桁梁架设

桁梁架设（共3篇）

桁梁架设 篇1

东江大桥平弦主桁横向为三桁结构, 桁高10m, 桁间距为2*18m, 节间长度为8m。主桁三片桁之间仅在中间支点上加劲弦与上弦之间的大竖杆处设置有横向联结系, 其他位置将竖杆与横梁联结成横向框架。平弦主桁设置竖曲线, 半径为22000m, 同时设置预拱度。平弦部分的架设方案为从两端向中间架设, 边跨利用龙门吊在膺架上架设, 中跨利用桥面桅杆吊机悬臂架设, 跨中设置临时墩合拢。平弦合拢后进行加劲弦的架设, 对钢梁平弦架设的线形提出了更高的要求。在架设前必须对钢梁的线形进行放样, 选择可操作的测量点并计算出各点的理论坐标和高程。架设过程中必须制订严格的测量体系和测量方法, 对于架设过程中的偏差必须严格控制并制订一系列的调整方案。

1 架设前的准备工作

设计图纸中给出各节点系统线交点的拱度值, 各支座中心的里程和高程, 由此计算出各节点的里程, 并根据测量体系计算出各节点的测量坐标。确定各节点的测量点并计算出该点的坐标和高程。

1.1 膺架架设各测量点的坐标和高程

膺架架设是在钢梁下方节点处设置膺架, 并在膺架上设置支撑点, 钢梁架设时直接落在支撑点上, 由支撑点来保证钢梁测量点的坐标和高程。在膺架上架设时所有的重量都由膺架承受, 假设膺架的刚度足够强, 在受压时变形忽略不计, 所以只需要计算出各测量点的理论坐标和高程。在膺架上设置可操作的测量点, 测量点必须设置在各支点的附近, 测量并记录各测量点的坐标和高程。在架设前需要对膺架进行压重试验, 观察其沉降情况, 并做记录。

1.2 悬臂架设各测量点的坐标和高程

悬臂架设是钢梁下方无支撑, 上层桥面的桅杆吊机站在已安装钢梁上安装下一节间的钢梁, 钢梁安装后呈悬臂状态, 桅杆吊机可在上层桥面纵向移动。悬臂架设时, 由于不仅要考虑钢梁的自重产生的挠度, 还要考虑桥面吊机等辅助设施的重量对钢梁线形的影响, 所以在架设不同节间时各测量点的理论坐标和高程是不同的。需要计算出各阶段各测量点的坐标和高程。

2 偏差分析

钢梁的线形可能出现偏差有两种原因: (1) 在制造过程中存在的偏差未在出厂前得到消除; (2) 安装方案或顺序不合理造成的偏差。

2.1 制造过程中的偏差

在制造过程中由于焊接、制孔等工序的不合理, 会造成钢梁的偏差比较大, 钢梁经过矫正后不可能完全消除, 有些很小的偏差对钢梁整体线形的影响却非常大。制造工艺的不合理会产生同趋势的误差, 该累计误差对钢梁线形的影响也很长见。

在焊接过程中钢梁会发生变形, 包括弯曲、扭曲和长度方向的变化, 在焊接后应有矫正的工序, 有些钢梁经矫正后还有微小的偏差。

对于高栓连接的钢桁梁, 制孔的偏差是最长见的偏差, 包括孔间距的偏差、孔群距的偏差、同名孔的偏差、孔边距的偏差、孔群与钢梁轴线的偏差等。

2.2 安装方案和顺序不合理造成的偏差

在安装过程中, 安装方案和安装顺序非常重要。一般安装方案在架设前都已确定, 架设单位会组织必要的方案评审会, 方案选择不当将直接影响到架设质量。安装顺序属于架设的细节, 架设前都会组织施工人员进行学习, 一般都是先安装大节点后安装小节点;先安装腹板后安装翼板;先安装主要构件后安装辅助构件;先安装主要受力构件后安装次要构件;膺架上安装时先安装下弦平面再安装上弦平面;悬臂安装时先安装上弦平面后安装下弦平面。对于需要配合的杆件在安装前就要进行测量, 选择最适合的构件进行配合。对于特殊部位应有对应的安装顺序。

