第10章鋼橋的施工

橋梁施工及組織管理

Bridgeconstructionandorganizedmanagement第十二章鋼橋施工2/1/20231第12章鋼橋施工

（CHAPTER12Steelbridgeconstruction）1、構(gòu)件制作2、鋼橋安裝3、施工控制與質(zhì)量檢查第十二章鋼橋施工2/1/202321、構(gòu)件制作（1）作樣（2）號料（3）切割（4）矯正（5）制孔（6）組裝（7）焊接（8）試拼裝第十二章鋼橋施工2/1/20233（1）作樣包括：樣板與樣條作用：在鋼料上定出切割線和螺栓孔位置樣板：普通樣板，機器樣板樣條：用于較長的型鋼或鋼板下料注意：(1)對銑刨加工件要考慮加工余量，焊接構(gòu)件要按工藝要求放出收縮余量，各拼裝構(gòu)件節(jié)段要放總裝余量。(2)按設(shè)計圖放出設(shè)計鋼橋的預拱度。

第十二章鋼橋施工2/1/20234（2）號料用樣板或樣條在鋼料上畫出切割線即號料可確保精度、減少不同的尺寸誤差第十二章鋼橋施工2/1/20235（3）切割方法：剪切、焰切、聯(lián)合剪沖、鋸切剪切機可對20mm以下的薄鋼板實施剪切厚鋼板與形狀復雜的下料用焰切分手工焰切與機器焰切聯(lián)合剪沖用于中小型角鋼鋸切用園盤鋸，對象為：槽鋼、工字鋼、管材及大型角鋼第十二章鋼橋施工2/1/20236（4）矯正鋼材在生產(chǎn)、運輸、加工中都可能產(chǎn)生變形鋼板、角鋼可用輥壓機矯正彎曲變形較大的料件可用頂彎機、火焰加熱進行矯正第十二章鋼橋施工2/1/20237（5）制孔號孔：借助于樣板或樣條在鋼料上打出釘孔位置沖點過程：畫線鉆孔、擴孔套鉆、機器樣板鉆孔、數(shù)控鉆床鉆孔孔壁應光滑無損傷組裝件預先鉆小孔，組裝后擴孔第十二章鋼橋施工2/1/20238（6）組裝組裝是將制備好的半成品或零件拼裝成部件、構(gòu)件的工序清除鐵銹、氧化鐵皮、油污、水分半成品的準確定位組裝必須在規(guī)定的工作臺上或指定的設(shè)施上進行，把構(gòu)件卡緊組裝成形，保持輪廓尺寸和焊縫間隙布置組裝胎具時，其定位必須考慮預放出焊接收縮量及齊頭、加工的余量。為減少桿件變形，盡量采取平面拼裝組桿，經(jīng)矯正后再組成立體構(gòu)件。

第十二章鋼橋施工2/1/20239（7）焊接自動焊、半自動焊、手工焊第十二章鋼橋施工

焊機導線熔池焊條焊鉗保護氣體焊件電弧埋弧焊機器2/1/202310焊縫形式（1）對接焊縫正對接焊縫（2）角焊縫T型對接焊縫斜對接焊縫2/1/202311焊縫缺陷

焊接缺陷是指在焊接過程中產(chǎn)生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)鋼材表面或內(nèi)部的缺陷。

影響焊縫質(zhì)量和連接強度，使焊縫受力面積削弱，且在缺陷處引起應力集中，易形成裂紋，并易于擴展引起斷裂。2/1/202312焊縫質(zhì)量檢查外觀檢查：檢查外觀缺陷和幾何尺寸；內(nèi)部無損檢驗：檢驗內(nèi)部缺陷。內(nèi)部檢驗主要采用超聲波，有時還用磁粉檢驗熒光檢驗等輔助檢驗方法。還可以采用X射線或γ射線透照或拍片。2/1/202313焊縫質(zhì)量要求一級焊縫：要求對全部焊縫作外觀檢查及作無損探傷檢查，對抗動力和疲勞性能要求較高處可采用。

二級焊縫：要求對全部焊縫作外觀檢查外，對部分焊縫作無損探傷檢查。對有較大拉應力的對接焊縫以及直接承受動力荷載構(gòu)件的較重要的焊縫，可部分采用。三級焊縫：只要求對全部焊縫作外觀檢查。用于一般鋼結(jié)構(gòu)。2/1/202314（8）試拼裝拼裝前必須進行試拼裝成批生產(chǎn)的構(gòu)件不必全部試拼裝第十二章鋼橋施工2/1/202315制造示例（預處理）預處理生產(chǎn)線：鋼板整平、除銹、涂底漆

