官塘大橋鋼箱拱肋及鋼箱梁工程的節(jié)段組裝及輪次試拼裝方案分析

馬金鐸

摘 要：本文以柳州市官塘大橋鋼箱拱肋及鋼箱梁工程施工為例，分析箱拱肋及鋼箱梁工程的節(jié)段組裝及輪次試拼裝方案，希望能夠為相關(guān)人士提供幫助。

關(guān)鍵詞：鋼箱拱肋;鋼箱梁;工程;節(jié)段組裝;輪次試拼裝

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A

前言：

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，我國交通建設(shè)行業(yè)也迎來了新的發(fā)展生機，在這種背景下，也進一步提高了對橋梁工程建設(shè)的要求。官塘大橋施工建設(shè)作為本市重點的交通建設(shè)項目，其施工質(zhì)量受到了社會各界的廣泛關(guān)注，為了能夠進一步提高工程的施工質(zhì)量，必須要做好鋼箱拱肋及鋼箱梁工程的節(jié)段組裝及輪次試拼裝的方案設(shè)計，從而全面提供橋梁建設(shè)質(zhì)量，為人們的出行提供保障。

1.工程概況

1.1鋼箱拱肋設(shè)計概況

鋼箱拱肋采用懸鏈線布置，拱肋計算跨徑為457.183m，拱肋凈跨徑450m，凈矢高100m，凈矢跨比為1/4.5;拱平面與豎直平面的夾角為10°。鋼箱拱肋采用等寬變高的單箱單室截面，鋼箱拱肋截面寬度為5m，拱箱高度沿拱軸線按照線性變化，由跨中的6.0m 漸變至拱腳截面10.527m。全橋拱肋劃分為JH0、JH1、N0～N11（合龍段）對稱布置共計54個節(jié)段。最短吊裝節(jié)段長約10.9m，最長吊裝節(jié)段長約25.79m;節(jié)段最小重量77.8噸，最大重量296.7噸。

拱肋頂?shù)装搴穸扔晒暗?0mm變到拱頂36mm，腹板厚度由拱底30mm變到拱頂24mm，為了減小風阻和改善視覺效果，拱箱四角采用切角設(shè)計，切角尺寸約為500×800mm。

鋼箱拱肋內(nèi)的縱向加勁肋采用板式加勁肋形式;鋼拱箱頂、底板上，縱向加勁肋間距600mm。拱箱腹板縱向加勁肋曲線均與底板平行布置。腹板上的縱向加勁肋間距為575mm。

每一段鋼箱拱肋節(jié)段內(nèi)，均設(shè)置了2～3道定位橫隔板，起到制造時輔助定位的功能。定位橫隔板均垂直于拱軸線布置，一般的定位橫隔板厚16Mm，設(shè)置吊點構(gòu)造的橫隔板厚20mm;吊點橫隔板均在雙面設(shè)置加勁肋。

1.2鋼箱梁設(shè)計概況

主梁采用單箱單室扁平流線型全焊鋼箱梁，吊索區(qū)全寬44.5m，無吊索區(qū)寬39.5m，中心高3.5m（外輪廓）。鋼箱梁頂板16mm，底板、下斜板厚12mm，腹板厚16mm。鋼箱梁頂板在機動車道、非機動車道及區(qū)域采用U肋進行縱向加勁，U肋上口寬300mm，底寬170mm，高280mm，板厚8mm，間距600mm。

鋼箱梁頂板在端頭靠近吊點的區(qū)域，以及鋼箱梁底板、下斜板、腹板采用板式加勁肋進行縱向加勁，加勁肋高140mm，板厚12mm，間距350mm。

鋼箱梁內(nèi)每隔3.5m設(shè)置一道橫隔板。標準節(jié)段含2道普通橫隔板和1道吊點橫隔板;跨中節(jié)段含2道普通橫隔板;端節(jié)段含5道普通橫隔板。

普通橫隔板板厚12mm，吊點橫隔板板厚30mm。除端部橫隔板采用單面加勁外，其余橫隔板均采用雙面加勁。

2. 鋼箱拱肋及鋼箱梁工程的節(jié)段組裝及輪次試拼裝方案

2.1 胎架設(shè)計

鋼拱肋與鋼箱梁共用胎架，鋼拱肋組裝完畢后對支架進行適應(yīng)鋼箱梁的改造，滿足鋼箱梁的組裝尺寸。

胎架的立柱及橫梁均采用工字鋼（I40a）加工，拼裝區(qū)域內(nèi)地面設(shè)置混凝土條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)上面設(shè)預埋鋼板，工字鋼立柱與預埋鋼板焊接固定。橋橫斷面方向形成胎架，其支柱間距為2.925m和6m。橋縱斷面方向胎架間距為3.5m，胎架間設(shè)螺栓連接形式胎架，連桿按照2.925m（中間區(qū)域6m）間距設(shè)置。橋縱斷面方向3.5m胎架間距可滿足拱肋的運出，作為拱肋的運梁通道。橋橫斷面方向設(shè)置兩處螺栓連接可拆卸的橫梁，作為鋼箱梁的運梁通道。

2.2組裝及試拼裝方案

2.2.1節(jié)段輪次組裝方案

節(jié)段組裝是按照輪次組裝順序在胎架上進行組拼作業(yè)。

鋼箱拱肋根據(jù)施工安裝順序先制作下拱肋節(jié)段（JH0～N1），再制作中拱肋節(jié)段（N1～N5），再制作上拱肋節(jié)段（N5～N8），最后制作（N8～N11）。

