钢箱梁制造
全桥钢箱梁单元制造划分成47个梁段,梁段间连接采取全断面焊接的连接形式。
梁段长度12m (标准段)、(中央段)、(端梁段)。
单元梁段最大重量为(端梁段)。
全桥梁段划分成25个吊装段,即跨中吊装段(1个)、标准吊装段(20个)、合拢段(2个)、端部吊装段(2个),其中标准吊装段为24m,即两个标准梁段焊接而成。
跨中吊装段采用单节段吊装,长度13m,最大吊装重量吨(标准吊装段)。
亦可根据跨缆吊机的数量采用单节段吊装。
钢箱梁制造总体工艺概述
钢箱梁主体结构形式及单元件划分见图。
主桥加劲梁采用正交异性板流线型扁平钢箱梁,梁高,宽(含风嘴);顶板厚16mm,U形加劲肋厚18mm,底板厚10mm,其U形加劲肋厚6mm;吊耳板厚60mm。
钢箱梁标准梁长12m,内设4道实体式横隔板,为加强桥面板刚度,减小桥面板变形对铺装层的部利于影响,横隔板间距确定为。
吊索处横隔板厚12mm(承力板为20mm),其余横隔板厚10mm。
在端梁段有永久竖向支座处的横隔板厚度为20mm,端横隔板厚度为20mm。
根据构造需要,端梁段局部设纵隔板2道。
支座处横隔板上设置起顶加劲构造,以备更换支座时使用。
图官山大桥钢箱梁示意图
⑴钢箱梁制作重点及对策
官山大桥为双塔单跨悬索桥,钢箱梁其他部位均采取焊接结构,其制作重点及相
应工艺措施如下:
钢箱梁制作重点:
梁段组装预拼线型与全桥成桥线型一致性;
悬索锚箱的制造、安装;
相邻梁段端口与U型肋组装的一致性;
梁段端口外形尺寸;
梁段组装焊接质量。
工艺保证措施:
制定合理的焊接工艺,减少结构变形造成的误差;
推广应用先进的焊接方法,保证钢箱梁的焊接质量;
设计合理的胎架和工装,保证结构尺寸的一致性;
制定完善的装配工艺,保证结构的安装精度;
梁段组装完成后按成桥线形进行预拼装,预拼装时对高度、里程及锚箱
位置等关键部位进行控制。
⑵钢箱梁制作总体思路
根据官山大桥钢箱梁设计特点,结合其它大型钢箱梁桥制作经验,该桥钢箱梁制作分为以下五个工艺阶段:
单元件制作
梁段匹配组装
梁段预拼装
钢箱梁水路发运至桥址
钢箱梁吊装及工地连接
钢箱梁制造技术准备工作
钢箱梁制造技术准备工作严格按照相关工艺要求来执行。
所有钢材经复验合格后才能投入预处理工序。
图官山大桥钢箱梁示意图
图下料设备
单元件划分及制造工艺
根据钢箱梁结构形式和受力特点,按照设计图要求对梁段进行单元件划分。
箱梁顶板划分为11块顶板单元件,2块斜顶板、底板划分为7块底板单元件,4块腹板,其余单元件分为横隔板单元件和锚拉板单元件。
钢箱梁单元件划分见图。
⑴顶、底板单元件制作
①本桥顶板单元件为板零件+U肋结构+齿形板,底板单元件为板零件+U肋结构,
斜顶板、斜底板单元件为板零件+扁钢加劲结构,结构示意图(以顶板单元件为例)如图所示:
图 顶板单元件示意图
② 顶、底板制作流程:
① 检查来料(零件号、外形尺寸、对角线、坡口、材质及炉批号);
② 将板零件吊上专用平台上,划出U 型加劲肋和齿形板的定位
线;
③ U 型肋装配在液压U 型肋装配机上进行无马装配。
将底板吊上U 型肋装配机装配平台上,用定位装置自动对中固定,摆放U 型肋,并将端头对齐。
U 型肋装配机从U 型肋一端向另一端进行装配;
④ 单元件置于液压反变形亚船
② 顶板定位划线 ① 零件下料
③ U 形肋装配
④ U 形肋角焊缝焊接 U 肋
齿形板
面板
⑤单元件矫正
⑥齿形板装焊
⑦单元件检查及标记⑤单元件矫正。
检查单元件平面度,局部采用火焰矫正,矫正温度控制在600℃~800℃,自然冷却,严禁过烧、锤击和水冷。
⑥对线装焊齿形板。
按划线位置装配齿形板,测量齿形板与顶板垂直度及与面板、U型肋的装配间隙,并对连接板与顶板及U 型肋角焊缝进行施焊。
