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[摘 要]本文章主要讲解了64米钢桁梁施工过程中的工艺、流程及重难点控制,为今后同类型桥梁施工提供一些可借鉴的经验。
中图分类号:TU997 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)21-0366-01
1.工程概况
沙坪河大桥64m钢桁梁为单线桥梁,钢桁梁桥孔位于平直线上,为跨越的沙坪河而设。1-64m钢桁梁设计为单线铁路道砟桥面下承式钢桁梁,钢桁梁总重404T,总长65.1m,主桁节间长8.0m,桁宽7.6m,主桁高度11.5m。如图1。
主桁采用整体节点三角型腹杆体系下承式道砟橋面钢桁梁。主桁上、下弦杆截面均采用焊接箱型断面。上弦杆截面形式为□,下弦杆截面形式为□,斜杆截面形式为□和H形。主桁节点采用整节点形式,主桁上、下弦杆内宽为500mm,竖板高度分别为540mm和520mm,腹杆除端斜杆采用对接形式四面拼接外,其余采用插入式与主桁整体节点连接。
桥面系采用纵、横梁形式。纵、横梁截面均为工形断面,梁高分别为990mm和1350mm纵梁上翼缘焊有剪力钉以固定混凝土桥面板,纵梁与桥面板之间设有20mm砂浆垫层。
沙坪河大桥长232.205m,具体孔跨布置情况为:1-32简支T梁+1-64m钢桁梁+4-32简支T梁,如图2所示。
2.施工总体方案
钢桁梁采用支架原位法安装,跨中设置24米通航孔,通航孔部分悬臂拼装。在桥位设置临时支墩,同时考虑施工桥位通航要求,临时支墩设计的基本原则:临时支墩布置不影响通航,安装和拆除快速,安全可靠,临时支墩采用Φ630×8mm钢管,钢管之间用型钢设置连接系,基础采用扩大基础,在基础上埋设预埋件和钢管连接。临时支墩总体布置见图3。
3.主要施工工艺及施工方法
采用30吨的龙门吊机, 24小时作业。满堂支墩采履带吊机搭设,支墩采用50吨履带吊安装.
3.1 钢桁梁制作及试拼
根据钢桁梁结构特点,钢桁梁主要由以下杆件组成:上、下弦杆、斜腹杆、桥面系纵横梁、上平纵联、桥门架及横联等。
钢桁梁制作完成后,钢桁梁出厂时必须提供相关技术证明资料,包括杆件出厂合格证、材质证明及其检验试验报告;焊缝检测及探伤报告;摩擦面出厂摩擦系数试验报告。高强度螺栓成品出厂合格证、试验报告;工厂试拼记录。工厂试拼记录包括钢梁轮廓尺寸、主桁拱度、栓孔重合率、试拼冲钉直径、杆件编号及重量、杆件发送表及拼装部位图。
3.2 钢桁梁预拼
本桥钢桁梁设计为整体节点,桥面系为横梁、纵梁、桥面板厂制板块,因此需预拼的杆件较少,主要预拼的杆件有:桥门架、横向联结及上平联。具体预拼工艺如下:
桥门架及横联预拼:桥门架斜杆、横撑、上平联与桥门架联结节点板预拼成整体;横联斜杆、撑杆、上平联与横联联结节点板预拼成整体,以便一次整体吊装。
上平联预拼:上平联斜杆与中间的联结板应尽量预拼成一个单元,其两根短杆宜只联一个螺栓以便装运,安装时再拨成交叉形并上足钉栓一次吊装,两端的节点板可根据情况预拼在上弦杆上。
3.3 钢桁梁拼装
3.4.1钢桁梁杆件拼装
钢桁梁支墩上拼装,钢桁梁杆件拼装工艺如下:
捆吊:按照拼装顺序进行杆件吊装,捆绑时根据杆件的重量和重心确定捆绑位置。起吊时弦杆、纵横梁保持水平,竖杆保持竖直,斜杆保持与拼装时角度基本一致。起吊前应严格核实杆件重量是否在相应吊距的额定起吊重量以内,经试吊无意外再提升。
对孔:杆件起吊就位对孔时,在栓孔基本重合的瞬间,将小撬棍插入孔内拨正,然后微微起落吊钩,使杆件转动对合其它孔眼。竖杆先对下端孔眼,斜杆下端对合后再对合上端(悬拼时反之)。
穿入钉栓:对孔后先在栓孔群四周打入四个定位冲钉,随即安装4-6个安装(粗制)螺栓,确认板缝间无杂物后拧紧。再安装其它冲钉和螺栓。冲钉和螺栓不少于栓孔总数的1/3,其中冲钉占2/3,螺栓占1/3,且均匀布置。终拧前将冲钉和安装螺栓换成高强螺栓。
