浅议复杂地形条件下钢箱梁现场吊装与焊接技术
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钢箱梁吊装施工技术探讨摘要:本文结合现场实例,介绍钢箱梁吊装过程中使用的临时设施选用、设备及材料选用,可供类似工程参考和借鉴。
关键词:既有道路;钢箱梁;起重吊装;施工技术0前言在城市交通基础设施建设中,钢箱梁以其优越的性能被广泛用于市政桥梁结构中,然而钢箱梁桥因设计不同而具有不同的特色,本文以现场钢箱梁吊装实例,对钢箱梁吊装作业进行了探讨。
1工程概况杭州市艮山路提升改造(彭埠立交-东湖路)工程Ⅰ标段,高架桥设计起点里程K1+578.25~K3+272.50,全长约1.694 km。
高架桥主线为双向六车道,标准段宽度25.1m。
;匝道为双向两车道,标准宽度8.5m。
桥梁结构形式采用连续钢箱梁和预制简支钢箱梁两种,钢箱梁主线分布于Z006~Z009、Z017~Z021 和Z034~Z037。
跨径布置分别为(50+70+50)m、(50+72.5+67.5+50)m 和(50+70+50)m,梁高分别采用等高2.5m、2.8m 和2.5m。
梁体截面采用单箱多室形式。
本文钢箱梁吊装以Z006~Z009(跨同协路)钢箱梁为例,其中Z006~Z009第三联钢箱上跨同协路,均为全焊接结构,采用单箱五室结构,端部梁高2.0m,中心梁高2.5m,梁宽24.9m,总重约2540t。
钢箱梁桥面板采用正交异性板,钢材材质为Q345qC。
钢箱梁最重节段为TXL-C1,重量为126.28t,外形尺寸为33.75m*5.04m*2.8m。
分段示意图如下:2钢箱梁吊装总体方案根据钢箱梁吊装基本情况及现场吊装场地条件,确定钢箱梁总体吊装方案如下:钢箱梁总体吊装方案:钢箱梁分段运至施工现场后,采用两台260t汽车吊抬吊进行安装,将单节段钢梁吊装到现场搭设的临时支墩上进行拼装作业;钢梁拼装临时支架采用自制支墩进行搭设。
钢箱梁拼装时,采用全断面焊接进行连接。
3钢箱梁吊装前的准备工作正式吊装前,完成对作业班组的技术交底工作,并在施工现场进行以下准备工作:(1)现场材料和机具到位后,根据工点变压器位置布设好施工及照明用电线路。
浅谈大跨度钢箱梁吊装施工技术大跨度钢箱梁是现代桥梁建设中常用的一种结构形式。
它具有强度高、耐久性强、施工便利等优点。
钢箱梁的制作质量和钢管材料的质量一般都是非常高的,但在安装过程中要特别注意施工的细节,以保证项目的安全性。
一、梁施工前的准备工作在大跨度钢箱梁的吊装过程中,需要先制定详细的吊装方案,充分考虑到环境因素、应力分布、重心平衡等因素,精细化计算吊装高度、吊点位置、梁的倾角等参数。
同时,还需妥善安排好吊机和吊装设备,确保设备具有足够的承重能力和升降高度,以及良好的操作可靠性。
除此之外,还要进行场地勘察和环境剖析,检查道路交通是否阻塞,周围是否存在建筑物或电线杆,以及天气是否具备施工条件。
是否需要采取防护措施,以及在安装过程中是否需要紧急应对突发情况等细节,也需充分考虑。
二、梁吊装的技术要点1. 钢箱梁吊装的安全要求钢箱梁的几何参数比较大,颇为沉重,一般需要采用大型吊机和多点吊装作业,以确保吊装的稳定性和安全性。
在吊装现场需要设置周界线,并严格限制工作人员、游客及车辆的行动区域,以避免人流混乱。
吊装前还需进行吊机拉力试验、制定安全方案、检查吊装绳索的牵引力是否均匀等工作,确保吊装过程可控行。
2. 钢箱梁的吊装技术钢箱梁的吊装技术主要包括吊车架设、吊装索具的安装、吊装速度、倾角控制、梁接缝对齐等环节。
吊装索具的选择要根据实际情况量身定做,吊杆位置及长度要与钢箱梁接缝、承重点相匹配。
在吊装过程中要注意吊装速度,保持匀速和稳定负荷。
同时,控制倾角的变化,防止因进度推进过快或工作人员的忽略,导致钢箱梁倾斜或者失去平衡等问题的发生。
