闵浦二桥双层钢桁梁安装_桥梁论文发表

分类：交通运输论文发表 时间：2011-08-17 09:16 关注：(1)

闵浦二桥双层钢桁梁安装
卢秀文
摘要：本文主要阐述了上海闵浦二桥上部结构双层钢桁梁安装的施工技术。
关键词：双层钢桁梁，主梁运输，吊装施工，焊接拼装
一、主桥钢桁梁概况
主梁为钢板桁组合梁形式，断面为矩形。主桥桁梁从闵行侧到奉贤侧划分为7个区段：锚跨整体段、锚跨合拢段、锚跨悬拼段、0号节段、主跨悬拼段、主跨合拢段、主跨整体段。主跨及锚跨（索塔与辅助墩之间）为三角形桁架，锚跨尾段（辅助墩与过渡墩之间）为N型桁架。桁高9.6m（上下弦杆中心间距），标准节间长14.7m，锚跨尾段节间长7.35m。
桁架杆件均为箱型截面。上、下弦杆截面尺寸：1200mm（高）×1000mm（宽）；腹杆截面尺寸：750mm（高）×1000mm（宽）。桁架采用全焊接整体式节点板。上、下层桥面均为钢正交异性板与纵、横梁组合形式。上层桥面面板厚14mm，U型纵劲肋（板厚8mm），肋高300mm，间距700mm。下层桥面面板厚度12mm，一字形纵劲肋，间距480mm。并分别设置纵、横梁。

 

二、主梁总体安装方案
主桥钢板桁组合梁在九江工厂制造，根据安装方案在工厂焊接成标准节段和大节段及合拢段（共27段），并根据吊装要求设置吊点和临时连接杆件，配3600t、2000t和1000t船各2艘完成全部主梁运输。
主梁0号节段分为两个大节段（0A和0B）在0号段托架上拼装，0A和0B大节段梁由1200t浮吊（镇海工818）起吊安装。
锚跨侧B1～B5和主跨侧Z1～Z13标准节段由BL250型（250t）步履式吊机起吊安装。
锚跨侧B6节段和主跨侧Z14节段的下层桥面及下层弦杆改为合拢段，通过在已安装梁上设置起吊设施起吊安装。
锚跨侧支段安装分为4个大节段（MK1、MK2、MK3、MK4）、主跨支架段分为1个节段（ZK）由1200t浮吊起吊安装。
三、钢桁梁运输
1、运输方案分析
钢桁梁整体节段运输在钢桁梁制造中是一个重要的环节，如运输不当，对钢桁梁整体节段造成变形，会对大桥建设工期、质量以及船舶的安全带来隐患。
钢桁梁制造厂在闵浦二桥钢桁梁整体节段运输上具有地域的优势、码头下水和船舶航行的优势。
（1）钢桁梁制造厂地处长江中游的九江市、九江长江大桥下游3公里，交通运输十分便利。
（2）钢桁梁制造厂厂区拥有1.5公里沿江岸线、5000吨级—起重800t的重型码头、作为钢梁下河装船所用。
（3）钢桁梁制造厂地处上海上游，满载运输时为顺流航行，具有良好的安全稳定方便快速的运输优势。
2、运输流程图

 

 

 

 

3、运输船选择
运输船舶要根据各梁段的交货时间、水上运输船舶特性、梁段吊装周期和航程等多种因素来选择。
运输船舶的特点：船舶货物体积大，重心高；钢桁梁整体节段船舶运输，梁段与船舶之间连接固定困难。
因此，整体节段运输最重要的是如何解决体积大、装载后船舶重心偏高和梁段刚性固定等技术难题，确保航行安全和运输周期。
综合考虑船速、长江和上海海域流速、水文状况、钢桁梁整体节段的重量和数量、架梁工期、自然条件等因素，并按“安全、适航、适载”的原则选择船舶吨位。运输船只的选择要求在船运安排、批次、钢构件载运量等方面完全能满足运输需要。
根据船舶的定位要求，选择自航船舶用自身动力定位。经从市场上咨询和洽谈，以下船舶符合要求：

 

