懸鏈線(xiàn)結(jié)構(gòu)鋼管拱橋的制作與安裝

      作者:建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
      時(shí)間:2009-12-22 20:26:20 [收藏]

        摘 要:本文結(jié)合北京通州懸鏈線(xiàn)結(jié)構(gòu)鋼管拱橋工程介紹鋼管拱橋制作安裝的經(jīng)驗(yàn),供同行參考
        關(guān)鍵詞:懸鏈線(xiàn) 鋼管拱橋 制作與安裝

        一、工程概況
        工程名稱(chēng):北京市通州區(qū)通順路上跨京承鐵路立交橋工程
        工程地點(diǎn):通順路上跨京承鐵路立交橋工程起點(diǎn)為北京市通州區(qū)北關(guān)島,
        1、按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTG D60-2004),該橋?qū)儆诖髽?,安全等?jí)為二級(jí),但考慮到該橋跨越京承鐵路的重要性和安全性要求,設(shè)計(jì)中考慮該橋?yàn)橹匾髽?,安全等?jí)為一級(jí)。
        2、道路等級(jí):城市道路級(jí)
        3、設(shè)計(jì)荷載:汽車(chē)活載:城?A級(jí)
        4、計(jì)算行車(chē)速度:60km/h;
        5、橋面路幅寬度:0.5m(防撞墻)+0.5m(路緣帶)+10.75m(三車(chē)道)+0.5m(路緣帶)+3.5m(吊桿錨固區(qū))+0.5m(路緣帶)+10.75m(三車(chē)道)+0.5m(路緣帶)+0.5m(防撞墻),橋面全寬28.0m
        6、橋下凈空:既有京承鐵路及遠(yuǎn)期規(guī)劃城際鐵路客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)凈空不小于7.60m;
        主橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[/B]
        主橋?yàn)橄鲁惺戒摴芑炷料禇U橋,采用剛性系梁剛性拱結(jié)構(gòu)形式。拱肋的理論計(jì)算跨徑為128m,計(jì)算矢高25.6m,矢跨比1/5,拱肋拱軸線(xiàn)采用懸鏈線(xiàn),拱軸系數(shù)1.167。
        全橋共設(shè)一榀鋼管混凝土拱肋,拱肋截面為桁架式,主拱肋由四根Φ1200×20mm鋼管組成上下弦,上下弦之間用豎鋼管與斜腹管連接,水平連接由橫撐、斜撐組成,吊桿處豎桿為Φ500×20mm鋼管,其他豎桿為Φ402×14mm鋼管,斜腹管采用Φ273×12mm,橫撐、斜撐為Φ402×14mm鋼管;拱肋截面高3.8m,寬3.4m。

        [B]制造安裝中應(yīng)注意的問(wèn)題

        1、拱肋拱軸線(xiàn)為懸鏈線(xiàn)結(jié)構(gòu),如何采用直縫焊管保證拱軸線(xiàn)的曲線(xiàn)線(xiàn)型是施工安裝中應(yīng)注意的一個(gè)問(wèn)題。
        2、所有對(duì)接焊縫等級(jí)為Ⅰ級(jí),尤其是管對(duì)管的焊接,在設(shè)備無(wú)法安裝靠人工焊接時(shí),對(duì)人員的培訓(xùn)、考核選拔至關(guān)重要
        3、相貫節(jié)點(diǎn)是本橋鋼管拱的主要節(jié)點(diǎn)型式,相貫節(jié)點(diǎn)中鋼管相貫線(xiàn)種類(lèi)多有K型、T型、Z型,而且曲線(xiàn)復(fù)雜,每件腹管、豎管的長(zhǎng)度、相貫節(jié)點(diǎn)都不一樣,所以在鋼管拱橋制造安裝中要特別注意這一點(diǎn)。
        4、在制造過(guò)程中下料、預(yù)拼是必須要控制的二個(gè)環(huán)節(jié)。。
        5、如何保證拱橋安裝的軸線(xiàn)和順利合攏是安裝中應(yīng)掌握的控制點(diǎn)。一是掌握好預(yù)拱度,二是掌握好天氣溫度。
        二、 制造中應(yīng)注意的問(wèn)題
        1、編制工藝方案,根據(jù)工程特點(diǎn)我們編制了制作工藝以供參考
        鋼管拱肋制作工藝流程


