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【摘 要】目前我国建筑行业普遍采用现场制造的方法,存在着布局不合理等缺点,而装配式建筑正好克服这些缺点,本文介绍了吉音5#临时钢桥安装工程中的注意事项和安装方法,为其它相关工程施工提供了一定的借鉴。
【关键词】钢桥;安装;工艺
1.工程简介
本工程钢桥为新疆吉音水利枢纽工程5#临时钢桥,设计荷载标准为40T,结构选用HD200四排\双排单层加强双梁型装配式钢桥,两跨布置,左岸跨距54.864m,右岸跨距12.192m,全桥长度67.056m,每节钢桁架3.048m,全桥共22节,全桥重量约147.679吨。
2.施工准备
2.1钢桥拼装场地
根据实际施工情况,在左岸桥墩布置拼装场地,该场地面积为10×50m,具体施工时视桥两侧的施工场地大小及施工干扰小的部位作为桥梁构件堆放场地及操作始点。
2.2钢桥桥台、墩顶高程复核
钢梁安装前,应对桥台、墩顶面高程、中线及各孔跨径进行复测,误差在允许偏差内方可安装;
3.架设中的注意事项
3.1现场施工人员必须佩戴安全帽,悬空作业时必须穿上安全带
3.2在施工地树立安全警示标志,使用彩色警示彩条绳围圈作为挡栏,非施工人员不得入内。
3.3杆件宜采用预先组拼、栓合或焊接,扩大拼装单元进行安装,对容易变形的构件应进行强度和稳定性验算,必要时应采取加固措施。
3.4杆件组拼前应清除杆件上的附着物,摩擦面应保持干燥、整洁。应根据外界环境和焊接等变形因素的影响,采取措施,保证钢梁的建筑拱度及中心线位置。
3.5在支架上拼装钢梁时,冲钉和粗制螺栓总数不得少于孔眼总数的1/3,其中冲钉不得多于2/3。孔眼较少的部位,冲钉和粗制螺栓总数不少于6个或将全部孔眼插入冲钉或粗制螺栓。
3.6用悬臂或半悬臂法拼装钢梁时,联结处所需冲钉数量应按所承受荷载计算决定,但不得少于孔眼总数的一半,其余孔眼布置精制螺栓。冲钉和精制螺栓应均匀地安放。
高强度螺栓栓合梁拼装时,冲钉数量应符合上述规定,其余孔眼布置高强度螺栓。吊装杆件的吊钩,必须等杆件完全固定后方可卸去。
3.7拼装用的冲钉直径(中段圆柱部分)应较孔眼设计直径小0.2~0.3mm,其长度应大于板束厚度。
拼装用精制螺栓直径应较孔眼设计直径小0.4mm,拼装板束用的粗制螺栓直径应较孔眼直径小1.0mm。冲钉和螺栓可用35号碳素结构钢制造。
3.8钢桥安装过程中,每完成一节间应测量其位置、标高和预拱度,如不符合要求时应进行校正。
3.9高强度螺栓连接的规定
①由制造厂处理的钢桥杆件的摩擦面,安装前应复验所附试件的抗滑移系数,合格后方可安装,并应符合设计要求。
3.10高强度螺栓连接副在运输过程中应轻装轻卸,储存时应分类分批存放,不得混淆,并防止受潮生锈,在使用前应进行外观检查并应在同批内配套使用。
3.11施工前,高强度螺栓连接副应按出厂批号复验扭矩系数,每批号抽验不少于8套,其平均值和标准偏差应符合设计要求。设计无要求时平均值应在0.11~0.15范围内,其标准偏差应小于或等于0.01。复验数据应作为施拧的主要参数。
3.12安装钢梁的高强度螺栓的长度必须与安装图一致。安装时,高强度螺栓应顺畅穿入孔内,不得强行敲入,穿入方向应全桥一致。高强度螺栓不得作为临时安装螺栓。被栓合板束的表面应垂直于螺栓轴线,否则应在螺栓垫圈下面加垫斜坡垫板。
3.13施拧高强度螺栓应按一定顺序,从板束刚度大、缝隙大之处开始,对大面积节点板应由中央向外拧紧,并应在当天终拧完毕。施拧时,不得采用冲击拧紧和间断拧紧。
3.14用扭矩法拧紧高强度螺栓连接副时,初拧、复拧和终拧应在同一工作日内完成。初拧扭矩应由试验确定,一般为终拧扭矩的50%。终拧以下扭矩应按公)计算:
Tc=K·Pc·d
