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大桥钢桁梁安装工艺步骤
编辑: 成都建筑设计公司   时间:2019-01-17

  大桥钢桁梁安装工艺步骤是非常重要的,了解步骤才能在施工的时候做到最好,每个细节的处理都要落实到实际。成都建筑设计公司小编就大桥钢桁梁安装工艺步骤和大家说明一下。

  (1钢桁梁节段组装及预拼

  正交异性板钢桁梁节段组装及预拼在工厂完成,然后再将整体节段运至工地吊装连接。组装及预拼在胎架上一体化连续匹配进行,每次组装及预拼不少于3个节段。组装检查合格后出厂。为了加强节段在运输和吊装过程中的稳定性,每个节段增加1组临时连接板,以构成封闭的三角形。

  考虑到轻轨轨道梁较重,可与正交异性桥面板钢桁梁节段同期安装,分两次吊装。轨道梁安装具体作法为:先安装钢桁梁就位,再把轨道梁吊装在钢桁梁的下平联上,一端固定在已拼好的下横梁上,另一端悬挂于上弦杆的稳定的位置上。

  (2架梁临时支架施工

  架梁临时支架是侧跨及边跨钢桁梁架设的重要大型临时设施,其作用是为钢桁梁纵移提供下滑道及作为钢桁梁在体系转换以前的承重平台。架梁临时支架设计及施工详见后述“8.4”。

  (3钢桁梁的架设

  ①钢桁梁的运输、起吊

  正交异性桥面板钢桁梁各节段预拼好后,用1000T铁驳运至桥位处缆索吊下指定的位置,停靠在定位船旁,通过缆索吊进行四点起吊。在吊装期间,为了确保施工进度和施工安全,需对长江短时间封航或进行航道交通管制,因此事先需与港航、海事等部门联系,办好相关手续。

  ②钢桁梁节段间的拼接

  由于采用了正交异性桥面钢桁梁整体节点和整体节段的设计,使大量的安装工作在工厂和桥下完成,减少了桥上的拼接工作量。但同时也使连接的单元重量大大增加(标准节段长为16m、宽39.8m,高11.20m,重230t,最重节段宽43m,重约360t),如此庞大的节段要完成空中的多点精确对接,难度既大、要求又高,需要精心组织、精心准备,超前考虑,认真对待每个细节,才能确保安装顺利进行。

  将第一节段钢桁梁(边跨最岸端的一个节段)吊装至架梁支架上,在节点处设好上滑道支点,确保稳固后方可松钩。安装拖拉锚固装置及牵引系统,经周密检查后,将第1节段向岸侧拖拉到设计位置,并调整节段标高。(由设计计算确定拼装时的标高线形)用缆索吊机将第2节梁段吊运至滑道支点,安装拖拉锚固装置及牵引系统,经周密检查后,将第2节段向岸侧拖拉到拼接位置,并调整节段标高,与第1节段进行拼接。拼接完成后,将第二节段的节点支承在架梁支架上。准备下一个节段的拼装。依次类推,直至完成侧跨及边跨所有梁段的安装。(A1-A15节段,A16节段可采用缆索吊机在不松钩的状况下对接)节段接头:节段接头在总体上分为钢桁梁接头及桥面正交异性板接头,先进行钢桁梁接头的对接和连接(栓接),钢桁梁对接完成后再进行桥面正交异性板的对接(焊接)。为了争取工期,在准备下次钢桁梁对接的同时进行前一个节段的桥面正交异性板的焊接,但最多也只可拼装2段钢桁梁后再焊接前面的正交异性板。

大桥钢桁梁安装工艺步骤

  (3钢桁梁杆件对接和连接

  ①杆件对接和连接顺序

  弦杆之间是对接,斜杆插入节点板是连接。拼装的顺序,原则上是先合拢上、下游主桁的杆件,使之尽快形成稳定的受力结构,然后再将边上弦杆及下平联对接。首先,将前一节段的下弦杆、斜杆与所拼节段的下弦整体节点相连,再连接中、上弦杆。为快速闭合杆系的三角形,连接处在对孔后立即打入少数定位冲钉,转入下一连接处,然后在各连接处补齐50%冲钉,再安装高强度螺栓。

  钢桁梁杆件对接顺序图纸详见“附件”。

  ②接头拼装要点

  上、下弦杆整体节点外拼装的拼接板及其填板应预拼在带有填板的一端,并预留2-3排螺栓不终拧以便套插拼装;

  斜杆与整体节点插入拼装时,如果装配时间隙过小无法自由插入,允许使用梯形螺旋顶将整体节点撑开少量或将插入杆件端部用法兰收拉,但不得使用大力量千斤顶,绝对不允许损伤整体节点板角焊缝。整体节点板顶开量,应在预拼场作预顶试验取得数据,以利拼装。