吊装的过程中,还需对梁的端面进行对齐,确保各端面在同一平面上,以利于后续工序的顺利进行。
三、钢箱梁的现场拼装钢箱梁安装完成后,需要进行现场拼装,包括拼接、调整及接口控制等工序。
在现场拼装过程中,需要充分考虑到钢材的伸缩性、扭曲度以及钢管段之间的空隙、弯曲度等情况,调整钢材的位置,尽可能减少接口处的剪力,使剪力分配均匀。
浅谈钢箱梁施工工艺及质量控制措施摘要钢箱梁断面,其结构复杂,焊缝多,所发生的焊接变形和残余应力较大,为控制箱体结构焊接变形,保证产品整体质量,加快制造进度,本文就钢箱梁几项关键工艺项点以及质量控制措施进行详细的阐述,以供读者参考。
关键词钢箱梁;施工工艺;质量控制社会的发展离不开交通,各国都在努力地发展交通事业以提高自身的发展速度,桥梁是交通工程重要组成部分,如何解决桥梁建设中的技术难点成为当今竞争的焦点。
根据钢箱梁的结构特点、受力状况、装配要素及验收规范,有以下几项关键工艺项点,在制造中必须加以严格控制,下面详细阐述。
1锚箱单元制作精度和焊缝质量控制锚箱构造是钢箱梁传力的关键部件,两耳板销孔的加工精度及耳板在钢箱梁上的三维坐标精度是吊装架设顺利的前提,耳板和承力板的熔透角焊缝为直接传力焊缝,是该桥的关键承力区,为此在制作中采取以下主要措施:1)耳板销孔补强板与耳板焊接后采用锤击的方法(采用铁科研“锤击工艺及检验方法”)降低焊接应力峰值,之后再加工销孔。
2)采用专用夹具定位组装、焊接锚箱耳板,胎型设有保证两耳板垂直度和销孔同心度的定位装置,且该夹具具有较大的刚度,实现耳板在刚性约束条件下焊接,减小焊接变形。
3)耳板与承力板的熔透角焊缝采用开双面V型坡口、背面清根的焊接方法,执行经评定的焊接工艺进行施焊。
4)为了确保锚箱位置的焊接质量,尽量避免仰焊,由部分斜顶板、耳板、承力板、内、外腹板等组成锚箱单元,在公司内完成全部焊接工作。
2单元块组焊质量控制钢箱梁由两个分离的封闭边箱通过横梁连为一个整体,伸入封闭边箱内横梁的腹板采用一块板的整板式,分别同两侧箱梁的顶板和底板直接焊接,为确保焊接质量,避免仰焊,更好地确保装配尺寸精度,在制作上采取如下工艺措施:1)采用“倒装法”,即在单元块组焊胎架上将顶板单元按基线就位,用马板与胎架点固。
2)严格按线组装横隔板单元,保证横隔板间距,为箱体横梁对接创造有利条件;为控制U形肋与隔板的组装间隙,保证焊接质量,在工艺上对隔板与U形肋的焊接边部位留二次切割量,采用精确划线配切工艺,对隔板与U 形肋焊接边进行配切组装,以控制装配间隙匀顺,从而保证焊接质量。
大型桥梁钢箱梁工地现场焊接技术与质量控制措施发布时间:2022-12-21T07:38:21.210Z 来源:《城镇建设》2022年16期8月作者:姜维军翁巍强[导读] 在市场经济发展中,对交通运输更加需求,加上科学技术的发展,更多大型姜维军翁巍强摘要:在市场经济发展中,对交通运输更加需求,加上科学技术的发展,更多大型桥梁建设工程开始产生。
在实施施工过程中,因工艺技术水平的提升,钢箱梁施工技术越来越成熟,被广泛使用在大型桥梁建设中,能够保障桥梁施工的安全稳定进行。
在钢箱梁施工过程中,一般都会分段进行预制,再由现场焊接方式实现最终的拼接。
但是,大型桥梁钢箱梁施工难度非常高,容易产生各种变形问题,导致对焊接过程的质量达标程度更加关注。
因此,在钢箱梁施工过程中,只有提升现场焊接效率,并且对变形因素实施合理控制后,才能有效实现钢箱梁施工质量目标。
关键词:钢箱梁;工地现场;焊接技术;质量控制引言:在交通建设事业高速发展中,桥梁建设工程增多,并且更多桥梁呈现出大跨度、长距离等特点,这对施工技术提出了更高要求[1]。
在长期桥梁施工实践中,施工企业逐步对钢箱梁施工技术进行完善,促使该技术使用的越来越熟练,并且大量使用跨度大、距离长的桥梁施工工程中。