式中:Tc--终拧扭矩(N·m);
K--高强度螺栓连接副的扭矩系数平均值,按本条第4款要求测得;
Pc--高强度螺栓的施工预拉力(kN),见表422-1;
d--高强度螺栓公称直径。
3.15用扭角法施拧高强度螺栓可按照现行《铁路钢桥高强螺栓连接施工规定》(TBJ214)的规定执行。
3.16高强度螺栓施拧采用的扭矩扳手,在作业前后均应进行校正,其扭矩误差不得大于使用扭矩值的±5%。
3.17高强度螺栓终拧完毕应按下列规定进行质量检查:
①检查应由专职质量检查员进行,检查扭矩扳手必须标定,其扭矩误差不得大于使用扭矩的±3%,且应进行扭矩抽查。
②松扣、回扣法检查,先在螺栓与螺母上做标记,然后将螺母退回30°,再用检查扭矩扳手把螺母重新拧至原来位置测定扭矩,该值不小于规定值的10%时为合格。
③对主桁节点及板梁主体及纵、横梁连接处,每栓群以高强螺栓连接副总数的5%抽检,但不得少于2套,其余每个节点不少于1套进行终拧扭矩检查。
④每个栓群或节点检查的螺栓,其不合格者不得超过抽验总数的20%,如超过此值,则应继续抽验,直至累计总数80%的合格率为止。然后对欠拧者补拧,超过者更换后重新补拧。
3.18工地焊缝连接和固定
钢桥工地焊缝连接分全焊连接和焊缝与高强度螺栓合用连接两类。合用连接中高强度螺栓连接的技术要求应符合422.03条的规定。工地焊缝连接的技术要求应符合下列规定:
①钢桥杆件工地焊缝连接应按设计规定的顺序进行。设计无规定时,纵向宜从跨中向两端,横向宜从中线向两侧对称进行。 ②工地焊接应设立防风设施,遮盖全部焊接处。雨天不得焊接。
③焊接施工时的技术要求应符合《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)第17.2.6条的规定。
④工地焊接接缝应按《公路桥涵施工技术规范》
4.钢桥安装方法
结合装配式公路钢桥的架设特点,此次桥梁安装施工采用“悬臂推桥法”。在左桥台预先安装好的平滚上,将桥梁构件,用销子和螺栓连接起来,然后依靠人力推动或机械牵引,将桥梁平稳而缓慢的推出,直达中墩后就位。
4.1施工方法
4.1.1导梁的拼装
采用仪征市飞虹特种钢桥有限公司生产的桁架和横梁拼装导梁。
在1#桥台的内侧平滚上,各竖放一片桁架,桁架的阴头朝前,阳头朝后。将第一根横梁安装在桁架阴头处的竖杆前面,并将横梁内排两相邻孔眼,各自套入桁架垫板上的销钉内,用横梁连接螺栓将横梁与桁架竖杆连接起来,但先不拧紧。
安装第二节桁架,将第二节桁架的阴头和第一节桁架的阳头用销子连接起来,并在第一节和第二节桁架的下弦安装下弦接头。安装第二节桁架的横梁,在第一根横梁和第二根横梁间安装水平风钩和竖向风钩,螺栓暂不拧紧。
同样方法安装第三节桁架,拧紧第一节桁架的螺栓,直至所有单排桁架拼装完成。
单排桁架拼装完成后,紧随安装的导梁是双排桁架,在完成内排桁架和横梁拼装后,两外排桁架只能用机械推移,分别从横梁两端穿入,使桁架就位,用横梁连接螺栓将横梁与桁架竖杆连接起来。并在双排桁架的前端安装竖向支撑架,顶部安装水平支撑架。
同样的方法在双排桁架拼装完成后,紧随安装四排桁架导梁,至此,导梁拼装完成。
4.1.2正桥的拼装
正桥为单层四排加强双梁型桥梁,须一次性拼好桥梁框架。为减小正桥到达2#中墩落桥时的工作量,第一节正桥只安装中间两块桥面板,待桥梁就位后,另行安装剩余桥面板。
将正桥的内排桁架和双排导梁的内排桁架用销子连接起来,安装第二排桁架后,再安装第三排桁架,用销子将第三排桁架和双排导梁的外排桁架用销子连接起来后,再安装第四排桁架。安装横梁,安装第一节正桥桁架前、后端的竖向支撑架,螺栓暂不拧紧。