輥壓機工作示意

2/1/202316制造示例（切割）鋼板剪切示意

角鋼剪切示意

手工焰切數(shù)控多頭切割機2/1/202317制造示例（矯正）←角鋼矯正機示意

↑馬刀形彎曲及火焰矯正

↑頂彎機工作示意

→火焰矯正

2/1/202318制造示例（邊緣加工）刨邊機2/1/202319制造示例（制孔）覆蓋式機器樣板及鉆孔套

數(shù)控鉆床

搖臂鉆床

2/1/202320制造示例（焊接）半自動埋弧焊桿件組焊2/1/202321制造示例（整形）↑H形桿件的焊接變形

↓H形桿件矯正機示意

←鋼梁矯正

2/1/202322制造示例（試裝）鋼桁梁試拼裝（九江大橋第一聯(lián)）2/1/2023232、鋼橋安裝（1）懸臂拼裝法（2）拖拉法（頂推法）（3）整孔架設(shè)（4）桁架法組拼鋼梁（5）橫移法（6）浮運法第十二章鋼橋施工2/1/202324懸臂拼裝法采用爬行吊機，將桿件逐根的依次拼裝在平衡梁上或已拼好的部分鋼梁上，形成向橋孔中逐漸增長的懸臂，直至拼至次一墩(臺)上。鋼梁在懸臂安裝關(guān)鍵問題：①降低鋼梁的安裝應力；②伸臂端撓度的控制；③減少懸臂孔的施工荷載；④保證鋼梁拼裝時的穩(wěn)定性。2/1/2023252/1/202326簡支桁梁半懸臂安裝示意圖

臨時桿件吊機2/1/2023272/1/202328減小懸臂內(nèi)力和撓度的措施臨時加固伸臂支點附近的桿件臨時加固伸臂支點附近的梁體輔助吊索塔架（單層或雙層）墩旁設(shè)置托架（減少懸臂長度）2/1/2023292/1/202330九江長江大橋雙層輔助吊索塔架2/1/202331構(gòu)件的連接普圖螺栓連接高強螺栓連接刨平頂緊承托(板)Fe2/1/202332高強度螺栓預拉力的建立方法A、轉(zhuǎn)角法

施工方法：初擰—用普通扳手擰至不動，使板件貼緊密；終擰—初擰基礎(chǔ)上用長扳手或電動扳手再擰過一定的

角度，一般為120o～180o完成終擰。特點：預拉力的建立簡單、有效，但要防止欠擰、漏擰和超擰；B、扭矩法

施工方法：初擰—用力矩扳手擰至終擰力矩的30%~50%，使板件貼緊密；終擰—初擰基礎(chǔ)上，按100%設(shè)計終擰力矩擰緊。特點：簡單、易實施，但得到的預拉力誤差較大。2/1/202333C、扭斷螺栓桿尾部法（扭剪型高強度螺栓）施工方法：初擰—擰至終擰力矩的60%~80%；終擰—初擰基礎(chǔ)上，以扭斷螺栓桿尾部為準。特點：施工簡單、技術(shù)要求低易實施、質(zhì)量易保證等2/1/202334高強度螺栓的施工要求由于高強度螺栓的承載力很大程度上取決于螺栓桿的預拉力，因此施工要求較嚴格：1）終擰力矩偏差不應大于±10%；2）如發(fā)現(xiàn)欠、漏和超擰螺栓應更換；3）擰固順序先主后次，且當天安裝，當天終擰完。如工字型梁為：上翼緣→下翼緣→腹板。2/1/202335高強度螺栓摩擦面抗滑移系數(shù)μ摩擦型高強度螺栓是通過板件間摩擦力傳遞內(nèi)力的，而摩擦力的大小取決于板件間的擠壓力（P）和板件間的抗滑移系數(shù)μ