但是,钢箱梁因外观特征、结构设计等因素,只能在预制工厂完成分段预制件,并且在施工场地中实现焊接作业,促使其形成整体[2]。
不同施工场地地质环境不同、焊接条件也不同,这就会受到内外部因素的影响,造成焊接质量下降,从而产生变形问题,给施工企业带来巨大的经济损失[3]。
因此,应当对现场焊接过程进行分析,加大焊接质量管理,消除影响因素的干扰,降低焊接过程变形风险,以此实现施工项目质量目标。
一、大型桥梁钢箱梁工地现场焊接技术在钢箱梁焊接作业中,针对各个部件焊接需要使用衬垫焊接技术,并且需要结合施工情况进行合理调整,有效提升焊接精度[4]。
因此,针对不同部分的焊接位置采取的焊接技术是不同的,所使用的焊接步骤也是不同的。
钢箱梁现场吊装施工技术【摘要】随着我国钢铁产业的发展,钢结构技术的迅速发展,目前已有大量的新公路采用钢结构桥梁。
这种结构形式的桥梁由于其承载能力高、施工速度快、外观美观等诸多优势,在本阶段得到了广泛的应用。
为深入探讨钢箱梁吊装技术,本文通过对钢箱梁施工中出现的一系列难点及解决办法进行了探讨,并提出了几种常见的钢箱梁吊装技术,以供今后的工程设计参考。
【关键词】钢箱梁;吊装;施工技术;【引言】钢箱梁桥,是目前桥梁工程中常用的一种结构形式,它可以有效地改善工程施工中的安全性和可靠性。
但是,在实际运用中,钢箱梁桥的现场吊装技术并没有充分发挥其作用,导致工程建设的安全性和稳定性都受到影响。
这种状况下,建筑设计人员应从实际出发,即在钢箱梁桥施工中,确定施工中存在的技术问题时,寻找最佳的控制方法。
这样,既不会因施工环境的复杂性,又能充分发挥工程施工的安全性和稳定性,从而为现代化经济的全面发展提供有力的保障。
(一)钢箱梁1.1简介钢箱梁的主体结构包括:底板、腹板、 U肋等。
在施工时间相对紧张、道路施工复杂的城市工程施工中,钢箱梁被广泛采用。
对比了钢箱梁和混凝土梁的施工进度,结果表明,在大部分情况下,钢箱梁的建造速度是混凝土梁的两倍。
所以,在我国大部分的城市,在进行市政工程时,都逐步采用钢箱梁代替钢筋混凝土梁进行施工。
(二)钢梁箱体吊装技术优势分析2.1吊装方式灵活钢箱梁的吊装施工,其施工方式主要是灵活多变。
在吊装时,为了便于吊装作业,必须先将梁箱结构拆分成块体。
其次,吊装完毕后,在工地上进行梁箱的组装。
在装配完毕后,根据工地的具体情况,进行合理的排程安排和运输。
该结构可以在任何时候进行拆装,从而使梁箱的吊装工作更加灵活。
另外,由于其自身的稳定性,可适用于吊装作业。
由此可见,在具体的施工过程中,吊装施工是提高工程施工质量和安全的有效途径。
2.2提高施工的工作效率如何提高施工效率是每一座桥梁工程的重要指标。
针对钢结构梁箱的吊装作业,在吊装作业中,梁箱结构已完成了拆装,所以在吊装完毕后,可以直接在工地上进行组装,从而有效地减少了施工进度,节省了大量的人力和物力。
复杂钢箱梁节段制作和焊接技术摘要:复杂钢箱梁施工是一项较为复杂的工作,其中涉及钢箱梁的工厂制造、运输、吊装以及现场安装等诸多内容,一旦某个环节出现问题,都可能对钢箱梁的质量造成影响。
为避免这一情况的发生,应了解并掌握复杂钢箱梁节段制作和焊接技术,焊接施工质量会对钢箱梁的整体质量造成巨大的影响,加工制作及安装是保证钢箱梁质量的前提基础,为保证桥梁能够安全稳定运行,施工单位必须要保证钢箱梁的施工质量。
基于此,本文主要分析了复杂钢箱梁节段制作和焊接技术。
关键词:钢箱梁;节段制作;焊接技术中图分类号:TF753文献标识码:A引言钢箱梁应用较为广泛,但其施工技术要求也较为严格,施工单位需在充分获取现场地质资料的前提下,做好钢箱梁加工方案的设计,并按照规范进行钢箱梁的安装,严格控制好结构强度及质量,以确保公路桥梁营运安全。