安装正桥第二节,需先将桁架下弦杆和下加强弦杆用弦杆螺栓紧固后,才能拼装。桁架和横梁就位后,安装第一根横梁和第二根横梁间抗风拉杆和竖向风钩,同时安装第二节正桥后端的竖向支撑架,螺栓暂不拧紧。在第一节正桥和第二节正桥桁架上部中间位置,安装加强弦杆,拧紧弦杆螺栓后,再安装水平支撑架,上加强弦杆与水平支撑架位置各占两节桁架的一半。
同样方法安装第三节正桥及桥梁附件。拧紧第一节正桥的所有螺栓后,安装第一节正桥中间两块桥面板。
同样方法安装第四节正桥及桥梁附件。拧紧第二节正桥的所有螺栓后,安装第二节正桥全部桥面板。依此类推。
在整个安装过程中,钢桥未落座前,所有的路缘不装,待桥就位后,再进行安装。
严格按照HD200型公路钢桥安装工艺拼装钢桥,边拼装边向前推移。
4.1.3钢桥构件连接固定后落梁就位时,应符合下列规定:
①钢梁就位前应清理支座垫石,其标高及平面位置应符合设计要求。
②固定支座与活动支座的精确位置应按设计图并考虑施工安装温度、施工误差等确定。
③钢梁落梁前后应检查其建筑拱度和平面尺寸,并做记录,校正支座位置。
④钢梁安装后的允许偏差见表2
表2钢梁安装后的允许偏差
5.总结
目前我国钢产量较大,价格也不高,施工速度非常快,工人劳动强度大幅度减少,因此装配式钢桥的许多优点是任何砼桥、木桥等无法比拟的。
参考文献:
[1]杨树琪.浅谈羊曲水电站临时钢桥架设施工[J].中国新技术新产品,2013,6(1):47-48.
[2]李鑫奎.基于可靠性的简支钢桁架桥优化设计方法[D].大连海事大学,2008年.
[3]王波.铁路桁架桥横梁半刚性连接受力分析[D] .西南交通大学,2008年.
[4]夏祥斗.桥梁施工现场预制梁场选址与设计研究[D];合肥工业大学,2008年.
[5]徐庆.大型桥梁工程预制梁场设计及生产优化研究[D] .合肥工业大学,2008年.
[6]杜发;刘英.钢波纹管涵洞施工技术研究[J] .今日科苑;2008(20):78-79.
基金项目:新疆力诺麦盖提一期20MWp太阳能光伏并网发电项目水土保持监测
作者简介:陈宏明(1968-),男(汉族),四川人,工程师,多年从事水利工程施工及工程建设管理。
【关键词】钢桥;安装;工艺
1.工程简介
本工程钢桥为新疆吉音水利枢纽工程5#临时钢桥,设计荷载标准为40T,结构选用HD200四排\双排单层加强双梁型装配式钢桥,两跨布置,左岸跨距54.864m,右岸跨距12.192m,全桥长度67.056m,每节钢桁架3.048m,全桥共22节,全桥重量约147.679吨。
2.施工准备
2.1钢桥拼装场地
根据实际施工情况,在左岸桥墩布置拼装场地,该场地面积为10×50m,具体施工时视桥两侧的施工场地大小及施工干扰小的部位作为桥梁构件堆放场地及操作始点。
2.2钢桥桥台、墩顶高程复核
钢梁安装前,应对桥台、墩顶面高程、中线及各孔跨径进行复测,误差在允许偏差内方可安装;
3.架设中的注意事项
3.1现场施工人员必须佩戴安全帽,悬空作业时必须穿上安全带
3.2在施工地树立安全警示标志,使用彩色警示彩条绳围圈作为挡栏,非施工人员不得入内。
3.3杆件宜采用预先组拼、栓合或焊接,扩大拼装单元进行安装,对容易变形的构件应进行强度和稳定性验算,必要时应采取加固措施。
3.4杆件组拼前应清除杆件上的附着物,摩擦面应保持干燥、整洁。应根据外界环境和焊接等变形因素的影响,采取措施,保证钢梁的建筑拱度及中心线位置。
3.5在支架上拼装钢梁时,冲钉和粗制螺栓总数不得少于孔眼总数的1/3,其中冲钉不得多于2/3。孔眼较少的部位,冲钉和粗制螺栓总数不少于6个或将全部孔眼插入冲钉或粗制螺栓。
3.6用悬臂或半悬臂法拼装钢梁时,联结处所需冲钉数量应按所承受荷载计算决定,但不得少于孔眼总数的一半,其余孔眼布置精制螺栓。冲钉和精制螺栓应均匀地安放。
