。
⑥顶升下弦拱肋单元件至理论高度后与腹板单元件焊接。
⑦根据焊接工艺规程(HBZK0904-2010)实腹板单元件定位→焊接H型杆件腹板与纵隔板角焊缝→焊接实腹板内部H型杆件翼板与实腹板底板角焊缝→焊接实腹板顶板对接焊缝→不翻身焊接实腹板内部H型杆件翼板与实腹板顶板角焊缝→焊接实腹板顶板对接焊缝。
⑵ S6~S16节段立拼方案.
空腹段总装流程,划制地样线,布置胎架并对胎架线形进行复制,合格主拱结构由左、右幅拱肋和中间平联管、竖向联管组成,平联管、竖向联管于两侧拱肋相贯焊接。S1-S5实腹段拱肋由拱管、腹杆、腹板焊接组成。S6-S17空腹段拱肋由拱管、腹杆、连接板高强螺栓连接组成。
3.5预拼工艺流程
Ⅰ.拱肋实腹分段预拼工艺流程
⑴ 划制地样线,布置胎架。
⑵ 分段中间的外侧腹板单元件依据地样上胎定位。
⑶ 定位两边的外侧腹板单元件,按照《焊接工艺规程》焊接单元件环口所有的焊缝。
⑷ 定位横隔板单元件,注意横隔板的角度,同时加临时支撑。
⑸ 定位中间的内侧腹板单元件。
⑹ 定位两边的内侧腹板单元件,按照《焊接工艺规程》焊接单元件环口所有的焊缝,横隔板与腹板单元件间的角焊缝。焊接全部结束后,进行矫正。
⑺ 根据地样,吊装定位上下弦管单元件,按照《焊接工艺规程》焊接弦管和腹板单元件的所有的焊缝。
⑻ 装焊腹板单元件与弦管单元件间的嵌补。拆除临时加强支撑,准备预拼。
Ⅱ.拱肋空腹分段预拼工艺流程
⑴ 划制地样线,布置胎架并对胎架线形进行复测,合格后方可投入使用。
⑵ 利用2台龙门吊将节段下弦拱肋单元件(即哑铃型杆件)抬吊至胎架上,完成初步定位,再利用千斤顶等工具工装进行精确定位,以满足地样线要求。
⑶ 对合地样线及下弦拱肋上的纵横向基准线,组焊下弦横撑杆件。
⑷ 考虑到空腹段立体空间结构疏松,在下弦拱肋无横联端增设一根临时横联,保障结构整体稳定性,利于吊装。
⑸ 依次安装两侧腹杆单元件,腹杆与节点板用冲钉和部分临时螺栓进行连接固定。定位完成后,可在节段内侧支斜撑,以确保杆件定位稳定。安全。
⑹ 依据地样并结合腹杆上的孔群对位,利用2台龙门吊将上弦拱肋抬吊至预定位置。调整合格后,将腹杆与上弦拱肋节点板用冲钉和临时螺栓进行连接固定。
⑺ 安装K撑结构和临时支撑,焊接K撑、临时支撑及横联弦管与主拱管的焊缝。
⑻ 安装上弦横撑杆件和临时支撑并焊接。
⑼ 对立体分段进行整体测量,合格后用高强螺栓替换掉连接用的冲钉和临时螺栓。
⑽ 用液压平板车进入胎架横梁底部,起升后将节段运输至预定位置。
⑾ 进行转体(桥梁中心线方向)和后续的吊装、安装工作。
4、结束语
本桥工地预拼的施工方法,很好的解决了,施工大跨度提篮拱桥时在工地卧拼,立拼的问题,保证了施工进度和施工质量,对今后施工同类型桥梁时具有参考意义。
参 考 文 献
[1]《钢管混凝土拱桥》 人民交通出版社 2007年 陈宝春著
[2]《铁路钢桥制造规范》 (TB10212-98)
[3]《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》
JGJ 82-1991
[4] 《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205-2001)