调整平立面位置和拱度:拼装过程中每架设一个节间必须进行一次中线和挠度测量,根据观测钢梁平、立面的位置情况及时用千斤顶进行调整。钢桁梁的上拱度按设计要求在上弦杆拼缝处拉开20mm进行设置,初拧后即进行拱度检查,达到设计拱度值后,及时进行终拧。
高强螺栓栓合:采用电动扳手进行初拧和终拧,扳手采用直接挂重法进行标定,扭矩系数根据试验确定后定出施拧扭矩。
3.5 支座安装
墩台顶面的准备工作:为使支座与墩顶密贴接触,可将支承垫石顶面凿平并低于设计高程20mm左右,同时应复测墩顶上预留的锚栓孔位置,修凿整理后完全符合设计要求。
本工程支座砂浆采用位能法灌注,灌注前将整个支座用链滑车或其他设施密贴地吊在钢梁下,然后顶起钢梁,使支座底面比设计高程高出2mm,并在支座底打入钢楔。全面复核底板四角高程和横梁顶面高程,调整上、下摆间隙。支座安装容许误差:固定支座与活动支座的上、下摆既要密贴接触,以要使上摆能自由地绕下摆转动,上摆槽形与下摆弧形部分顺桥方向的前后空隙要相等,容许误差为1mm。
活动支座的辊轴与下摆及底板之间要密贴,缝隙不得大于0.2mm,辊轴应与桥梁中线相垂直,各辊轴彼此间的间距误差不得大于1mm。活动支座定位后,活动支座底板安装根据设计文件办理,以施工气温(温度计挂在支座所在的弦杆上)为准,底板顺桥方向的安装容许偏差为±3mm。
3.6 桥面系及附属工程施工
本桥采用密横梁整体正交异型钢桥面系,由纵梁(肋)、横梁与钢桥面板焊接成整体。横梁与下弦杆栓接,纵梁(肋)全桥连续,并采用栓接,遇横梁在横梁腹板上开孔穿过,钢桥面板与下弦杆上翼板焊接。桥面板焊接完成后即在钢筋砼桥面板范围内焊接圆柱头剪力栓钉,同时安装桥栏杆及下弦轨道检查车,以便在横移就位前完成全部焊接施工,并利用下弦轨道检查车将下弦杆及桥面系部进行涂装。
钢桁梁架设完成后,在钢桥面板上涂刷防腐层后,绑扎钢筋,分段浇筑钢筋砼道碴槽板,在道碴槽板上涂刷防水层(聚脲弹性体2×1.0mm)后,浇筑6cm厚C40纤维砼保护层。
安装上弦轨道检查车,并利用上弦轨道检查车,对腹杆、上弦杆、门架、上横联、上平联杆件、节点及连接板等进行面层涂装。
中图分类号:TU997 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)21-0366-01
1.工程概况
沙坪河大桥64m钢桁梁为单线桥梁,钢桁梁桥孔位于平直线上,为跨越的沙坪河而设。1-64m钢桁梁设计为单线铁路道砟桥面下承式钢桁梁,钢桁梁总重404T,总长65.1m,主桁节间长8.0m,桁宽7.6m,主桁高度11.5m。如图1。
主桁采用整体节点三角型腹杆体系下承式道砟橋面钢桁梁。主桁上、下弦杆截面均采用焊接箱型断面。上弦杆截面形式为□,下弦杆截面形式为□,斜杆截面形式为□和H形。主桁节点采用整节点形式,主桁上、下弦杆内宽为500mm,竖板高度分别为540mm和520mm,腹杆除端斜杆采用对接形式四面拼接外,其余采用插入式与主桁整体节点连接。
桥面系采用纵、横梁形式。纵、横梁截面均为工形断面,梁高分别为990mm和1350mm纵梁上翼缘焊有剪力钉以固定混凝土桥面板,纵梁与桥面板之间设有20mm砂浆垫层。
沙坪河大桥长232.205m,具体孔跨布置情况为:1-32简支T梁+1-64m钢桁梁+4-32简支T梁,如图2所示。
2.施工总体方案
钢桁梁采用支架原位法安装,跨中设置24米通航孔,通航孔部分悬臂拼装。在桥位设置临时支墩,同时考虑施工桥位通航要求,临时支墩设计的基本原则:临时支墩布置不影响通航,安装和拆除快速,安全可靠,临时支墩采用Φ630×8mm钢管,钢管之间用型钢设置连接系,基础采用扩大基础,在基础上埋设预埋件和钢管连接。临时支墩总体布置见图3。
3.主要施工工艺及施工方法
采用30吨的龙门吊机, 24小时作业。满堂支墩采履带吊机搭设,支墩采用50吨履带吊安装.