高强度螺栓栓合梁拼装时,冲钉数量应符合上述规定,其余孔眼布置高强度螺栓。吊装杆件的吊钩,必须等杆件完全固定后方可卸去。
3.7拼装用的冲钉直径(中段圆柱部分)应较孔眼设计直径小0.2~0.3mm,其长度应大于板束厚度。
拼装用精制螺栓直径应较孔眼设计直径小0.4mm,拼装板束用的粗制螺栓直径应较孔眼直径小1.0mm。冲钉和螺栓可用35号碳素结构钢制造。
3.8钢桥安装过程中,每完成一节间应测量其位置、标高和预拱度,如不符合要求时应进行校正。
3.9高强度螺栓连接的规定
①由制造厂处理的钢桥杆件的摩擦面,安装前应复验所附试件的抗滑移系数,合格后方可安装,并应符合设计要求。
3.10高强度螺栓连接副在运输过程中应轻装轻卸,储存时应分类分批存放,不得混淆,并防止受潮生锈,在使用前应进行外观检查并应在同批内配套使用。
3.11施工前,高强度螺栓连接副应按出厂批号复验扭矩系数,每批号抽验不少于8套,其平均值和标准偏差应符合设计要求。设计无要求时平均值应在0.11~0.15范围内,其标准偏差应小于或等于0.01。复验数据应作为施拧的主要参数。
3.12安装钢梁的高强度螺栓的长度必须与安装图一致。安装时,高强度螺栓应顺畅穿入孔内,不得强行敲入,穿入方向应全桥一致。高强度螺栓不得作为临时安装螺栓。被栓合板束的表面应垂直于螺栓轴线,否则应在螺栓垫圈下面加垫斜坡垫板。
3.13施拧高强度螺栓应按一定顺序,从板束刚度大、缝隙大之处开始,对大面积节点板应由中央向外拧紧,并应在当天终拧完毕。施拧时,不得采用冲击拧紧和间断拧紧。
3.14用扭矩法拧紧高强度螺栓连接副时,初拧、复拧和终拧应在同一工作日内完成。初拧扭矩应由试验确定,一般为终拧扭矩的50%。终拧以下扭矩应按公)计算:
Tc=K·Pc·d
式中:Tc--终拧扭矩(N·m);
K--高强度螺栓连接副的扭矩系数平均值,按本条第4款要求测得;
Pc--高强度螺栓的施工预拉力(kN),见表422-1;
d--高强度螺栓公称直径。
3.15用扭角法施拧高强度螺栓可按照现行《铁路钢桥高强螺栓连接施工规定》(TBJ214)的规定执行。
3.16高强度螺栓施拧采用的扭矩扳手,在作业前后均应进行校正,其扭矩误差不得大于使用扭矩值的±5%。
3.17高强度螺栓终拧完毕应按下列规定进行质量检查:
①检查应由专职质量检查员进行,检查扭矩扳手必须标定,其扭矩误差不得大于使用扭矩的±3%,且应进行扭矩抽查。
②松扣、回扣法检查,先在螺栓与螺母上做标记,然后将螺母退回30°,再用检查扭矩扳手把螺母重新拧至原来位置测定扭矩,该值不小于规定值的10%时为合格。
③对主桁节点及板梁主体及纵、横梁连接处,每栓群以高强螺栓连接副总数的5%抽检,但不得少于2套,其余每个节点不少于1套进行终拧扭矩检查。
④每个栓群或节点检查的螺栓,其不合格者不得超过抽验总数的20%,如超过此值,则应继续抽验,直至累计总数80%的合格率为止。然后对欠拧者补拧,超过者更换后重新补拧。
3.18工地焊缝连接和固定
钢桥工地焊缝连接分全焊连接和焊缝与高强度螺栓合用连接两类。合用连接中高强度螺栓连接的技术要求应符合422.03条的规定。工地焊缝连接的技术要求应符合下列规定:
①钢桥杆件工地焊缝连接应按设计规定的顺序进行。设计无规定时,纵向宜从跨中向两端,横向宜从中线向两侧对称进行。 ②工地焊接应设立防风设施,遮盖全部焊接处。雨天不得焊接。
③焊接施工时的技术要求应符合《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)第17.2.6条的规定。
④工地焊接接缝应按《公路桥涵施工技术规范》
4.钢桥安装方法
结合装配式公路钢桥的架设特点,此次桥梁安装施工采用“悬臂推桥法”。在左桥台预先安装好的平滚上,将桥梁构件,用销子和螺栓连接起来,然后依靠人力推动或机械牵引,将桥梁平稳而缓慢的推出,直达中墩后就位。