(齿形板与U肋包角良好)
⑦将单元件吊到专用检验平台上,检查单元件长度、宽度、对角线差、焊接质量和平面度等。
合格单元件标记后转入存放。
⑵横隔板单元件制作
本项目横隔板采用板零件+板式加劲+人孔(管线孔)加劲结构形式,横隔板结构
示意图如下图所示:
图 横隔板示意图
制作流程如下:(以横隔板为例)
板零件
板式加劲
人孔加劲
1)零件下料
① 检查来料(零件号、外形尺寸、对角线、坡口、材质及炉批
号);
②在横隔板制作平台上,将三块横隔板拼接形成整体横隔板。
③ 划加劲肋装配线和单元件定位线、检查线
④在专用胎架上对线安装横向加劲、竖向加劲板,横向加劲板、对中装配人孔和电缆孔加强圈;
⑤ 先对称分散焊接竖向加劲,
2)拼板
4) 劲板、人孔圈装配 3)划线
板1
板2
板3
钢箱梁梁段匹配组装
梁段组装在专用胎架上进行,按7个梁段长度采取“6+1”的匹配方式进行匹配制造。
⑴胎架制造
①胎架结构形式
“6+1”梁段总装专用胎架见图,基础预埋件与基础砼框架纵、横梁浇灌成整体,胎架与基础预埋件焊接形成刚体。
根据梁段的重量、结构形式、外形轮廓、梁段制作预变形、设计线型、成桥预拱值及钢箱梁转运等因素进行胎架的设计和制作,胎架结构有足够的刚度,满足承载钢箱梁及施工荷载的要求,确保不随梁段拼装重量的增加而变形。
胎架横梁设计成高度可调整形式,以便在每轮钢箱梁制作前,根据每轮胎架的设计高度调整模板高度,满足每轮梁段纵坡值、预拱值变化的要求。
在底板角点处设有角点位置控制模板,以便角点处单元件准确定位。
②定位标识设置
胎架区用全站仪配合,在地面上划出供各单元件定位的(纵、横向)标记线、钢
箱梁中心定位线、锚拉板定位线以及梁段中心线、角定位控制线等(见图),这些标记线简称为地标。
在胎架以外的钢柱上设置各单元件的高度定位基准标记线(即标高样杆)。
梁段组装过程中,由各基准线控制各单元件和构件的空间位置,以保证钢箱梁整体尺寸精度。
图总拼胎架示意图
图梁段匹配制造定位控制线示意图
⑵总装流程
①基准底板单元件定位
①基准底板单元件胎架定位,
定位时对合纵横向地标,定位
完毕后与胎架刚性固定;
②分别将其余底板及斜底板
单元件上胎架定位,并焊接与②底板、斜底板单元件定位
定位底板的对接焊缝;(板单元
在胎架位上一次全部布置到
位,梁段之间焊接时每条纵缝
一顺焊接)
③复核在底板上刻划的纵隔板
⑧梁段校正
⑨控制线修正、检查线的绘制
⑩控制线修正、检查线的绘制
钢箱梁预拼装
梁段的预拼装采用“6+1”形式进行,根据生产安排,梁段预拼在总成胎架进行,共计8轮次的预拼装。
梁段预拼装完成后的后1个梁段参与下一轮的预拼。
⑴梁段预拼装施工内容
梁段预拼装的主要施工内容如下:
根据监控数据,综合分析梁段间夹角、梁段压缩量、梁段收缩量、标记
点里程和高程等因素后进行放样分析,确定和调整钢箱梁长度,修正对
接端口;
修正钢箱梁总长度:每个预拼装单元预拼后,测量其总长度,并将该长
度与理论长度比较,其差值在下一个预拼装单元加以修正,避免产生积累误差。
按设计图纸对梁段进行切割,修整端口,开制坡口;
匹配件的安装:梁段预拼时已确定了相邻梁段的相对位置,此时,将相邻两梁段的匹配件按图纸规定的位置成对安装在焊缝两侧,先定位、焊接一侧的构件,再焊接另一侧的构件,在高空吊装时只要将匹配件定位连接,即可恢复到预拼装状态。
附属附设施预埋件的安装:防护拦底板、灯柱底座、泄水管、路缘石等的定位安装以及抽湿设备的预置。
梁段标记、标识的制作:梁段预拼装检测合格后,采用激光经纬仪,钢带等仪器工具,按工艺要求绘制梁段纵向中心线、锚箱位置线、端口横向检查线及梁段桥上吊装时监控测量点等各类标记。