为确保钢箱梁整个施工质量达标,应积极掌握节段制作和焊接技术要点,明晰现场施工条件,选取科学、合理的策略,对各环节施工提供指导,确保其施工质量达标,延长其施工寿命。
1钢箱梁结构特点钢箱梁主要是由4块钢板焊接形成,其中包含2块外宽板、2块外窄板,连接4块外板的4条焊缝,始终依照相关需求分段加工成全焊透坡口、局部焊透坡口,其中后者通常用于断面较小且自身强度要求较高的钢箱梁,具有较佳的运用效果;前者适用于大断面、大跨度钢箱梁。
钢箱梁的体积非常大,宽度与长度均比较大,吊装作业存在一定的难度,且施工过程中存在一定的安全风险;该项目的焊接作业量非常大,且对于焊接技术有非常高的要求,钢箱梁的线形控制难度比较大;钢箱梁体积比较大,导致其运输难度增大[1]。
2钢箱梁加工制作工艺制作过程中应严格依照施工图、工艺文件、技术规范等相关规范实施,下料草图或样板建议第一时间标注产品自身编号、件号及材料号,预制前按照线路纵断面图完成放样工作,与结构图尺寸保持统一方可实施预制。
为确保钢箱梁预制和运输质量达标,建议做好以下几方面工作。
0 引言随着我国桥梁工程的高速发展,一大批针对桥梁施工的技术应运而生,但经科技查新和网络检索,针对钢箱梁制作国内暂无系统性的应用研究,本技术体系的研发和成功应用为钢箱梁制作技术体系提供了理论基础。
1 工程概况济宁太白湖新区渔皇路老运河桥、道路和管廊建设项目(河都路~车站南路)段,西起河都路附近,东至渔车站南路附近箱型桥梁采用跨径组合52m+83m+52m 三跨变截面连续钢箱梁结构,设计预起拱117.4mm,箱梁组装完成宽度达19 000~20 798.5mm,采用超宽、变截面、大跨度钢箱梁结构。
桥梁上部结构采用变截面单箱多室钢箱梁结构,主要轮廓尺寸为:单幅箱梁顶面全宽19.0~20.8m,底板宽度13.6m,悬臂长2.75m,单幅结构中心线处梁高中支点处4.0m,钢箱梁内设四道纵腹板,形成单箱三室断面。
钢箱桥梁顺桥向分为70节段,每个梁节段结构特点及制作难度:(1) 顶板、底板、内隔板等板件需要精密切割;(2) U 肋的折弯加工和U 肋坡口加工的变形控制要求高;(3)箱型梁节段胎架需考虑预拱和横向反变形控制;(4)顶底板单元件焊接变形控制要求严格(5)梁节段的焊接顺序控制难度较大。
图1 钢箱梁示意图2 钢箱梁制作方案2.1 钢箱梁节段制作钢箱梁的节段组装为“正装法”。
主梁节段的组装焊接程序按照“底板单元按线上胎定位→焊接修整→组横纵隔板单元→焊接修整→组顶板单元→焊接修整→组腹板单元→焊接修整→组焊附属设施”的顺序组装、焊接,标准节段制作流程如图2所示。
图2 节段制作流程图2.2梁段匹配组装(预拼装)根据结构特点,板单元制作完成,在厂区的预拼场进行多梁段的连续匹配组焊以及预拼装,即梁段组焊以及预拼装需要在胎架上一次制作完成。
为保证钢箱梁节段制作精度及节段的连续性,节段制作需在长度方向加预留量,梁段组拼过程中,对梁段的长度方向进行二次配切,保证钢箱梁的组装精度满足设计要求[1]。
总拼胎架一次连续拼装六个节段,检查合格后,标记梁段号,将一端五个梁段运出转序,留下最后一个梁段,与下一轮梁段进行组拼。
复杂施工环境下跨线钢箱梁支架法施工技术复杂施工环境下,跨线钢箱梁支架法施工技术说简单也简单,说难也难。
别看它名字一长串,其实就是一种让钢箱梁安稳搭在空中的“神奇方法”。
你要知道,这种工程其实就像搭积木,但要求每一块“积木”都得稳得像铁打的一样,一不小心,连带着下面的地基、上面的交通都会受到影响。
所以,像这种技术,光说不练假把式,必须要把每个细节都搞清楚才能顺利过关。
说实话,跨线钢箱梁支架法施工就是要在不影响周围环境、确保施工安全的前提下,把钢箱梁架设到位。
像这种工地,工程师们就像是“指挥家”,每个动作都得精准,丝毫不容许出现差错。