4.1施工方法
4.1.1导梁的拼装
采用仪征市飞虹特种钢桥有限公司生产的桁架和横梁拼装导梁。
在1#桥台的内侧平滚上,各竖放一片桁架,桁架的阴头朝前,阳头朝后。将第一根横梁安装在桁架阴头处的竖杆前面,并将横梁内排两相邻孔眼,各自套入桁架垫板上的销钉内,用横梁连接螺栓将横梁与桁架竖杆连接起来,但先不拧紧。
安装第二节桁架,将第二节桁架的阴头和第一节桁架的阳头用销子连接起来,并在第一节和第二节桁架的下弦安装下弦接头。安装第二节桁架的横梁,在第一根横梁和第二根横梁间安装水平风钩和竖向风钩,螺栓暂不拧紧。
同样方法安装第三节桁架,拧紧第一节桁架的螺栓,直至所有单排桁架拼装完成。
单排桁架拼装完成后,紧随安装的导梁是双排桁架,在完成内排桁架和横梁拼装后,两外排桁架只能用机械推移,分别从横梁两端穿入,使桁架就位,用横梁连接螺栓将横梁与桁架竖杆连接起来。并在双排桁架的前端安装竖向支撑架,顶部安装水平支撑架。
同样的方法在双排桁架拼装完成后,紧随安装四排桁架导梁,至此,导梁拼装完成。
4.1.2正桥的拼装
正桥为单层四排加强双梁型桥梁,须一次性拼好桥梁框架。为减小正桥到达2#中墩落桥时的工作量,第一节正桥只安装中间两块桥面板,待桥梁就位后,另行安装剩余桥面板。
将正桥的内排桁架和双排导梁的内排桁架用销子连接起来,安装第二排桁架后,再安装第三排桁架,用销子将第三排桁架和双排导梁的外排桁架用销子连接起来后,再安装第四排桁架。安装横梁,安装第一节正桥桁架前、后端的竖向支撑架,螺栓暂不拧紧。
安装正桥第二节,需先将桁架下弦杆和下加强弦杆用弦杆螺栓紧固后,才能拼装。桁架和横梁就位后,安装第一根横梁和第二根横梁间抗风拉杆和竖向风钩,同时安装第二节正桥后端的竖向支撑架,螺栓暂不拧紧。在第一节正桥和第二节正桥桁架上部中间位置,安装加强弦杆,拧紧弦杆螺栓后,再安装水平支撑架,上加强弦杆与水平支撑架位置各占两节桁架的一半。
同样方法安装第三节正桥及桥梁附件。拧紧第一节正桥的所有螺栓后,安装第一节正桥中间两块桥面板。
同样方法安装第四节正桥及桥梁附件。拧紧第二节正桥的所有螺栓后,安装第二节正桥全部桥面板。依此类推。
在整个安装过程中,钢桥未落座前,所有的路缘不装,待桥就位后,再进行安装。
严格按照HD200型公路钢桥安装工艺拼装钢桥,边拼装边向前推移。
4.1.3钢桥构件连接固定后落梁就位时,应符合下列规定:
①钢梁就位前应清理支座垫石,其标高及平面位置应符合设计要求。
②固定支座与活动支座的精确位置应按设计图并考虑施工安装温度、施工误差等确定。
③钢梁落梁前后应检查其建筑拱度和平面尺寸,并做记录,校正支座位置。
④钢梁安装后的允许偏差见表2
表2钢梁安装后的允许偏差
5.总结
目前我国钢产量较大,价格也不高,施工速度非常快,工人劳动强度大幅度减少,因此装配式钢桥的许多优点是任何砼桥、木桥等无法比拟的。
参考文献:
[1]杨树琪.浅谈羊曲水电站临时钢桥架设施工[J].中国新技术新产品,2013,6(1):47-48.
[2]李鑫奎.基于可靠性的简支钢桁架桥优化设计方法[D].大连海事大学,2008年.
[3]王波.铁路桁架桥横梁半刚性连接受力分析[D] .西南交通大学,2008年.
[4]夏祥斗.桥梁施工现场预制梁场选址与设计研究[D];合肥工业大学,2008年.
[5]徐庆.大型桥梁工程预制梁场设计及生产优化研究[D] .合肥工业大学,2008年.
[6]杜发;刘英.钢波纹管涵洞施工技术研究[J] .今日科苑;2008(20):78-79.
基金项目:新疆力诺麦盖提一期20MWp太阳能光伏并网发电项目水土保持监测
作者简介:陈宏明(1968-),男(汉族),四川人,工程师,多年从事水利工程施工及工程建设管理。