  (4桥面正交异性板对接

  具体有以下几个部分:

  桥面板对焊接头、U肋对焊接头、板肋对焊接头及上弦杆内的板肋高栓连接。其中上弦杆内的板肋高栓连接可与上弦杆对接时同时完成,其余接头在工地根据设计要求采用相应的角焊缝、坡口焊或加垫补强板焊缝等形式。

  为了防止钢桁梁上满高栓后把焊缝拉裂,上弦杆与桥面板间并没有通长满焊,在两端部均留有25cm的缝没有施焊,因此在进行此部分的接头焊接时先将上弦杆与桥面板间的焊缝焊满(但在高栓上满后)。

  U肋在工厂制造时并没有通长焊满,而是在两端部均留有20cm的间隙,在工厂制造时先将接头处补强板焊好,工地施焊时将40cm的短U肋安装上去后再行施焊。

  (5钢桁梁的纵移

  ①钢桁梁的纵移计算

  钢桁梁的纵移(拖拉)是要克服钢桁梁与滑道之间的摩阻力,摩阻力计算如下:F=μN

  式中:μ为摩阻系数,取0.05(聚四氟乙烯与不锈钢板组成的摩擦面)N为钢桁梁自重,取移动到位时的最大重量进行计算,取343吨;

  计算得F=17(吨)。

  考虑到风载、摩阻增大等各方面不利因素的影响,采用两台60吨的穿心式液压连续千斤顶在前面进行拖拉。

  ②钢桁梁的纵移工艺

  钢桁梁的下滑道为连续滑道。如前(架梁支架)所述,在滑移以前,取下支点下的限位块,在下滑道上安装不锈钢板,在上滑块下安装聚四氟乙烯滑板,中间涂锂基脂,以减少磨阻力。

  钢桁梁纵移采用千斤顶连续拖拉前进,每次拖拉一个节段。特制一个连接座与钢桁梁下弦B1节点相连,在P15(或P20)墩顶上安装分配梁,两台50吨的千斤顶对应与主桁的中线位置固定在分配梁上,千斤顶通过钢绞线连续均匀地拖拉钢桁梁前进(钢绞线一端固定在连接座上)。纵移过程中行走要平稳,左右行程要一致。

  (6中跨第1个节段(N16节段)的安装

  钢桁梁在边跨端部(即拱与梁的交接处)以多束吊索通过托梁为支点,托梁设在B16节点下面,但由于B16节点带在N16节段上,因此需等中跨第1个节段(N16节段)安装好后,侧跨和边跨钢桁梁才能支承在边墩及交界墩上的支座和托梁上的支点,从而形成一个完整的结构体系。侧跨和边跨钢桁梁纵移到位后,即开始拼装N16节段。其安装要点与其他的边跨节段并没有区别,唯一的不同是其他的节段拼装完后下弦节点是支垫在滑道上,而N16节段的下弦节点(B16节点)是支垫在托梁上。N16节段安装完后,即可进行前次横梁钢支撑结构的安装。

  (7钢桁梁的体系转换

  待中跨第1个节段(N16节段)安装好且所有高强度螺栓均已终拧后,即可开始体系转换工作。体系转换即是将已安装钢桁梁部分的承力支点从临时支架上转换到边墩(P16,P19)及交界墩(P15、P20)顶的支座上和拱梁连接处托梁的支点上。

  体系转换步骤为:

  “Y”型刚构施工完成(刚构-拱肋连接部除外),先通过边墩顶面上的千斤顶调整Y构后悬臂梁的标高和根部应力,张拉墩顶竖向拉索。千斤顶顶面设F4板与梁接触,使其可充分滑动。

  边侧孔钢桁梁安装后,安装、张拉系杆索和顶落钢梁,将钢梁重量转到支点,实现体系转换。先安装边跨系杆索,张拉一定吨位后,顶落钢梁和张拉前悬臂处吊杆,将其重量转移一部分至支点。再次张拉系杆索,再顶落钢梁和张拉前悬臂处吊杆,再次将其重量转移一部分至支点。通过多次调整,最终将其重量全部转移到永久支点(P15、P16及前悬臂吊点),达到体系转换。然后,即可进行钢箱拱和桁梁的安装。待全桥主桁系杆索调整完成后,P16、P19桥墩顶部的接头砼即可灌注。先灌注墩顶千斤顶周围的接头砼,待接头砼达到设计强度后,拆除千斤顶,补灌微膨涨砼填充,即已形成稳定的结构。