施工环境特别复杂,周围的道路、铁路、桥梁啥的,简直比你的家门口的街道还要热闹。
工人们得从不吭一声,默默地把钢箱梁“搬”到空中,再稳稳地放在支架上,简直比搬钢琴还要小心翼翼。
再说到钢箱梁,它可不是什么轻巧的东西。
钢箱梁的重量有多大?就像是一个小山头,压在支架上,能不能稳稳地撑住,可得好好琢磨琢磨。
你想象一下,钢铁的味道扑面而来,那种沉甸甸的感觉,仿佛你抬头望着天,突然天边飘来一块“大石”,你心里都得咯噔一下。
正因为这样,所以施工的每一步都得谨慎,支架的搭建,梁体的吊装,都需要精确计算。
别看这些事儿平常,搞不好就会让工程一夜回到解放前。
特别是在一些复杂环境下,跨线钢箱梁的支架法可不止是单纯的钢铁碰撞,更多的是在“天时、地利、人和”中找平衡。
就像是老百姓说的,“天上不会掉馅饼”,每一步都得算得明明白白,才能确保梁体在支架上稳稳的。
所以,不仅得有强大的技术支持,还得有团队的默契配合,每个人都在各自岗位上,像一个齿轮一样,密切配合,才能保证钢箱梁的完美搭建。
不过,话说回来,工地上的苦和累可不是随随便便能感受到的。
你看那些施工人员,皮肤黝黑,衣服上全是泥土,背后汗水一滴滴地往下流。
别看他们一脸的“死气沉沉”,实际上,这每一步都得瞪大眼睛,紧张得不得了。
有时,支架上一个小小的偏差,都会引发一连串的后果。
浅议架桥机架设钢箱梁施工技术及注意事项前言:钢结构箱梁因其自重小、可再生利用等特点,在国外公路桥梁中得到了广泛的应用,但其一次性投入较大,所以在我国前些年公路桥梁中应用较少。
而随着我国国力的增强和党的十七大提出的可持续性发展的思路,相信钢结构箱梁会很快得到国内有关部门的关注。
钢梁架设有很多方法,我公司近年来已施工了不少公路钢箱梁,但架设方法多采用满堂支架吊装和整体顶推施工,但该两种方法都有其局限性,由我集团公司施工的西安三环吕小寨高架桥设计在既有的二层分离式立交两侧增加的辅道,因为要跨越正在运行中的西铜高速公路和西安绕城高速公路分离式立交,交管部门要求辅道施工时,不能对既有的高速公路造成交通影响,同时,西铜高速公路中间不设隔离带,无法进行顶推过程中的临时支墩设置。
满堂支架吊装和整体顶推两种方法均无法满足现场施工要求。
因此,我们采用由我单位自行改造拼装的架桥机按照节段拼装法进行钢箱梁架设施工,施工顺序由一侧逐次推进,最后完成整联连接。
钢梁由两箱四室形组成,总重约法1515t。
由于平均每孔重约379t及单孔长度过大(50米),架桥机无法一次单孔跨越,我们在高速公路交叉处三角区设置临时支撑墩。
施工时,针对梁体重量大、跨度长、曲线半径小的特点,我们坚持多研究、多试验,严格控制各施工环节,现已成功跨越绕城、机场、西铜高速。
施工时,严格执行了《市政桥梁工程质量检验评定标准》、《公路桥涵施工技术规范》、《钢结构工程施工质量验收规范》等标准,施工质量和施工安全均达到了预期目标。
一、施工技术方案1、工程概况吕小寨高架桥同时跨越西铜高速公路和西安北绕城高速公路。
根据设计文件,南辅道第二联上部结构采用钢结构箱梁跨越上述两条既有高速公路,跨径设置为(35+45+45+35)米。
进场后,我部根据设计图纸,积极组织钢结构箱梁施工及与有关部门办理跨越手续。
截至目前,已完成钢结构工厂加工制作,并试拼合格,工厂长效防腐基本完成,同时完善了跨越手续,现场也已通过交通部门的验收,具备进场现场安装的条件。
大型桥梁钢箱梁施工现场焊接技术与质量控制措施摘要:大型钢结构箱梁现场组装及焊接过程中,细节的控制是提升施工质量的关键。
本文介绍了大型桥梁钢箱梁施工现场焊接的关键技术及注意事项。
从施工前的准备、安装施工过程中的焊接实施、施工后的质量检查三个环节探讨大型桥梁钢箱梁现场施工的质量控制措施。
旨在为大型钢箱梁现场施工质量管理提供一些参考。