3 钢梁架设前的检查

3.1 制造过程中造成的旁弯、扭曲和长度偏差

在钢梁架设前必须对构件进行测量, 发现偏差及时调整。对于影响安装的旁弯、扭曲和长度偏差必须及时上报, 对于旁弯和扭曲超标的必须返厂矫正或就近选择有矫正设备的厂家进行矫正, 对于长度偏差超标的构件必须上报设计单位, 经设计同意后进行实配连接板。

3.2 孔间距的偏差

在工厂制孔过程中由于模板或构件的移动会造成某孔群中有个别栓孔出现偏差。在孔位偏差在2mm以内时可直接安装高强度螺栓, 孔位偏差较大需要铰孔才能安装高栓且铰孔量小于孔径20%时可铰孔, 前提是该栓孔不会影响冲钉和普通螺栓的安装, 不会影响钢梁受力和线形的控制。当孔位偏差太大或孔数量太多时, 必须上报设计进行实配连接板。

3.3 孔群距的偏差

孔群距的偏差直接影响构件的安装尺寸, 当该偏差超标时必须上报设计单位, 在不影响受力和线形的情况下进行铰孔或实配连接板。

3.4 同名孔的偏差

同名孔的偏差主要是两同名孔之间的同轴度, 当偏差较大时会造成钢梁安装轴线出现偏差或整体扭曲。出现此现象后只能实配连接板或进行铰孔, 需要设计单位计算后确定。

3.5 孔边距偏差

孔边距偏差包括纵向和横向的偏差:纵向的偏差会影响到两杆件之间的距离, 当偏差较大时将无法安装;横向的偏差将影响到轴线的偏差, 解决方法是实配连接板或进行铰孔, 需要设计单位计算后确定。

3.6 孔群与钢梁轴线的偏差

孔群与钢梁轴线的偏差是允许的, 单根构件都是合格的, 但对接时却有两种情况:一是两孔群向一个方向偏移, 二是两孔群向两个方向偏移。当两孔群向一个方向的偏移量相同时不会影响到钢梁的线形, 不同时会有所影响。当两孔群向两个方向偏移时一般都会影响到钢梁的线形, 解决方法是实配连接板或进行铰孔, 需要设计单位计算后确定。

4 架设过程中线形控制措施

在架设过程中, 单根构件都符合要求安装顺序也合理, 也会出现轴线的偏差和高程的偏差, 里程主要由主桁弦杆控制, 只要弦杆的尺寸符合要求就可以很好的控制钢梁的里程。主要是由构件的误差造成的单根杆件同名孔的误差、孔群与钢梁轴线的误差直接影响该杆件的安装线形, 单根弦杆的旁弯会影响到下一根弦杆。在架设过程中安装顺序显得非常重要, 安装顺序不合理很容易造成轴线和高程的偏差。在架设前必须对施工人员进行相应的培训针对该桥的特点, 对每一步进行详细的讲解。膺架上安装和悬臂安装应采用不同的安装顺序。

膺架上安装顺序如图1。

悬臂安装顺序如图2。

4.1 膺架上安装下弦平面

架设前需要将支点的坐标和高程进行复测, 确定无误后再进行架设。高程应根据压重试验数据进行适当的抬高, 以抵消支点的下沉。弦杆对接的连接板应先安装4件定位冲钉, 再安装25%的螺栓和30%的普通冲钉。弦杆安装完成后必须对各测量点进行测量, 确定三根弦杆均没有轴线的偏移后再进行横梁、平联和纵梁的安装。

如果发现有偏移就要针对不同的偏移情况确定不同的安装顺序。

(1) 当出现三桁轴线偏移时, 应将中桁和其中一个边桁利用千斤顶进行调整, 调整到理论位置时安装该两桁之间的横梁和平联, 再安装另外一个边桁的横梁和平联, 高栓施拧并进行复测后才能松千斤顶。

(2) 当出现中桁和一边桁偏移时, 应将中桁利用千斤顶进行调整, 调整到理论位置时安装中桁和未偏移边桁之间的横梁和平联, 再安装另外一个边桁的横梁和平联, 高栓施拧并进行复测后才能松千斤顶。