        2、繪制施工詳圖
        繪制鋼管拱施工詳圖時(shí),首先將設(shè)計(jì)院半孔鋼管拱節(jié)點(diǎn)施工坐標(biāo)放樣圖輸入計(jì)算機(jī),然后選取其中一個(gè)吊裝節(jié)段節(jié)點(diǎn)圖,根據(jù)吊裝節(jié)段制造時(shí)所需最小施工平臺(tái)為原則確定制造坐標(biāo)系放出施工時(shí)的實(shí)際圖樣。
        依據(jù)實(shí)際施工圖樣結(jié)合制作要求,將拱軸線(xiàn)按照每段2米左右進(jìn)行分段,將分段圖繪制后,下發(fā)到車(chē)間生產(chǎn)。
        3、 根據(jù)鋼管拱施工祥圖,提出鋼管拱定尺材料定額,特別是主弦管管節(jié)的定尺材料定額,事先考慮了主弦管管節(jié)卷制焊接和對(duì)接完畢后,主弦管上各相貫節(jié)點(diǎn)焊縫避免二次疊加。
        4、 主弦管管節(jié)對(duì)接形成單元管節(jié)注意以下幾點(diǎn):
        1) 主弦管每個(gè)單元管節(jié)由多個(gè)管節(jié)對(duì)接而成,管節(jié)對(duì)接用轉(zhuǎn)胎進(jìn)行拼裝。
        2) 檢查圓管對(duì)接焊胎,管接管端不平度和管節(jié)橢圓度是否符合設(shè)計(jì)要求,若不滿(mǎn)足要求,則必須調(diào)校到位。
        3) 將檢驗(yàn)合格的管節(jié)固定在圓管地接焊胎型上,管節(jié)與管節(jié)對(duì)接縱向焊縫錯(cuò)開(kāi)距離500mm左右。
        4)將管節(jié)與管節(jié)之間對(duì)接環(huán)焊縫點(diǎn)固焊。
        5)采用自動(dòng)焊焊接管節(jié)間的對(duì)接環(huán)焊縫。
        5、鋼管拱助拼裝應(yīng)注意的問(wèn)題:
        1)在平臺(tái)上,按單桁片施工祥圖1:1放地樣,確定上,下弦管單元管節(jié)和腹管的中心線(xiàn)位置和輪廓位置,檢查合格后,在做好標(biāo)記并安裝好相應(yīng)定位板。
        2) 先將上弦管單元管節(jié)按地樣位置放好,再將腹管按地樣位置放好,最后放置下弦管單元管節(jié)。
        3) 檢查各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo),單元管節(jié)輪廓曲線(xiàn)以及腹管和單元管節(jié)相貫是否密實(shí),相貫縫間隙不大于3mm。
        4) 先將單桁片相關(guān)部件點(diǎn)固焊,然后從單桁片中間向兩端對(duì)稱(chēng)施焊,以便盡可能減少焊接應(yīng)力。
        5) 檢查單桁片各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、鋼管輪廓曲線(xiàn)、鋼管橢圓度、組合誤差和焊縫質(zhì)量。
        6) 兩個(gè)單桁片和腹管組成的拱肋節(jié)段拼裝。
        7) 在胎架上,按拱肋節(jié)段施工祥圖,1:1臥式放樣確定拱肋節(jié)段各節(jié)點(diǎn)位置、上弦管單元管節(jié)處輪廓線(xiàn)位置和下弦管節(jié)內(nèi)輪廓線(xiàn)位置。
        8) 將上部單桁片吊入胎架上,吊線(xiàn)和地樣,采用千斤頂調(diào)整到位后固定。
        9) 將下部單桁片吊入胎架上,采用吊線(xiàn)方法和千斤頂調(diào)整,使下部單桁片合樣到位并固定。
        10) 在上、下單桁片主弦管單元管節(jié)上確定上、下腹管的組拼位置。
        11) 吊入上下腹管,定位并焊好。
        12) 檢查拱肋節(jié)段節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、鋼管輪廓線(xiàn)、空間幾何尺寸、鋼管橢圓度和焊縫質(zhì)量。
        6、試拼裝注意的問(wèn)題
        ⑴ 根據(jù)半孔拱肋節(jié)段試拼施工放樣坐標(biāo)圖,在試拼平臺(tái)上按1:1臥式半孔放樣,確定各拱肋節(jié)段節(jié)點(diǎn)位置、輪廓線(xiàn)位置和節(jié)段臨時(shí)連接法蘭位置。
        ⑵ 將各拱肋節(jié)段吊入試拼臺(tái)上,符合大樣后固定。
        ⑶ 在節(jié)段臨時(shí)連接法蘭上,用臨時(shí)連接螺栓將拱肋節(jié)段間的法蘭連接好,然后將法蘭,勁板與弦管焊好。
        ⑷ 檢查鋼管拱肋的拱度曲線(xiàn)、鋼管橢圓度、空間幾何尺寸組合誤差和焊縫質(zhì)量;試裝允許偏差應(yīng)符合下表:

        ⑸ 試拼裝合格后在接口處的兩個(gè)弦管外圓拱頂劃出對(duì)應(yīng)標(biāo)記并加打樣沖;在兩個(gè)下弦管外圓拱底(最底處)同樣劃出對(duì)應(yīng)時(shí)測(cè)量準(zhǔn)確,還在每個(gè)運(yùn)輸單元兩個(gè)上弦管的拱頂距上部接口100mm處打出樣沖十字線(xiàn)(合攏段在兩個(gè)上弦管拱頂處中心既整拱的對(duì)稱(chēng)中心)打出樣沖十字線(xiàn),這些十字線(xiàn)的中心點(diǎn)作為拱肋安裝及檢測(cè)的重要基準(zhǔn)。


        三、 鋼拱橋安裝應(yīng)注意的問(wèn)題
        依據(jù)鋼拱橋吊裝位置以及拱軸線(xiàn)安裝精度要求高的技術(shù)特點(diǎn),在安裝過(guò)程中 注意以下幾點(diǎn):
        1.吊裝前的準(zhǔn)備工作
        當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)工作面及吊裝設(shè)施準(zhǔn)備就緒后,對(duì)有關(guān)人員一定要進(jìn)行技術(shù)及施工交底,要求所有施工人員對(duì)吊裝方案中每一個(gè)細(xì)節(jié)的施工方法認(rèn)真討論落實(shí),做到目標(biāo)明確,心中有數(shù),一切行動(dòng)服從指揮,使拱肋吊裝工作高效、優(yōu)質(zhì)順利地完成:
        2.復(fù)核凈跨徑,起拱線(xiàn)位置和標(biāo)高,拱座傾斜面,并在拱座上標(biāo)出起拱線(xiàn)及軸線(xiàn)位置。復(fù)核水準(zhǔn)測(cè)量點(diǎn)及中軸線(xiàn)樁位。

        3.檢查拱肋弦長(zhǎng)及接頭端情況,檢查臨時(shí)栓接位置,對(duì)存在安裝的不利因素,提前排除。
        風(fēng)纜設(shè)置等滿(mǎn)足施工需要。
        做好拱肋安裝中的測(cè)量標(biāo)記。
        做好吊裝的指揮協(xié)調(diào)及安全工作。
        對(duì)拱肋運(yùn)輸通道進(jìn)行全面檢查。
        檢查拱肋水平觀測(cè)及中軸線(xiàn)觀測(cè)的測(cè)點(diǎn),標(biāo)尺記錄,聯(lián)絡(luò)及組織分工等準(zhǔn)備工作。
        檢查施工安全設(shè)備,落實(shí)各項(xiàng)安全措施。
        4.構(gòu)件符合
        在工廠試拼裝驗(yàn)收合格運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)的拱段,仔細(xì)地檢測(cè)一遍拱肋的幾何尺寸,檢測(cè)無(wú)誤后進(jìn)行吊裝段的組裝。
        5.拱肋吊裝段組裝
        根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際條件,拱肋組裝在高空上進(jìn)行。在橋面上按拱肋曲線(xiàn)大樣搭好臨時(shí)組裝支架,用汽車(chē)吊將拱肋豎吊至支架上,并用纜風(fēng)繩固定好鋼拱肋,以確保拱肋安全性。
        吊裝拱段組裝的工藝流程:拱肋裝車(chē)、固定、纜風(fēng)繩固定?拱肋捆綁起吊。
        6.拱段吊裝
        拱段吊裝前,由起重負(fù)責(zé)人、技術(shù)負(fù)責(zé)人、安全負(fù)責(zé)人共同仔細(xì)檢查扣索、纜風(fēng)等設(shè)施是否固定牢固,提前消除安全隱患,確保吊裝安全。


        7.拱段吊裝工藝流程:拱肋段起吊?調(diào)整角度?與預(yù)埋段就位?初步穩(wěn)定纜風(fēng)繩?拱肋測(cè)量(軸線(xiàn)、坐標(biāo)、標(biāo)高、傾角及溫差偏移)?調(diào)整至符合設(shè)計(jì)要求?緊固纜風(fēng)繩?松吊鉤?再測(cè)量(是否符合設(shè)計(jì)要求,如果達(dá)到要求即可緊固纜風(fēng)繩)?摘吊鉤?拼裝-焊接-下一段拱段。

        吊裝第二段拱肋前,測(cè)量第一段拱肋是否因溫度差,沉降等因素而改變拱肋曲線(xiàn),如果曲線(xiàn)發(fā)生了變化,再進(jìn)行調(diào)整直至符合設(shè)計(jì)要求后方能對(duì)接第二段拱肋,該段拱肋施工工藝流程同前一段。


        安裝最后合攏段時(shí),首先在制作時(shí)將此段長(zhǎng)度兩端各預(yù)留100?,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量后,現(xiàn)場(chǎng)切割,并考慮安裝溫度的影響,一般選擇在溫度在15度左右,按整個(gè)拱橋的收縮量此時(shí)安裝最為有利。
        8.拱肋安裝的預(yù)拱
        為了保證拱橋安裝的拱度達(dá)到設(shè)計(jì)要求,除了在制作時(shí)按照要求加了預(yù)拱高度,每段安裝時(shí)在接口處另外預(yù)拱15?,從而保證在脫離支撐加載后達(dá)到設(shè)計(jì)要求。