关键词:大型桥梁;钢箱梁;现场焊接技术;质量控制管理引言新中国成立以来,中国的桥梁建筑迈向了现代化、大型化的步伐,施工材料也向混凝土、钢筋等现代化材料转变。
随着我国桥梁跨径的增大,钢结构材料因其重量轻、韧性好、塑形高、强度高、材质均匀等优点而被广泛应用于大型桥梁中。
大型钢箱梁桥梁施工技术在现代桥梁施工中的应用充分体现了桥梁建筑大型化、钢材应用普遍化、施工技术进步化的发展特征。
其中大型桥梁钢箱梁现场安装及焊接技术对现场管理的要求极高。
由于大型桥梁钢箱梁现场组装及焊接的工序复杂、跨度大,施工过程中任何的细节问题、精度偏差、质量缺陷等,都会给桥梁工程整体质量埋下安全隐患。
现阶段大型桥梁钢箱梁的应用已经非常普遍。
研究大型桥梁钢箱梁工地现场焊接技术与质量控制措施对提升大型钢箱梁桥梁施工水平有着重要的意义。
一、大型桥梁钢箱梁工地现场焊接技术及注意事项(一)现场焊接的关键技术1.焊接接头类型目前常见的大型钢箱梁焊接头类型有对接接头、角接接头两种。
焊接接头焊接部位包括:库U形肋与顶、底板与坡口角接、横隔板立位对接、横隔板与顶板接板的横位对接、顶与底板的对接、斜顶板与人行道面板部位、斜顶板与顶板自然坡口熔透角等。
2.焊接技术及质量控制要点(1)U形肋与顶板坡口角接焊缝的焊接与变形控制先对焊接工艺做评定试验,确定最优坡口形式、焊接参数及焊丝。
再采用线能量较小的药芯焊丝采用二氧化碳其他保护自动焊接技术进行焊接。
焊接控制板单元过程中应确保U形肋对接位置符合设计要求,并采用焊接反变形胎架做好焊接过程中的变形控制。
浅议复杂地形条件下钢箱梁现场吊装与焊接技术【摘要】结合昆明市福海立交桥钢箱梁现场吊装与焊接工程施工,通过在复杂地形条件下,采用开发模拟钢箱梁设计线型、准确下料及抛高量计算的软件,把仰焊变为平焊、箱外焊变为箱内焊的焊接技术及500t履带吊现场吊装250t 钢箱梁的关键技术,对既有线施工配套设备和工装技术再创新应用,采用人工防静电隧道,在工程实践中完善跨越公路、铁路的施工工艺,具有广泛的推广价值。
【关键词】钢箱梁软件吊装焊接既有线人工防静电隧道1工程概况昆明市主城二环快速系统改扩建工程福海立交,包括成昆铁路桥改造工程(新建4-13m框架桥),新建三座匝道桥(FH1匝道610m,FH2匝道1470m,FH3匝道382.88m),沪昆铁路临时便线工程,福海立交改扩建工程范围内气象路、南二环地面道路工程。
三个匝道三次跨越沪昆铁路,一次同时跨越沪昆铁路和南过境高架桥,跨越部分均采用带曲线的简支钢结构连续梁,共计4联,最大跨度127米,最小曲线半径65米,跨越最大高度18米,钢箱梁总重量2800T,箱梁结构型式为单箱三室,厂内分节段制作,现场拼装焊接。
2主要关键技术2.1钢箱梁焊接技术在国内首次采用曲线半径65米单跨47米的钢结构连续梁技术。
通过施工工艺的改进,在焊接方式上把仰焊变为平焊、箱外焊变为箱内涵的技术,实现焊接质量一次合格率提高到99%以上。
2.2钢箱梁放样、下料和抛高量计算技术开发出模拟钢箱梁设计线型、准确下料及抛高量计算的CRGG-1和CRGG-2软件,实现电算放样代替人工放样,提高放样、下料和抛高量计算的准确率。
2.3钢箱梁吊装工艺技术同时跨越铁路、公路时,并受现场特殊条件的限制,在国内首次采用500t 履带吊现场吊装250t钢箱梁的技术,实现钢箱梁准确、安全的吊装。
3关键技术3.1钢箱梁制作技术(1)钢箱梁分节制作、运输、焊接的制约因素:1)分节时每块钢梁不得小于12米,吊装的最大安全重量为250吨;2)沿途运输路况复杂,运输宽度不宜大于8米,最长不超过15米;3)制作过程中,为了减少焊接应力过度集中,顶、底板与腹板之间的焊缝与顶、底板对接焊缝距离不小于250mm。
钢箱梁段体积庞大,结构复杂,焊缝较多,为控制箱体结构焊接变形,保证产品整体质量,箱梁制造采用“板→板块单元→板单元→梁段→预拼装→桥位焊接”方式生产。