3.1 钢桁梁制作及试拼
根据钢桁梁结构特点,钢桁梁主要由以下杆件组成:上、下弦杆、斜腹杆、桥面系纵横梁、上平纵联、桥门架及横联等。
钢桁梁制作完成后,钢桁梁出厂时必须提供相关技术证明资料,包括杆件出厂合格证、材质证明及其检验试验报告;焊缝检测及探伤报告;摩擦面出厂摩擦系数试验报告。高强度螺栓成品出厂合格证、试验报告;工厂试拼记录。工厂试拼记录包括钢梁轮廓尺寸、主桁拱度、栓孔重合率、试拼冲钉直径、杆件编号及重量、杆件发送表及拼装部位图。
3.2 钢桁梁预拼
本桥钢桁梁设计为整体节点,桥面系为横梁、纵梁、桥面板厂制板块,因此需预拼的杆件较少,主要预拼的杆件有:桥门架、横向联结及上平联。具体预拼工艺如下:
桥门架及横联预拼:桥门架斜杆、横撑、上平联与桥门架联结节点板预拼成整体;横联斜杆、撑杆、上平联与横联联结节点板预拼成整体,以便一次整体吊装。
上平联预拼:上平联斜杆与中间的联结板应尽量预拼成一个单元,其两根短杆宜只联一个螺栓以便装运,安装时再拨成交叉形并上足钉栓一次吊装,两端的节点板可根据情况预拼在上弦杆上。
3.3 钢桁梁拼装
3.4.1钢桁梁杆件拼装
钢桁梁支墩上拼装,钢桁梁杆件拼装工艺如下:
捆吊:按照拼装顺序进行杆件吊装,捆绑时根据杆件的重量和重心确定捆绑位置。起吊时弦杆、纵横梁保持水平,竖杆保持竖直,斜杆保持与拼装时角度基本一致。起吊前应严格核实杆件重量是否在相应吊距的额定起吊重量以内,经试吊无意外再提升。
对孔:杆件起吊就位对孔时,在栓孔基本重合的瞬间,将小撬棍插入孔内拨正,然后微微起落吊钩,使杆件转动对合其它孔眼。竖杆先对下端孔眼,斜杆下端对合后再对合上端(悬拼时反之)。
穿入钉栓:对孔后先在栓孔群四周打入四个定位冲钉,随即安装4-6个安装(粗制)螺栓,确认板缝间无杂物后拧紧。再安装其它冲钉和螺栓。冲钉和螺栓不少于栓孔总数的1/3,其中冲钉占2/3,螺栓占1/3,且均匀布置。终拧前将冲钉和安装螺栓换成高强螺栓。
调整平立面位置和拱度:拼装过程中每架设一个节间必须进行一次中线和挠度测量,根据观测钢梁平、立面的位置情况及时用千斤顶进行调整。钢桁梁的上拱度按设计要求在上弦杆拼缝处拉开20mm进行设置,初拧后即进行拱度检查,达到设计拱度值后,及时进行终拧。
高强螺栓栓合:采用电动扳手进行初拧和终拧,扳手采用直接挂重法进行标定,扭矩系数根据试验确定后定出施拧扭矩。
3.5 支座安装
墩台顶面的准备工作:为使支座与墩顶密贴接触,可将支承垫石顶面凿平并低于设计高程20mm左右,同时应复测墩顶上预留的锚栓孔位置,修凿整理后完全符合设计要求。
本工程支座砂浆采用位能法灌注,灌注前将整个支座用链滑车或其他设施密贴地吊在钢梁下,然后顶起钢梁,使支座底面比设计高程高出2mm,并在支座底打入钢楔。全面复核底板四角高程和横梁顶面高程,调整上、下摆间隙。支座安装容许误差:固定支座与活动支座的上、下摆既要密贴接触,以要使上摆能自由地绕下摆转动,上摆槽形与下摆弧形部分顺桥方向的前后空隙要相等,容许误差为1mm。
活动支座的辊轴与下摆及底板之间要密贴,缝隙不得大于0.2mm,辊轴应与桥梁中线相垂直,各辊轴彼此间的间距误差不得大于1mm。活动支座定位后,活动支座底板安装根据设计文件办理,以施工气温(温度计挂在支座所在的弦杆上)为准,底板顺桥方向的安装容许偏差为±3mm。
3.6 桥面系及附属工程施工
本桥采用密横梁整体正交异型钢桥面系,由纵梁(肋)、横梁与钢桥面板焊接成整体。横梁与下弦杆栓接,纵梁(肋)全桥连续,并采用栓接,遇横梁在横梁腹板上开孔穿过,钢桥面板与下弦杆上翼板焊接。桥面板焊接完成后即在钢筋砼桥面板范围内焊接圆柱头剪力栓钉,同时安装桥栏杆及下弦轨道检查车,以便在横移就位前完成全部焊接施工,并利用下弦轨道检查车将下弦杆及桥面系部进行涂装。
钢桁梁架设完成后,在钢桥面板上涂刷防腐层后,绑扎钢筋,分段浇筑钢筋砼道碴槽板,在道碴槽板上涂刷防水层(聚脲弹性体2×1.0mm)后,浇筑6cm厚C40纤维砼保护层。
安装上弦轨道检查车,并利用上弦轨道检查车,对腹杆、上弦杆、门架、上横联、上平联杆件、节点及连接板等进行面层涂装。