(3) 当出现两边桁偏移时, 应将其中一个边桁利用千斤顶进行调整, 调整到理论位置时安装中桁和该边桁之间的横梁和平联, 再安装另外一个边桁的横梁和平联, 高栓施拧并进行复测后才能松千斤顶。

(4) 当出现一边桁偏移时, 应先安装未偏移的两桁之间的横梁和平联, 再安装另外一个边桁的横梁和平联。

4.2 膺架上安装上弦平面

上弦杆的安装需要连接的部位比较多, 包括2根斜杆、2根竖杆和对接弦杆。此时必须先进行弦杆对接, 连接板应先安装4件定位冲钉, 再安装25%的螺栓和30%的普通冲钉;再进行斜杆的安装, 最后进行竖杆的安装。弦杆安装完成后必须对各测量点进行测量, 确定三根弦杆均没有轴线的偏移和高程的偏差后再进行横梁、平联和纵梁的安装。

如果发现有偏移就要针对不同的偏移情况确定不同的安装顺序。安装顺序与膺架上安装下弦平面相同, 但无法利用千斤顶进行调整, 需利用手拉葫芦对拉进行调整, 可对拉上弦杆和下弦杆。

如果发现高程存在偏差必须及时分析其原因, 如果是由于膺架下沉引起的应及时将下层高程调整到理论高程, 如果是由于杆件制造误差 (如竖杆或斜杆的长度) 引起的, 应经设计单位和监理单位同意后进行实配连接板来调整到理论高程, 未处理完不能进行下一节段的架设。

4.3悬臂安装

悬臂安装应先安装上弦杆后安装下弦杆, 悬臂安装上弦杆和下弦杆时都需要连接1根斜杆、1根竖杆和对接弦杆。此时必须先进行弦杆对接, 连接板应先安装4件定位冲钉, 再安装30%的螺栓和50%的普通冲钉, 再进行斜杆的安装, 最后进行竖杆的安装。弦杆安装完成后必须对各测量点进行测量, 确定六根弦杆均没有轴线的偏移和高程的偏差后再进行上下平面横梁和平联的安装。

如果发现有偏移就要针对不同的偏移情况确定不同的安装顺序, 安装顺序和调整方法与膺架上安装上弦平面相同。

如果发现高程存在偏差肯定是制造过程中的误差引起的, 必须及时分析原因并处理, 应经设计单位和监理单位同意后进行实配连接板来调整到理论高程, 未处理完不能进行下一节段的架设。

5结语

对于这种双层三桁钢桁梁, 线形控制和调整都比较困难, 而且受温度和日照的影响非常明显。除了架设过程中的测量外, 必须在每天的不同时间对各已架设完成的节段进行测量, 并且以早上测量的数据为准。该钢梁采用此测量控制、调整方法进行线形控制的效果比较好, 目前所有的测量数据都在误差范围以内。

摘要：东江大桥为莞深高速和东莞环线交会处横跨东江的一座三桁双层钢性悬索加劲三跨连续钢桁梁桥, 架设过程中平弦的线形控制是钢梁平弦顺利合拢和加劲弦顺利安装的保证。

关键词：东江大桥,三桁,双层,钢桁梁,架设线形控制

参考文献

[1]TB10203-2002, 铁路桥涵施工规范.

[2]TB10415-98, 铁路桥涵工程质量检验评定标准.

[3]JTJ041-2000, 公路桥涵施工规范.

[4]东江大桥钢梁制造规则.