  在侧跨及边跨钢桁梁体系转换的作业中,需张拉前次横梁处的吊索并配合顶落梁完成。

  施工监控单位,根据施工方案步骤,提供体系转换过程中的控制数据。

  (如后悬臂处竖向钢束张拉吨位,系杆张拉次数和吨位,前悬臂梁吊点处吊杆张拉吨位及钢梁顶落控制标高和支点反力控制数据。)

  体系转换完成后,即可拆除临时支架。钢桁梁体系转换前先将各个支点处的支座安装好,受力后灌注支承垫石砼。

  钢桁梁体系转换由钢梁纵横移和顶落梁(托梁处为张拉吊索)操作组成,其中纵移工作在临时支架上已完成。先进行钢桁梁的横移工作,再在将钢桁梁落在支座上,两者不能同时进行。

  钢桁梁的横移即是先在钢桁梁的支点(或起重横梁)下布置千斤顶,各点均匀、同步起顶少许后,利用墩顶(或托梁)上的横移设备,将钢桁梁横移至设计位置,再缓慢下落至支座上。

  在单节段拼接时,每拼接一段,横向位置调整一段。尽量控制在较短节段时调整好纵横向位置,最后不需作整体调节。

  顶落梁使用的油压千斤顶,须带顶部球形支承垫保险箍,升降限位孔,共同作用的多台千斤顶选用同一型号,用油管并联。油压千斤顶、油泵、压力表、油管长度力求一致。为准确掌握支点反力,对千斤顶、油泵、压力表一并配套校正,并注意定期检查。

  千斤顶的位置安放要准确,千斤顶中心和起顶中心位置偏差不大于5mm,下支承面应抄平。上支承面及各垫层间放置石棉板防滑材料。顶落梁中,为适应支点水平位移,千斤顶底部设置四氟板垫座。顶落梁时,千斤顶有专人打保险箍,并在正式支座顶进行抄垫,将正式支座作为两个保险支垛。

  吊装钢桁梁N17节段时,缆索吊吊钩正处在钢箱拱的正上方,是缆索吊机的起吊盲区,采取特殊的方式进行拼装,即类似于16节段安装方法,先悬臂拼装一节钢桁梁。然后,开始安装第一节钢箱拱。

  (9高强度螺栓施工

  本桥共有M22、M24及M30三种直径的高强度螺栓,施拧拟采用扭矩法。

  电动扳手使用前均要进行标定后才能投入,并将其输出扭矩M值调至所需的扭矩M值。

  ①高强度螺栓的储存管理

  高强度螺栓入库前应进行全面检查,入库后要建立明细库存表,发放登记表。现场将采用专用库房,库房内设置空调、温度计、湿度计等设施,确保高强度螺栓的保存质量。

  螺栓、螺母、垫圈应尽可能保持其原有表面处理状况,为不使高强度螺栓的扭矩系数发生变化,保管期内不得任意开箱,防止生锈和沾染脏物。

  ②高强度螺栓的施拧及检查验收。

  高强螺栓安装前的技术准备:

  在杆件就位后用定位冲钉和普通螺栓固定板束位置,并使板层密贴;

  在杆件就位时注意保护摩擦面涂层,如不慎碰伤时,按规定的工艺补涂;

  高强螺栓应顺畅穿入孔内,不得强行敲入,穿入方向全桥应一致,不能自由穿入者,进行微调;安装高强螺栓时,摩擦面应保持干燥,不得在雨中作业;施拧机具应事先进行标定。

  施拧和验收:

  高强度螺栓全部采用扭矩法施工;螺栓穿入孔前要将栓孔内的异物清除干净,栓孔未清除干净前,螺栓不得进行试穿,以免将丝扣污染;螺栓的拧紧顺序,应由中心以辐射形式向四周边缘参差的进行最后拧紧四周端部的螺栓;

  初拧:初拧扭矩采用终拧扭矩的50%,初拧后要用油漆将螺杆、螺母、垫圈及板面划一直线,作为标记,以便检查螺栓漏拧、螺杆有无转动等质量问题。

  终拧:终拧扭矩按下式计算:

  M=K(N+△N)d

  M-终拧扭矩(N-m)

  K-扭矩系数平均值

  N-高强螺栓施工预拉力(KN)

  △N-预拉力损失(通过试验定),一般为设计值的5~10%。

  d-高强螺栓公称直径(mm)

  高强度螺栓施拧前应作好施拧工艺试验和板面抗滑移系数试验,试验数据送交监理工程师批准,为防止螺栓在施拧时出现卡游现象,施拧时必须用套筒板手卡住螺栓头。

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