        四、有關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題
        1 、采用數(shù)控火焰相貫線(xiàn)切割機(jī)進(jìn)行下料該方法操作簡(jiǎn)單,工藝先進(jìn),切割精度和效率高。腹管貫口體現(xiàn)出自動(dòng)切割、高效切割、高質(zhì)量切割的優(yōu)點(diǎn)并且保證了相貫焊接的質(zhì)量。
        2 、采用在滾輪胎架上進(jìn)行縱、環(huán)縫焊接拱肋結(jié)構(gòu)主管均為廠內(nèi)卷制加工,焊接鋼管的縱、環(huán)縫較多且都是熔透焊接,以前手工操作上焊接質(zhì)量難以保證,現(xiàn)在將手工操作改為機(jī)械操作(爬焊機(jī)),這樣使得焊接操作難度降低,大大提高了焊接質(zhì)量。

        3、采用全站儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝和錨頭精確定位拱肋安裝各點(diǎn)位置及高程各不相同;位置和角度都不一樣,焊接變形等影響因數(shù)多,采用全站儀進(jìn)行測(cè)量定位可以大大提高安裝精度,更能實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)制作質(zhì)量的精確控制
        4、結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬保證拱橋整體預(yù)拼精度及預(yù)拱度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

        5.構(gòu)件在裝卸車(chē)時(shí),吊點(diǎn)用墊木或橡膠墊等進(jìn)行保護(hù),避免損傷涂漆層,車(chē)箱板用木方或草墊墊好,分層堆放的構(gòu)件,每層中用木方或草墊墊好,避免構(gòu)件在運(yùn)輸途中顛簸摩擦造成損傷。構(gòu)件在規(guī)堆放完全畢后,用纜繩將構(gòu)件固定,纜繩與構(gòu)直接接觸的地方用草墊或其它物品襯墊。車(chē)輛行進(jìn)途中,對(duì)運(yùn)輸司機(jī)進(jìn)行交底。
        6.各項(xiàng)安全措施的落實(shí),并注意隨時(shí)檢查。項(xiàng)目總工安全技術(shù)負(fù)責(zé)人,審定各項(xiàng)安全生產(chǎn)技術(shù)措施,并負(fù)責(zé)特殊作業(yè)和吊裝等安全技術(shù)措施的制定。質(zhì)量安全專(zhuān)業(yè)工程師一定要設(shè)并監(jiān)督本專(zhuān)業(yè)施工中的安全生產(chǎn),善于發(fā)現(xiàn)安全隱患,經(jīng)常性地與質(zhì)量安全科及其它責(zé)任人溝通,共同做好安全生產(chǎn)工作。
        安全技術(shù)措施:配備專(zhuān)職的持證電工,負(fù)責(zé)臨時(shí)用電的管理。所有用電現(xiàn)場(chǎng)必須有專(zhuān)業(yè)電工值班,非專(zhuān)業(yè)電工不準(zhǔn)私自接線(xiàn)用電。按照有關(guān)規(guī)定設(shè)置符合標(biāo)準(zhǔn)的臨時(shí)配電箱,安裝漏電保護(hù)開(kāi)關(guān),堅(jiān)持“一機(jī)一閘一保焊接施工場(chǎng)地周?chē)宄兹家妆锲坊蜻M(jìn)行覆蓋、隔離。電焊機(jī)外殼良好接地,其電源的裝拆由專(zhuān)業(yè)電工進(jìn)行,并設(shè)獨(dú)立的防雨開(kāi)關(guān)箱,拉全閘時(shí)戴手套側(cè)向操作。焊鉗與把線(xiàn)絕緣良好,連接牢固,更換焊條戴手套。在潮濕地點(diǎn)工作,站在絕緣膠板或木板上。更換場(chǎng)地移動(dòng)把線(xiàn)時(shí),先切斷電源或汽源,不得手持把線(xiàn)或連接脫管的氣焊槍爬梯登高,清除焊渣時(shí),戴防護(hù)眼鏡或面罩,防止鐵渣飛濺傷人。
        7.鋼管拱吊裝:采取防滑措施,防止高空墜落。高空作業(yè)人員使用的工具、螺栓等放入隨身工具包,嚴(yán)禁隨意高空扔下,特別是保護(hù)作業(yè)平臺(tái)不受損壞。高空作業(yè)人員系好安全帶。構(gòu)件起重綁扎可靠,安裝牢固后方可松鉤。起吊前計(jì)算好重心位置,防止重心偏移使構(gòu)件傾翻和滑墜,防止意外墜落。
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