桁梁架设 篇2

拟建厦门至深圳客运专线某特大桥全长7 686 m,边跨为简支梁和连续梁结构,主跨为110 m+2×220 m+110 m下承式等高连续刚性梁柔性拱,全长662 m,在同类桥型中为国内最大跨度。钢桁梁采用带竖杆N形三角桁架,节间长度11.0 m,其中边跨10个节间,桁高15.0 m,桁宽15.0 m,斜腹杆倾角53.7°;柔性拱肋按二次抛物线布置,矢高(上弦以上)44.0 m,矢跨比1/5。结构主要由主桁及拱肋、钢桥面系、纵向联结系、桥门架及横联等组成。设计总重量约16 000 t,单根杆件最大重量约60 t。

大桥施工采用临时支墩配合全回转架梁起重机对称悬拼、柔性拱施工采用全回转架梁起重机对称拼装方案。即在大桥东西两岸边跨和主跨设计位置处打设钢管桩临时墩,在72号墩纵向两侧设置钢管桩临时支架,同时在70号,72号和74号墩承台上分别架设一台塔吊,利用塔吊喂送钢桁梁各杆件到运梁小车上,利用悬拼吊机对称悬拼边跨钢桁梁和中间跨钢桁梁至主跨下临时墩墩顶合龙,然后在合龙后的钢桁梁上利用长臂吊机,悬拼合龙拱肋。避免使用高耸塔架、缆索吊机、龙门吊等大型施工设备,减少了施工设备投入,降低了施工风险,加快施工进度,节省时间,缩短了施工工期。

2 施工阶段受力分析

2.1 分析模型

采用有限元软件MIDAS/CIVIL能比较方便地模拟桥梁施工进程。以北岸上游墩角处为原点,沿桥向为X轴,横桥向为Y轴,竖向为Z轴;桁架杆件和临时支架均以梁单元模拟;加劲桥面板单元按面积等效计算面内厚度,按刚度等效计算面外厚度,桥面板和横梁以铰接连接;临时支墩以只受压不受拉的弹性支撑模拟,由MIDAS/CIVIL 2006建立的梁板计算模型如图1所示。

2.2 计算结果

通过对大桥施工模拟计算分析,发现当架设至合龙口时,在钢梁合龙段临时墩受力前的那一刻状态,不管对于整体受拉杆件还是受压杆件,还是对于结构的稳定性,都是最不利的。

考虑在主力(自重和主要施工荷载)作用下,悬拼吊机回转角位于90°时,边跨最大单悬臂所受的等效应力分布如图2所示,中跨双悬臂所受的等效应力分布如图3所示。

参照TB 10002.2-2005铁路桥梁钢结构设计规范,钢梁安装在主力组合作用下,容许应力提高系数取1.2。主要受力较大杆件的内力汇总结果见表1,表1中的容许应力兼考虑了压杆的局部稳定性,杆件编号如图4所示。

由表1,表2的计算结果不难发现,杆件A13-E12,A14-E13,A15-E14,A28'-A29',A27'-E28',A26'-E27',A25'-E26'和E28'-E29'在架设过程中不能满足承载力需求。

3 加强措施

临时加强结构的设计,既要保证主体结构安全,又得兼顾实用性和经济性。考虑到大桥架设是高空作业,主体结构采用栓焊连接,结构杆件统一由梁厂预制,现场只负责拼装成型,且两主桁杆件出厂后不允许有焊接。由于杆件所受应力超出容许应力不多,尤其A28'-A29'超出容许应力不足2%,经仔细研究,确定直接对A13-E12,A14-E13,A15-E14,A27'-E28',A26'-E27',A25'-E26'和E28'-E29'杆件附加一杆件进行加强,全桥加强杆件分布如图4粗线部分所示。

临时附加杆件和主体杆件统一由工厂预制,且临时加强杆件和主体杆件共用螺栓连接副连接。其中对H形截面的斜腹杆附加一T形截面加强杆件,对口形截面的下弦杆附加一H形截面加强杆件,形成组合截面,其中A13-E12和E28'-E29'加强前后截面分别如图5,图6所示。

经加强后的杆件内力见表3,顺便指出的是,除直接得到加强的杆件外,其余杆件内力变化均较小。

从表3和表1、表2的对比结果可以看出,加强效果明显,能够满足施工要求。

4 结语

针对拟建厦门至深圳客运专线某大跨度刚性梁柔性拱桥主跨悬拼架设过程中若干局部杆件承载力不足的问题,研究设计了一套好加工、易安装且方便卸载的临时加强方案。由实际架设进展说明该方案的临时加强杆件与主体结构协同工作性能较好,解决了大桥悬拼施工的难题,为类似桥梁施工设计临时加强措施提供借鉴。

参考文献

[1]朱志虎,易伦雄,高宗余.南京大胜关长江大桥三主桁结构受力特性分析与施工控制措施研究[J].桥梁建设,2009 (3):1-5.