；板件間的抗滑移系數(shù)與接觸面的處理方法和構(gòu)件鋼號有關(guān)，其大小隨板件間的擠壓力的減小而減??；2/1/202336摩擦面的抗滑移系數(shù)μ在連接處構(gòu)件接觸面的處理方法構(gòu)件的鋼號Q235鋼Q345鋼、Q390鋼Q420鋼噴砂（丸）0.450.500.50噴砂（丸）后涂無機富鋅漆0.350.400.40噴砂（丸）后生赤銹0.450.500.50鋼絲刷清除浮銹或未經(jīng)處理的干凈軋制表面0.300.350.402/1/202337安裝時臨時支承布置主要類型有：臨時活動支座、臨時固定支座、永久活動支座、永久固定支座、保險支座、接引支座等。

支座隨拼梁階段變化與作業(yè)程序的變化將互相更換交替使用。

2/1/202338誤差調(diào)整措施誤差原因：1由于梁的自重引起的變形；2溫度變化的影響；3制造誤差；4臨時支座的摩阻力對鋼梁變形的影響5受日光偏照和偏載的影響調(diào)整方法：鋼梁縱移：溫差法、頂落梁法鋼梁橫移：千斤頂?shù)日{(diào)整2/1/202339拖拉法架設(shè)鋼梁

(一)半懸臂的縱向拖拉在拖拉過程中有時需要在永久性的墩(臺)之間設(shè)置臨時性的中間墩架，以承托被拖拉的橋跨結(jié)構(gòu)。(二)全懸臂的縱向拖拉全懸臂的縱向拖拉指在兩個永久性墩(臺)之間不設(shè)置任何臨時中間支承的情況下的縱向拖拉架梁方法。2/1/202340半懸臂拖拉法半懸臂拖拉（采用臨時支墩）

半懸臂拖拉（采用浮船）

2/1/202341全懸臂拖拉法全懸臂拖拉（采用導梁）

全懸臂拖拉（孔跨臨時連接）

2/1/202342整孔架設(shè)

用架橋機架梁釣魚法架梁整孔架設(shè)2/1/202343膺架法拼組鋼梁

序可分為桿件預拼、場地及支架布置、鋼梁拼裝、鋼梁鉚合或栓合等橫移法施工

用于舊橋改建浮運法施工

岸上將鋼梁拼鉚(或栓合)成整孔后，利用碼頭把鋼梁滾移到浮船上，再浮運至預定架設(shè)的橋孔上落梁就位。有支架節(jié)段安裝法把鋼梁在其橫截面方向劃分成數(shù)個縱向節(jié)段及橫向分段。在現(xiàn)場則在鋼梁縱向分段的橫截面附近處設(shè)立臨時支架，然后用吊機把梁節(jié)段按安裝程序吊裝就位，全部梁吊裝固定后，即可落梁、卸架。

2/1/202344組拚浮運贗架(b)拼裝主桁(c)浮運船組浮起鋼梁(d)浮運就位2/1/202345浮運安裝實例謝克哈里發(fā)橋位于巴林，橋主跨為鋼系桿拱結(jié)構(gòu)，跨長121米，總重3000噸。DLT負責該橋鋼結(jié)構(gòu)安裝工程的設(shè)計，并參與3000噸主跨的工廠拼裝，海運到工地以及提升至指定位置等工作。

2/1/2023462/1/2023473、施工控制與質(zhì)量檢查（1）施工控制（2）質(zhì)量控制

質(zhì)量控制內(nèi)容：材料檢測、設(shè)備檢定、施工準備、編制施工組織設(shè)計(大綱)、施工制造和安裝過程控制和橋梁驗收各項目

質(zhì)量控制目標：確保施工質(zhì)量的有效控制，使施工按質(zhì)、按量、按期、按設(shè)計工藝要求以及符合施工規(guī)范和質(zhì)量標準。

