鋼箱梁制造線形控制
——水平預(yù)拼技術(shù)分析

楊大海

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

鋼箱梁制造線形控制
——水平預(yù)拼技術(shù)分析

楊大海

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

蕪湖長江公路二橋鋼箱梁橫截面為弧線形底板，縱向處于半徑為25 000 m的圓曲線上。制造時采用水平預(yù)拼裝方案，先根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)模擬曲線相關(guān)參數(shù)，以此為基礎(chǔ)在水平預(yù)拼時結(jié)合定測進行控制、調(diào)整、檢測線形精度，達到了曲線預(yù)拼的效果，大大節(jié)省了預(yù)拼時間與經(jīng)濟投入。

水平預(yù)拼；測量；控制；鋼箱梁

斜拉橋設(shè)計和施工控制的關(guān)鍵任務(wù)之一是確定橋梁的制造線形和安裝線形，使得橋梁最終達到設(shè)計成橋線形和內(nèi)力狀態(tài)[1-3]。通常，鋼箱梁懸拼施工[4]過程中很難通過頂、底板焊縫寬度來實現(xiàn)梁端標高及傾角的較大調(diào)整。但是在制造線形滿足適當條件下，可以在拼裝過程中不對梁段間夾角進行調(diào)整，梁段即能較好地達到理論安裝目標線形。因此合理的梁段制造線形對于能否達到成橋目標狀態(tài)至關(guān)重要。而鋼梁的預(yù)拼裝則是檢驗制造線形是否合格的一個重要手段。

1 概 述

蕪湖長江公路二橋主橋跨徑布置為100 m+308 m+806 m+308 m+100 m，全長1 622 m，為雙塔四索面全漂浮體系斜拉橋，橋塔采用分肢柱式塔，主梁為分離式鋼箱梁，主橋橋型布置圖如圖1所示。

圖1 主橋橋型布置圖

鋼箱梁平曲線為直線，豎曲線參數(shù)為：R=25 000 m、E=4.9 m、T=495 m、i=1.98%。上述曲線為設(shè)計成橋線形，由于鋼箱梁在架設(shè)計過程中的彈性壓縮、焊接收縮、施工方案等因素[5]，實際預(yù)拼裝時采用的是制造線型[6-8]。鋼箱梁預(yù)拼合格后，在橋位以安裝線形拼接完成，最終形成成橋線形。

2 鋼梁預(yù)拼裝的目的

預(yù)拼裝主要控制點為：鋼箱梁旁彎、拱度(線形)調(diào)整；鋼箱梁長度控制；組裝鋼箱梁臨時連接件(匹配件、對拉裝置、止推板等)；接口焊縫間隙及相鄰接口對接縫錯邊量的調(diào)整；橋位安裝架設(shè)所用基準線、監(jiān)控測點的布設(shè)等。

鋼箱梁標準橫斷面，見圖2所示。

圖2 鋼箱梁標準橫斷面圖

3 水平預(yù)拼裝的可行性分析

水平預(yù)拼裝法：即將鋼箱梁節(jié)段水平置于胎架上，調(diào)整各梁段在總拼胎架上的姿態(tài)，到位后量測縱基線位置、橫基線間距等參數(shù)，通過計算得梁段間接口參數(shù)，以調(diào)整梁段接口狀態(tài)，實現(xiàn)梁段制造線形的預(yù)演。

3.1 梁段長度、接口間隙的控制

無論是水平還是曲線預(yù)拼裝，對梁段長度、接口間隙的控制是相同的，都是按照設(shè)計提供的數(shù)據(jù)通過CAD放樣得出制造線形的理論長度(頂板長度大于底板長度)。不同之處在于曲線預(yù)拼裝時梁段之間頂?shù)装彘g隙是相同值，頂?shù)装迤ヅ浼M裝時加墊厚度也相同，而水平預(yù)拼裝時梁段之間頂?shù)装彘g隙不相同，匹配件組裝加墊厚度不同，差值是通過CAD按照箱梁制造線形放樣得出。

具體狀態(tài)見圖3、圖4所示。

圖3 水平預(yù)拼裝示意圖

圖4 曲線預(yù)拼裝示意圖

頂、底板長度計算方法：

L=L理-δ1+δ2+δ3

(1)

其中，L為頂?shù)装逯圃扉L度；L理為按照制造線形放樣得出的頂?shù)装謇碚撻L度；δ1為橋位環(huán)縫間隙(取值6 mm)；δ2為橋位環(huán)縫焊接收縮量(取值3 mm)；δ3為梁段彈性壓縮量。

3.2 軸線偏位檢驗

采用“三縱一橫”[9]測量控制網(wǎng)檢驗鋼箱梁縱橫基線偏差。水平預(yù)拼裝與曲線預(yù)拼裝相同。

3.3 標高檢測

曲線預(yù)拼裝可實際測出各測點標高與理論差值，但梁段制造誤差會帶入檢測結(jié)果中。水平預(yù)拼裝可精確測定梁長、梁段四角高差等指標，然后根據(jù)梁長實測數(shù)據(jù)通過計算機模擬預(yù)拼裝，得出測點標高數(shù)值，并且可以驗證環(huán)縫間隙[10]是否滿足要求。

預(yù)拼裝其他重要指標如鋼箱梁幾何精度、梁長、接口匹配、定位裝置安裝、橋位監(jiān)控測點布設(shè)等，水平預(yù)拼裝均可以實現(xiàn)。

4 結(jié)束語

綜上所述，鋼箱梁加工制造關(guān)鍵工藝采用水平預(yù)拼裝是可以實現(xiàn)的。而且水平預(yù)拼裝具有以下優(yōu)點：

(1) 縮短制造工期：胎架制作可不考慮縱向起拱因素，縮短了胎架制作周期，加快每輪鋼箱梁的制作速度，每輪制作時只考慮因底板板厚差造成的局部尺寸偏差。如果采用曲線預(yù)拼裝，由于尺寸有變化每輪胎架都要改制，制作周期長。

(2) 橫隔板組裝精度控制：水平預(yù)拼裝時，箱梁橫隔板是鉛垂狀態(tài)，能更好地控制橫隔板組裝精度；而曲線預(yù)拼裝時，橫隔板為傾斜狀態(tài)，組裝偏差相對較大。

(3) 由于水平預(yù)拼裝測量誤差小，相對曲線預(yù)拼裝更有利于控制梁長。

蕪湖長江公路二橋鋼箱梁加工制造采用了水平預(yù)拼裝法，該方法改變了以往曲線預(yù)拼的傳統(tǒng)工藝，有效地降低了拼裝成本、縮短了工期、提高了測量精度，可為以后其他鋼箱梁制造借鑒參考。

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2016-09-05；修改日期：2016-09-19

楊大海(1982-)，男，安徽阜陽人，碩士，安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司工程師．

U448.27

A

1673-5781(2016)05-0699-03