[2]吕国梁.三析刚性悬索析架桥施工控制研究[D].武汉:武汉理工大学土木工程与建筑学院,2009.

[3]桥梁施工用临时结构设计问题探讨[J].现代商贸工业, 2010(12):340.

桁梁架设 篇3

安庆长江大桥主桥为 (102.29+188.5+580+217.5+159.5+117.3) m非对称两塔三索面钢桁梁斜拉桥, 钢桁梁采用N形平行桁式, 3片主桁, 钢正交异性板整体桥面。主桁横向间距为2×14m, 桁高15m, 节间距14.5m。安庆长江铁路大桥主桥立面布置见图1。4#墩主塔横梁墩顶四节间为E58-62节间, 总重2342.1t, 单个节间最大重量为823吨, 单根杆件最大重量为110.7吨。

2 墩顶四节间钢桁梁架设技术

主塔墩顶四节间架设正值枯水期, 钢桁梁处于横梁顶中塔柱两肢之间, 且有尚未拆除的尺寸庞大的围堰影响, 浮吊安装受限, 无法完成正中间两个节间钢桁梁吊装。4#墩池州侧属于长江航道区域, 过往船只较多, 浮吊架设安全性未能保障, 而且浮吊抛锚距离受限, 无法完成浮吊在池州侧的正常施工作业要求。

经过综合考虑后, 墩顶四节间钢桁梁采用逐节间滑移的方案进行安装, 即浮吊先站位于墩旁的安庆侧, 在横梁外侧托架上先安装紧邻中支点远侧的E59-60节间钢桁梁, 完成后将拼装好的E59-60节间纵桥向滑移至墩中心位置, 接着吊装紧邻中支点近侧的第二个节间钢桁梁 (E60-61) , 完成后再纵移一个节间距离, 之后再接着拼装该侧相邻的第3个节间钢桁梁 (E61-E62) 。最后, 完成三个节间的拼装后, 在E61-62节间上弦杆拼装WD70架梁吊机, 通过吊机的自行移动至E59-60节间, 利用架梁吊机完成E58-59节间的架设拼装。

四节间钢桁梁安装完成后, 调整钢桁梁位置, 使其纵、横中心位置与设计位置重合, 然后落梁, 使钢桁梁中支点支承并连接在支座上, 其余支点支承在托架上, 设置锁定措施, 防止被外力作用发生移动。至此, 横梁顶四节间钢桁梁安装完成。

3 墩旁托架体系

3.1 墩旁托架结构

墩旁托架是双悬臂对称架设钢桁梁斜拉桥时的最重要和最关键的大型临时设施, 它既是墩顶四节间钢桁梁安装所需支承平台, 更重要的是要承担钢桁梁伸臂架设过程中桁梁的重量和悬臂架梁到达边墩前的风荷载作用所产生的水平荷载。墩旁托架主受力构件采用各向承载能力良好的钢管柱结构, 托架底部支承在坚固的承台顶面上, 上部与横梁顶紧焊接, 并用强大的预应力对拉锚固于横梁两侧, 以抵抗桁梁大悬臂时风荷载产生的水平力。托架主要承力钢管柱横向和竖向之间采用小直径钢管焊接做联结系, 以确保托架整体刚度和侧向稳定性。横梁两侧的托架在标高+40.85m处用25φj15.24mm钢绞线两端张拉形成整体受力体系, 张拉力为375t。

3.2 滑道梁结构

滑道梁不仅是托运钢主梁节间的主要滑道, 而且也是墩旁附近钢主梁节间向下传力的重要构件。滑道设置在托架的顶面, 对应主桥的三桁钢桁梁。滑道梁采用Q370钢板焊接组合成H型钢, 上面焊接铺设4mm不锈钢板, 均匀涂抹黄油, 并在节点位置处安装滑座, 滑座底下设置四氟乙烯板, 便于钢桁梁拖拉滑移。