5、运输工期
采用6艘驳船同时运输钢梁，每船装1个节段，供应2个作业点的架设工作。考虑不利因素的影响，实际大约每10天可运输一个节段，6艘船每个月即运输18个节段。
四、桥面吊装
1、桥面吊机
桥面吊机采用步履式架梁起重机。该吊机是为大桥标准节段梁的吊装施工专门设计的，采用了双臂杆通过串联变幅钢丝绳和电气控制技术实现同步变幅技术，构思新颖、结构合理。通过实桥应用表明：具有安全可靠、操作灵活、移动方便、对位准确、起升平稳等特点。
为闵浦二桥设计的250t步履式吊机：桥面钢梁节段桁宽19.4m 、桁高9.6m、节段长14.7m，吊重为250t。
吊机采用两吊点抬吊施工的工法，具有受力明确的优点。梁段整体拼装采用船舶运输到桥位，由吊机将钢梁节段安全准确的提升至桥面并依靠吊点纵、横移机构及微调机构的配合进行对位和拼接。
2、钢桁梁吊装
钢主梁施工采用250t步履式架梁吊机完成钢桁梁标准节段吊装施工。
250t步履式架梁吊机设有步履走行装置，可在桥面自行前进或后退。整体梁段采用船舶运输到桥位处，由250t架梁吊机将钢主梁节段安全准确的提升至桥面并依靠吊点纵、横移机构及微调机构的配合进行对位和拼接。吊机采用4吊点抬吊施工的方法。该架梁吊机采用两边桁起吊，提升到位后用左桁吊点进行微调，并可以纵横向微调，由4吊点变成3点静定起吊，钢梁受力均匀，对位准确。
钢主梁起吊、调整并临时定位、保证线型都是吊装工作的重点。
五、钢桁梁节段现场焊接拼装
整体节段桥上焊接是非常重要的一项工程，节段与节段之间的拼装和焊接决定了桥梁成桥的线型和桥梁本身的承载能力。本桥整体节段是板桁结合全焊接的形式，有别于其它桥梁。
1、节段拼装
本桥钢桁梁共划分为34个节段，34个节段均为超宽、超高、超重节段。
钢桁梁节段制造与预拼装并行完成。34个节段在两组预拼装胎架上同时拼装，先进行平面拼装再进行立体拼装。先制造0#节段，然后分别向主跨两边对称匹配制造。全桥共分八个轮次制造，节段出胎后进行补涂装工序。在节段组拼中，按照先下面再上面组拼的顺序，逐段进行组装与焊接。组装时，以胎架支墩上的中心线为基准，重点控制桥梁的拱度、直线等节段几何尺寸精度、相邻接口的匹配。
预拼装时节段与节段之间、杆件与杆件之间采取临时连接件打定位销定位，以保证各断面和对接杆件的尺寸精度。
2、变形控制
梁段环缝焊接量大，工地焊缝质量的控制和焊缝收缩量的确定是最后保证成桥的关键。
（1）焊接前接进行焊接工艺评定，评定试验用的母材应与产品一致，采用与实际结构相同的线材及焊材。
（2）制定焊接程序和变形控制方案，现场拼装焊接时，焊接工艺和程序应使变形和收缩尽量小，并减少结构拘束应力。
（3）要特别注意钢桁梁施焊后产生的变形，为每一种构件的加工创立一个焊接程序，将程序同接头焊接工艺和整个制造方法结合起来，以加工出符合规定质量要求的构件。
（4）在对收缩有较大拘束条件下进行焊接时，焊缝应连续焊完。
（5）焊接完毕采取相应的措施，例如后热、焊后保温、锤击等，以减小应力集中，防止裂纹及焊接变形的产生。
（6）厚板的焊接质量是焊接控制的主要控制点。由于厚板坡口深、焊接量大，容易产生焊接变形，因此在焊接时着重需要控制焊接变形。
3、节段焊接
钢桁梁断面大，焊接接头形式种类多，焊接位置具有全位置的特点，不仅要保证焊缝质量，而且要保证钢桁梁产生的变形最小，因此，钢桁梁焊接需采用特殊的焊接工艺和质量保证措施。
整孔吊装节段按照架梁顺序在桥位吊装到位，两孔钢桁梁之间在一合适温度时段，通过临时连接件用冲钉定位，再用螺栓紧固。根据设计要求，对拱度、旁弯、接口等进行调整，最后进行焊接。
为保证钢桁梁安装过程的累积误差在允许范围之内，保证全桥顺利合拢，最后一孔梁段两侧各留有150mm加工余量，在安装最后一孔梁段前，测量此梁段所在位置实际长度，对梁段二次下料后，再吊运到位进行安装。
（1）顶板与顶板、底板与底板间焊缝的焊接
全部采用单面焊双面成形工艺进行焊接，即底层焊缝用CO2气体保护半自动焊焊接，配ER50-6φ1.2mm焊丝，其余焊缝采用埋弧自动焊焊接，配H10Mn2Eφ4.0mm焊丝。
在底板与底板、顶板与顶板间焊缝焊接时，焊缝端部难以加装足够长度的引板，焊缝端部容易产生缺陷，当产生缺陷时焊缝检测难以发现，因此该部位的焊接采取下列工艺措施：相邻梁段总拼时，前梁段焊缝焊接时端部预留400mm不焊接，后梁段处在同一位置的焊缝焊接时一并焊接，并且梁段过渡时不停弧；总拼时梁段的同部位焊缝之间加装过桥引板，焊缝焊接完成后立即断开，防止由于温度等其它原因导致该部位焊缝损伤。
（2）弦杆、斜杆和腹杆之间的焊接
弦杆、斜杆和斜撑杆件与杆件之间在节段总拼胎架中预拼时装上精密对位器，在节段焊接前先用定位销固定各自的安装位置检验合格后再焊接。弦杆、斜杆和斜撑杆件与杆件之间均需对接全焊透。不同板厚间的对接，应在板厚一侧做成1：8坡度，同时还应对焊接表面受力方向进行机械加工，使之均顺过渡，其中，弦杆顶板上表面平齐，底板下表面平齐；腹板内侧平齐。
（3）嵌补段连接
U形加劲肋和纵梁加劲肋总体焊接顺序为从中间往两侧进行，上下顶板、底板处同时进行，单个U形加劲肋嵌补焊接顺序先焊对接焊，然后焊部分熔透对接焊。
六、结束语
闵浦二桥上部结构双层钢桁梁的施工，攻克了主桥钢桁梁整节段工厂预制、匹配技术及焊接工艺等关键技术，使全焊接钢桁梁预制节段的对接精度及现场焊接质量得到了控制。施工的顺利完成为我国同类桥梁施工积累了宝贵的经验，也为上海的经济发展做出了贡献。

参考文献：
《中国钢桥》 潘际炎