(2)由于工程所处地理位置需要,梁段由工厂至桥址只能采用公路运输,因此限制运输宽度在8米以内且质量不超过60t,加之钢箱梁安装架设时不阻断交通的要求,钢箱梁制作时要在设计分段的基础上进一步划分,采用先横向再纵向的分段方案。
3.2钢箱梁焊接技术3.2.1钢箱梁厂内仰焊变平焊技术厂内焊接时,将制作反胎架线型与顶板翻身的线形一致,将顶板定位在反胎上,再将腹板隔板依次定位、施焊,最后将反胎上的箱体整体翻身扣在胎架上定位好的底板上,板材翻转进行焊接,焊接完成后再翻转过来进行拼装平焊。
3.2.2钢箱梁现场拼装箱外焊变箱内焊技术钢箱梁现场拼装焊接为全焊透对接焊,腹板、底板对接焊均采用箱内焊接、箱外贴陶质垫片的方法,即单面焊接双面成形。
沿着整个钢箱梁的焊缝外侧一圈,贴上高晶硅陶瓷衬垫,采用自动单面焊双面成型工艺,将所有的仰焊、箱外焊全部取消,操作人员只在桥面上和钢箱内部进行作业。
3.3钢箱梁放样、下料和抛高量计算技术由于钢箱梁空间线形复杂,具有弯、坡、斜、扭的结构特点,因此必须在确定制作工艺方案、钢板提料、下料、单元构件制作和梁段总拼等工作之前的技术准备中,对其空间线形进行详细的施工放样。
3.3.1钢箱梁模型建立桥梁曲线线型是最终通车后具有承载汽车荷载的桥型。
对不同的工况,曲线线型不同,并且曲线线型不是一个简单的二次抛物线或者是圆曲线,而是根据不同纵、横向坡度形成的不规则曲线,以腹板、横隔板作为依据,在CAD、takla3.0上建立三维立体模型后,根据自行开发的CRGG-1软件,输入不同受力情况下箱梁的曲线线型变化,最后模拟出,当每个节段预留出多少抛高量时,通车后的曲线最逼近设计曲线的线型,并且一次生成胎膜模型,将问题通过软件得以解决。
3.3.2钢箱梁下料在CAD上建立的模型上任意取出一个节段,并将这个节段的八个坐标控制点和桥型的不同超高量、坡度、纵横向排水坡的参数,输入CRGG-2软件,先分析出这个节段的桥的曲线形状,然后根据所购买的板材的尺寸进行再一次细化和分割拼板的数据,输入软件,调整几次后达到最合理的一种拼接方式,最后按表格形式自动输出具体的下料尺寸,在立体图上标识出每一个下料块的具体位置。
3.4钢箱梁现场吊装技术3.4.1施工现场概述难度最大的FH2匝道上有2联连续钢箱梁,桥跨布置为37m+45m+37m(定为2号桥,为连续钢箱梁)、53.129m(定为3号桥,为简支钢箱梁)。
FH2匝道自既有福海立交北侧南二环高架引出后,以R=95m的半径由西转向北,上跨既有沪昆铁路(相应沪昆铁路里程DK2640+620),上跨铁路采用53.129m钢箱梁,然后匝道转向南,并与船房道口东侧位置再次上跨沪昆铁路(相应沪昆铁路里程DK2640+880),上跨铁路及南二环采用37+45+37连续钢箱梁,然后转向东,于既有南二环高架南侧西向东下匝道落地前终止,匝道桥全长845m,宽度9m,共有一个桥台,37个桥墩柱。
连续钢箱梁起始桩号为:24#,经过25#、26#,终止于27#,由24号至25号墩上跨铁路,25号墩至26墩上跨南过境高架。
铁路轨顶标高:1889.68(37+45+37米);跨铁路桥顶设计标高最低为:1907.405,由1907.405-3.2-1889.68=14.525得钢梁离轨顶高度为:14.525米,总跨越铁路长度为14.8米。
跨越铁路支架搭设要求为:(1)最低净空高度:9.0米;(2)最小净空宽度:10米。
FH2匝道第一次跨越沪昆铁路,采取三节段整体吊装,总重250t,长度为47.1m,在现场拼装焊接后,一次吊装到位。
3.4.2设备选型吊装设备具体技术参数为:履带触地面积为12.5m×1.25m,最大起重重量为500t,机身配重0—400t,在吊装负载的情况下,可前后自行移动,整机可在履带间的连接轴上进行5°以内的转动,臂长可在现场进行连接伸缩,最大长度可达60m,全部采用2.5m的标准节进行连接成型,前后臂之间通过钢丝绳的作用使吊臂起落,在垂直面上调整起吊高度。