3.3 纵横移结构

纵移结构主要包括滑座、牵引两部分。纵移滑座和桁架下弦临时连接, 靠近下弦杆节点布置, 在纵移滑座上滑移, 滑座底下设置四氟乙烯板, 便于钢桁梁拖拉滑移。

纵移牵引系统含反力座、纵移千斤顶和钢绞线, 将反力座固定在纵移滑道的另一端, 钢绞线的一端连接在钢桁梁, 另一端穿过反力座, 用穿心式液压千斤顶张拉钢绞线, 拖拉钢桁梁纵移滑行。

横移主要在滑座上进行, 通过在滑座上固定横移反力座, 通过横移千斤顶顶推钢桁梁下弦杆的腹板加劲板位置达到钢桁梁横移的目的, 同时在滑座的底面设置限位挡块, 卡住纵移滑道, 限制纵移滑座和纵移滑道的相对位置。

4 钢桁梁架设施工方法

墩旁托架、滑道梁、滑座均安装完成后, 用200t浮吊起吊钢桁梁杆件进行散拼, 受浮吊吊幅和塔柱影响, 墩顶四节间的拼装按照边拼装边滑移的方法进行。

墩顶四个节间安装时, 每安装一个节间, 向主跨方向拖移14.5m, 每次拖拉时, 通过挡块等措施, 将横向及纵向位置偏差调整在2mm以内, 在四个节间完成后, 再次对钢桁梁平面位置进行调节, 通过纵横移结构, 将钢桁梁平面位置误差控制在1mm以内。

钢桁梁定位过程中, 各重要位置均设置专人盯控, 钢桁梁杆件对位后, 先打设30%的冲钉定位, 其它孔位用螺栓将板面夹紧, 钢桁梁杆件对位成功后, 逐步用高强螺栓替换出冲钉。

四个节间的标高调节, 按照顶升装置安装设计院提供的监控指标, 进行有效调节。

架设步骤如下:

步骤一:A、拼装墩旁托架, 安装滑道, 滑道顶布置4mm厚不锈钢板。B、安装纵向滑移用牛腿及千斤顶。C、布置滑座, 滑座与滑道间均匀涂抹硅脂。D、钢桁梁杆件下河运至墩位, 浮吊吊装, 拼装墩顶第一个节间;钢桁梁拼装时, 下弦中心线比设计标高高109mm。

步骤二:

A、第一个节间拼装完成后, 安装钢绞线, 千斤顶拖拽钢桁梁纵移14.5m。B、第二个节间钢桁梁杆件下河、拼装。

步骤三:A、第二个节间拼装完成后, 千斤顶拖拽刚桁梁纵移14.5m。B、第三个节间钢桁梁杆件下河、拼装。

步骤四:A、第三个节间拼装完成后, 拆除纵移用千斤顶及牛腿。B、利用浮吊在E61-62节间上拼装WD70型架梁吊机, 接着架梁吊机自行前移至E59-60节间, 利用架梁吊机拼装E58-59节间钢桁梁。

拼装完成后, 利用千斤顶起顶和纵横移钢桁梁, 调整钢桁梁标高及轴线, 根据设计标高, 安装E60节点支座, 待支座灌浆完成并达到设计强度后, 进行落梁。至设计位置后, 将支座与钢桁梁之间的连接螺栓拧紧, 其余钢桁梁在相应位置处根据标高抄垫在滑道梁上。

5结束语

墩顶四节间钢桁梁架设从1月20日至3月15日顺利架设完成, 并且完成了两台架梁吊机的拼装。墩顶四节间钢桁梁架设施工技术, 有效地解决了主航道侧钢桁梁杆件散拼的技术难题, 最终有效的完成两台架梁吊机的组拼, 顺利进行主塔区钢桁梁对称悬臂拼装架设。

参考文献

[1]胡汉舟, 文武松, 秦顺全, 等.京沪高速铁路南京大胜关长江大桥技术总结[M].北京:中国铁道出版社, 2011.

[2]王吉连.天兴洲公铁两用长江大桥墩顶节间钢桁梁架设施工技术[J].中华建设科技, 2012 (1) .