拱肋節(jié)段組裝流程：拱肋胎架→第一循環(huán)（JH0～N1）拱肋板單元組裝→第一循環(huán)拱肋焊接→第一循環(huán)拱肋檢驗→第一循環(huán)拱肋涂裝→第二循環(huán)（N1～N5）拱肋板單元組裝→第二循環(huán)拱肋焊接→第二循環(huán)拱肋檢驗→第二循環(huán)拱肋涂裝→第三循環(huán)（N1～N5）拱肋板單元組裝→第三循環(huán)拱肋焊接→第三循環(huán)拱肋檢驗→第三循環(huán)拱肋涂裝→第四循環(huán)（N5～N8）拱肋板單元組裝→第四循環(huán)拱肋焊接→第四循環(huán)拱肋檢驗→第四循環(huán)拱肋涂裝→第五循環(huán)（N5～N8）拱肋板單元組裝→第五循環(huán)拱肋焊接→第五循環(huán)拱肋檢驗→第五循環(huán)拱肋涂裝→第六循環(huán)（N8～N11）拱肋板單元組裝→第六循環(huán)拱肋焊接→第六循環(huán)拱肋檢驗→第六循環(huán)拱肋涂裝。其中N4＼N4＼N8＼N8段為單端加長150mm。

鋼箱拱肋組拼以臥式進行組拼，按照腹板單元→橫隔板單元→頂板、底板單元→腹板單元的工序進行。

拱肋橫撐及肋間橫梁由單獨班組在現(xiàn)場進行制作，順序與安裝順序相同。

鋼箱梁按照4節(jié)一個循環(huán)進行3+1節(jié)制作，從橋兩端向合攏段方向制作，與安裝順序方向一致。

鋼箱梁節(jié)段組裝流程：復測修整支架→第一循環(huán)（L1～L4，L44～L41）鋼箱梁制作→第二循環(huán)（L4～L7，L41～L38）鋼箱梁制作→第三循環(huán)（L7～L10，L38～L35）鋼箱梁制作→第四循環(huán)（L10～L13，L35～L32）鋼箱梁制作→第五循環(huán)（L13～L16，L32～L29）鋼箱梁制作→第六循環(huán)（L16～L19，L29～L26）鋼箱梁制作→第七循環(huán)（L19～L22，L26～L23）鋼箱梁制作。其中L23節(jié)段為合攏段，兩端各加長200mm。

鋼箱梁組拼以正裝法進行組拼，按照底板單元→橫隔板單元→頂板單元→附屬構(gòu)件的工序進行。

2.2.2拱肋節(jié)段組裝

節(jié)段組裝是在按照線性搭設(shè)的胎架上進行組拼作業(yè)。鋼箱拱肋組拼以臥式進行組拼，按照腹板單元→橫隔板單元→頂板、底板單元→腹板單元的工序進行。

鋼箱拱分段組裝控制關(guān)鍵點：

a鋼拱分段組裝線型鋼拱整體線型一致性;

b分段端口外形尺寸;

c焊接質(zhì)量;

在胎架區(qū)的地面上設(shè)置縱、橫向標記線、檢查線等，在胎架以外的鋼柱上設(shè)置高度定位基準標記線（即標高樣桿）。分段組裝過程中，由各基準線控制構(gòu)件的空間位置，以保證鋼拱肋整體尺寸精度。

節(jié)段組裝并檢查合格后在胎架上焊接箱形內(nèi)部焊縫及外部焊縫。焊接應(yīng)遵循對稱施焊的原則，同一側(cè)主角焊縫應(yīng)同時、同向、同規(guī)范焊接，并應(yīng)先順序焊接打底焊道1～2道后，再焊接完成剩余焊縫。從而控制焊接變形，保證節(jié)段幾何尺寸及拱肋曲線。

2.2.3合攏段的制作

拱肋合攏段制作時，端頭長度方向預留二次切頭量。合攏段縱肋分兩段，中間段先焊在拱肋上，端頭部分長度為600mm，卡樣出孔，制作階段不焊。在橋位安裝后根據(jù)實測合攏長度，對稱配切合攏段端面及縱肋，并組焊在合攏段上。

2.2.4鋼箱梁節(jié)段組裝

板單元制造完成后，在橋址拼裝場進行梁段的制造。根據(jù)本橋鋼箱梁的結(jié)構(gòu)特點，采用多節(jié)段連續(xù)匹配組裝、焊接和預拼裝同時完成的方案。全橋共44個梁段，根據(jù)施工現(xiàn)場條件，改造梁段總拼裝線。按照鋼箱梁安裝順序及工期要求進行匹配制造。每輪次組拼不少于4個梁段，每輪預拼裝合格后，標記梁段號，將最后一個梁段留下，參與下一輪預拼裝，其余梁段出胎進入涂裝工序。在梁段制造中，按照底板、斜底板→橫隔板→腹板→中間頂板→邊頂板→風嘴的順序，實現(xiàn)立體階梯形推進方式逐段組裝與焊接。組裝時，以支架為外胎，以橫隔板為內(nèi)胎，重點控制橋梁的線形、鋼箱梁幾何形狀和尺寸精度、相鄰接口的精確匹配等。

3.結(jié)束語

綜上所述，只有做好鋼箱拱肋及鋼箱梁工程的節(jié)段組裝及輪次試拼裝方案設(shè)計，才能夠提高工程施工建設(shè)的質(zhì)量。