全机采用全智能电脑操控。
3.4.3吊装场地准备(1)对500t履带吊车吊机位置处、吊车行走路面地基处理要求:1)地基的最小处理范围分别为12米×12米。
2)地面承载能力不小于30t/m2,在吊装和行走时必须铺设路基板。
3)吊车履带路基板所压及范围内地面结实平整,不应有局部地面凹凸现象存在,以保证履带吊车路基板均匀受力,确保安全。
4)当500t履带吊空载,设备走行时地面允许有±1°的倾斜度,当吊机负载设备行走时地面允许有±0.5°的倾斜度,地面过渡必须自然,不得有梯度。
(2)履带吊车的组车、组杆场地要求。
500t履带吊车组杆方向上自吊车回转中心起20米范围内要求无障碍物,地面结实平整,满足吊车组杆时中小型配合吊车的行走和作业条件。
500t吊车超级配重15.5米回转半径范围内不得有设备基础、建筑物等障碍物。
3.4.4人工防静电隧道搭设人工隧道支架的主要功能是阻止钢箱梁上方的施工坠物,同时为部分施工人员提供操作平台,人工隧道支架搭设方式是在铁路两边搭设3排脚手架,中间用I20的工字钢平铺,工字钢长度13米,铺设间距1米,工字钢上边用50mm木板满铺,并在需焊接地方铺设4mm厚石棉垫,防止焊渣坠落、着火,下面挂设防电板,对接触网进行全面保护。
3.4.52号桥吊装方案根据现场条件,将箱梁分成了11段吊装(11.5+14+6.5+10 +10.47+14+10.4+10+6.5+14+11.5m),如附图所示。
决定采用两种不同吊装机具完成此次吊装工作,即:钢箱梁各节段采用500t履带吊车进行节段的吊装。
3.4.6吊装顺序总体吊装顺序为:1+2+3段→4+5段→6+7+8段→9+10+11段。
3.4.7施工支架设计3.4.8吊装过程钢箱梁现场整体吊装3.4.9正式吊装在现场做完地质勘察后,对地基进行相应的处理满足起吊条件FH2匝道的第一次跨越沪昆铁路,采取三节段整体吊装,总重250t,长度为47.1m,履带机首先在现p对位人员认真核对箱梁的轴线,并且与吊机司机保持通信。
吊机司机根据对位人员发出的信号,通过前后移动吊机,微微旋转吊臂,起放吊绳等动作,使箱梁对位精确度控制在50mm的误差以内。
再放下吊绳,使箱梁底部与支架支座最小一个点的位置相距30mm时,再一次调整吊机,使箱梁位置的精确度控制在30mm以内。
此时才放下箱梁。
如果误差大于15mm,则需对起钩重新调整,直至所有误差最大不超过15mm。
方可完全落钩,落钩后根据误差,采用千斤顶和人工配合将箱梁进行调整。
使误差最大不超过5mm,方可进行最终固定并实施焊接。
分段吊装落位时,应尽量对齐中心线及前后位置坐标。
使用螺旋扣及千斤顶调整分段的前后位置、高程坐标、使之与设计坐标相符,合拢口间隙应符合规范标准。
将上述调整好的分段施定位焊或定位码固定,施定位码前要调整对接口,使之平齐,不能错位,安装引弧试板。
上述工作完成后,进行装配报检,合格后方可进行下道工序。
4结语本工程所处位置为既有沪昆铁路和南二环过境道路之间,场地十分狭窄,交通非常繁忙,施工干扰因素相当多。
施工期间,未发生一起人身、施工安全事故。
钢结构连续梁同时跨越沪昆铁路和既有南二环过境高架桥,结构设计和制作加工、架设难度大,其技术水平处于国内领先地位。
本工程的成功实施为以后在复杂环境下改扩建工程施工积累了丰富的经验。
参考文献:[1]钢结构设计规范GB50017-2003.中华人民共和国建设部,2003年.[2]钢结构施工质量验收规范GB50205-2002.中华人民共和国建设部,2002年.[3]刘吉士,阎洪河,李文琪.公路桥涵施工技术规范实施手册.人民交通出版社,2002年.。