武漢天興洲長江大橋主梁工廠整節(jié)段拼裝探討

武漢天興洲長江大橋主梁工廠整節(jié)段拼裝探討

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(jié)構(gòu)工廠整節(jié)段拼裝、現(xiàn)場整體架設(shè)方案的可行性，同時通過場內(nèi)脫胎移位位驗證了大型鋼桁節(jié)段梁的運輸方案的可行性?？偨Y(jié)了大型鋼桁梁拼裝技巧。

關(guān)鍵詞：鋼梁；拼裝；整節(jié)段；輪次；結(jié)構(gòu)；預(yù)拼；胎架；焊接變形

1整節(jié)段拼裝方法概述

全橋共54個節(jié)段整體拼裝，以三節(jié)段為一個輪次，分四個胎架同時進行拼裝。

胎架最初設(shè)計采用2+1型式，即第一輪次拼三個節(jié)段，第二及以后輪次以前一輪次最后一節(jié)成品梁作為母梁，再拼裝2個節(jié)段。根據(jù)2007年10月上報鐵道部工期，將胎架延長，對各輪次節(jié)段拼裝數(shù)量做了調(diào)整。

根據(jù)鋼梁的結(jié)構(gòu)特點和廠內(nèi)鋼梁的制造情況及設(shè)計要求，本次大拼檢測的主要參數(shù)有：主桁桁間距，節(jié)間距，桁高，主桁軸線度，上、下平面節(jié)段對角線，通孔率，板間密貼程度等。

2拼裝準備工作

編制施工進度計劃

編制整體施工計劃，并根據(jù)總體計劃編制年、月、周、日計劃，并保持動態(tài)跟蹤。

桿件供應(yīng)準備工作

按設(shè)計圖紙編制桿件供應(yīng)清單，要求工廠按指定批次發(fā)送至大拼現(xiàn)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(tǒng)線，具體測量各承插桿間的配合間隙，不合格立即調(diào)整。

高強螺栓施工技術(shù)資料準備

繪制高強螺栓節(jié)點圖，編制施擰工藝及高強螺栓、工具螺栓、工具沖釘供應(yīng)計劃。

布置監(jiān)測網(wǎng)

在胎架范圍內(nèi)外布置監(jiān)測網(wǎng)。

3拼裝工藝步驟

桿件預(yù)拼。

胎架外預(yù)拼工作及內(nèi)容，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(yù)拼，兩兩一組進行預(yù)拼；橫聯(lián)平面預(yù)拼；主桁拼接板預(yù)拼。

胎架布置。

按設(shè)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(jié)間距，對角線；按廠內(nèi)預(yù)拱度值在分配梁上用200*300鋼板抄墊拱度。拼裝下弦桿鐵路橋面系。

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

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(nèi)的系統(tǒng)線，先上15%沖釘定位，20%普通螺栓把緊密貼。

自檢、復(fù)檢如下參數(shù)，并調(diào)整合格。

砼墩臺標高，節(jié)點處梁底標高；節(jié)間距，桁間距，下平聯(lián)對角線；過孔率、板間密貼程度。檢測調(diào)整合格后上高栓，終擰，并檢測合格。

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(lián)→臨時橫梁。

自檢、復(fù)檢如下項目，并調(diào)整合格。

砼墩臺標高；節(jié)點處梁底標高，計算實際預(yù)拱度；節(jié)間距、桁間距；過孔率、板間密貼程度。

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。

檢測如下項目，并調(diào)整合格。

桁高：取上弦已做系統(tǒng)線及下弦整節(jié)點處栓孔，測量并反算桁高。若誤差超過規(guī)范，則進行調(diào)整，調(diào)整方法：吊機帶住上弦桿，用小沖釘調(diào)整桁高；節(jié)間距、桁間距；通孔率、板間密貼程度；

檢測調(diào)整合格后上豎桿、斜桿高栓，終擰，并檢測合格。

吊裝正交異性板。

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

待所有普栓擰緊后進行全橋測量。

節(jié)間距、桁間距、對角線、桁高、預(yù)拱度、旁彎。

符合規(guī)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(lián)兜梁。

鐵路橫梁面板及橋面板焊接。

安裝下平聯(lián)連接件，整節(jié)段分離。

4檢測標準

5體會和見解

高強螺栓連接應(yīng)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。

整節(jié)段分離運輸需充分考慮到結(jié)構(gòu)的整體性。本次整節(jié)段運輸因為兩邊桁受力，導(dǎo)致非整節(jié)點端中桁下?lián)?9mm，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)且鐵路橋面系及下弦桿、下平聯(lián)均未形成穩(wěn)定三角形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在運輸過程中三桁錯位現(xiàn)象，經(jīng)研究另設(shè)計連接件將其封閉成穩(wěn)定三角形結(jié)構(gòu)，公路縱梁橫梁結(jié)構(gòu)存在同樣問題，均已在施工中得以解決和完善。

在整節(jié)段拼裝中，橋面板安裝難度最大，橋面板結(jié)構(gòu)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(dǎo)致兩橋面板對接存在局部高差，在設(shè)計中均應(yīng)設(shè)計大橫梁或在橋面板單元拼裝時在小橫梁端設(shè)置剛性大橫梁胎架，才能改善以上問題。

在本次整節(jié)段拼裝中，經(jīng)對鋼梁結(jié)構(gòu)的仔細研究，采用場外預(yù)拼、胎架內(nèi)總拼的方法，既加快了拼裝速度，又確保了構(gòu)件拼裝的質(zhì)量，將各種問題在預(yù)拼中消化。

在施工過程中，高栓的施擰順序?qū)Y(jié)構(gòu)拼裝關(guān)鍵性作用：

①整個節(jié)點中，高栓應(yīng)從中間向四周施擰，避免拼接板外鼓的現(xiàn)象，導(dǎo)致板間不密貼，摩擦力不足，嚴重影響結(jié)構(gòu)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安裝到位后，調(diào)整豎桿垂直度及上弦桁寬，達設(shè)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(diào)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。

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(jié)段拼裝更容易消除誤差，因此在拼裝過程中，應(yīng)盡量將誤差在散件拼裝中消耗，如在拼裝下平聯(lián)時，將誤差放在工廠拼裝端，而將斷開端設(shè)為標準孔，以便現(xiàn)場