第十二章鋼橋施工2/1/202348鋼橋制造安裝實例－石板坡大橋重慶石板坡長江大橋加寬改造工程采用在原橋上游平行新建一座橋梁的方案實施。新建橋梁出取消6號墩（5號墩與7號墩間一跨跨過主河槽）外，其余墩位與原橋墩位對應。橋梁跨徑組成為：87.75+4×138+330+133.75米。橋梁結(jié)構(gòu)采用連續(xù)梁與連續(xù)剛構(gòu)混合連續(xù)體系。其中①、②墩為墩梁分離（簡單支承），③、④、⑤、⑦墩為墩梁固結(jié)。橋梁主跨（⑤、⑦墩間）采用鋼—預應力混凝土混合形式，即中部108米采用鋼箱梁。（103＋2×2.5）2/1/202349鋼箱制造（1）鋼箱梁制造分為單元件制造、鋼箱梁總裝、現(xiàn)場合攏焊接三個部分，其中鋼箱梁總裝在船臺同時進行。（2）零件下料采取預加補償量一次下料的工藝方案。節(jié)段面板、底板、腹板等平直矩形零件在各自專用下料平臺上連同坡口一次下料完成，其它零件采用數(shù)控精密切割。（3）單元件制造在工廠專用生產(chǎn)線上進行。工序為：胎架制造→拼板→裝配→拼板焊接→劃線→縱肋無馬裝配→預變形→亞船形焊接→平臺矯正、檢查→噴砂→涂裝。2/1/202350單元件劃分中頂板單元件邊面板單元件底板單元件橫隔板單元件腹板單元件中縱隔板單元件2/1/202351頂板單元件制造頂板劃線。板、U肋加工成形。在專用裝配機上組裝U肋。在專用船形胎架上焊接（亞船形搖擺胎架）。在專用矯正平胎架上矯正。2/1/202352U肋部件組裝U形加勁肋裝配機布置在橋面板單元件組裝胎架上組裝，胎架上設(shè)置有鋼板定位裝置，便于鋼板吊裝準確落位。U形加勁肋定位是靠裝配機裝配。2/1/202353焊接、矯正焊縫采用藥芯焊絲CO2氣體保護自動焊，在預變形亞船形焊接旋轉(zhuǎn)胎架上進行。焊接前施加單元件焊接預變形，焊接后通過單元件液壓矯正裝置并輔以火工矯正控制單元件制作質(zhì)量。2/1/202354鋼箱梁總組裝6789NJPJ786786966755454354325432154321第5節(jié)段制造第4、6節(jié)段制造第3、7節(jié)段制造第2、8節(jié)段制造第1、9節(jié)段制造節(jié)段間環(huán)焊縫焊接形成整體節(jié)段PJ、NJ鋼砼節(jié)段制造及節(jié)段間預拼裝2/1/202355鋼箱梁運輸、轉(zhuǎn)向定位、出水運輸：采用浮運方案，將鋼箱梁建造好經(jīng)密封處理后置入長江航道內(nèi)，用推輪頂推鋼箱梁；轉(zhuǎn)向定位：建立鋼箱梁轉(zhuǎn)向定位“絞車鋼纜拖掛系統(tǒng)”，在橋位處，整體轉(zhuǎn)向90o。出水：旋轉(zhuǎn)抬頭、平行上升、恢復水平，避免底平面水平出水而產(chǎn)生的巨大瞬間附加載荷。動畫2/1/202356鋼砼接頭吊裝27a節(jié)段施工完成掛籃拆除吊裝支架安裝吊裝支架加工、驗收、試驗合格吊裝設(shè)備安裝設(shè)備調(diào)試驗收合格起吊至離船1m位置船運至橋位處、定位、拋錨、吊具安裝監(jiān)控監(jiān)測初始數(shù)據(jù)設(shè)備設(shè)施檢查吊裝就位縱橫豎調(diào)整豎向平面鎖定監(jiān)測三維空間狀態(tài)支撐梁操作平臺鋼筋波紋管內(nèi)模砼澆筑養(yǎng)護穿索張拉壓漿鋼砼結(jié)合面壓漿鋼箱梁吊裝準備2/1/2023572/1/202358鋼砼接頭就位輔助措施2/1/202359鋼箱梁吊裝施工簡介

主跨跨中鋼箱梁長為103m，重約1350t。鋼箱梁由工廠加工制作，浮運至橋位處進行整體吊裝。鋼箱梁吊裝以重慶橋梁工程總公司同英國多門朗科技有限公司組成鋼箱梁吊裝聯(lián)合體，確保鋼箱梁吊裝工作順利實施。2/1/202360套北岸纜繩北岸對接出水適宜高度南岸連接轉(zhuǎn)向、定位掛南岸纜繩切割附屬設(shè)施提升到位補焊報驗現(xiàn)場焊接解除吊裝合攏成功等待適宜的溫度、氣候條件掛吊具3h2h5h2h1h6h2h8h3h11h1h2h14h12h12h26hh62h36h110h48h134h24hh：