鄂东大桥钢箱梁梁段制造及预拼装技术研究.pdf

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科技信息2009年第33期SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION鄂东大桥钢箱梁梁段制造及预拼装技术研究付常谊（中铁山桥集团有限公司河北秦皇岛066200）【摘要】本文基于鄂东大桥钢箱梁梁段预拼装及预制阶段几何形态数据采集的需要，对梁段拼装及线型的控制技术进行了探讨与研究。

【关键词】鄂东大桥；钢箱梁；梁段制造；预拼装TechnologyResearchforSteelBoxGirderFabricationandPreassemblyofEDongYangtzeRiverBridgeFUChang-yi（ChinaRailwayShanhaiguanBridgeGroupCo.,Ltd,QinhuangdaoHebei,066200）【Abstract】Onthebasisofgeometrydimensioncollectionduringsteelboxgirderpreassemblyandprefabrication,thecontroltechnologyoflinetypeandsegmentpreassemblytechnologyarediscussedandresearchedinthisthesis.【Keywords】EDongYangtzeRiverBridge；Steelboxgrider；Segmentfabrication；Preassembly1.工程简介湖北鄂东长江公路大桥位于长江湖北省黄石大桥上游，是沪蓉高速公路湖北省东段和国家高速公路网大庆至广州高速公路湖北段的共用过江通道，全长为1476m。

主桥采用桥跨布置为367.5+72.5+926+72.5+367.5的九跨连续半漂浮双塔混合梁斜拉桥，为世界上跨度第三大斜拉桥。

该桥中跨处于R=27000m的圆弧竖曲线上，桥面纵坡为2%。

边跨为混凝土箱梁，中跨为钢箱梁，钢混接合面设在中跨距索塔中心线12.5m处，钢箱梁全长901m。

钢箱梁采用分离式双箱断面，梁中心线处内轮廓高3.8m，全宽38.0m（含风嘴），桥面设2%双向横坡。

全桥钢箱梁分为8种类型63个梁段。

2.梁段制造方案本桥钢箱梁设计结构特点：

钢箱梁梁段由顶板、底板（包括斜底板）、中纵腹板、横隔板、横梁、锚箱及边纵腹板、风嘴等组成，见图1。

锚箱安装在边纵腹板外侧，并与其焊成一体。

锚点处横隔板采用整体式，由上、下两块板组成，上板先与顶板单元组焊，梁段组装时上、下板横位对接熔透焊；其它部位为普通横隔板，采用搭接形式。

标准梁段内设1道整体式横隔板和4道搭接式横隔板，间距为3.0m；横桥向设置两道中纵腹板。

梁段间工地连接除顶板U形肋采用高强度螺栓连接外，其它部分均为焊接。

图1鄂东长江公路大桥主桥钢箱梁标准梁段图2.1板单元划分钢箱梁制造分两个阶段，即板单元制造和梁段制造，板单元作为梁段构成的基本构件制造完成后，进行梁段的制造。

在满足设计要求、保证大桥制造质量的的前提下，综合考虑供料、运输及批量生产等因素，对梁段进行了板单元划分，见图2。

图2梁段板单元划分2.2梁段胎架制作作为梁段组装的外胎，胎架在梁段制造当中起到决定性的作用。

胎架是控制梁段几何尺寸和全桥线形基础，制作科学合理的总拼装胎架是梁段制造的前提和保证，其设计满足下列要求：

2.2.1胎架纵向各点标高按设计给定的线形设计；横向考虑焊接变形和重力的影响，设置适当的上拱度。

2.2.2胎架基础必须有足够的承载力，确保在使用过程中不发生沉降。

胎架要有足够的刚度，避免在使用过程中变形。

2.2.3在胎架上设置纵、横基线和基准点，以控制梁段的位置及高度，确保各部尺寸和立面线形。

胎架外设置独立的基线、基点，以便随时对胎架进行检测。

2.2.4胎架应满足运梁平车进出方便和安全的要求。

梁段总拼装胎架，设计方案见图3。

图3总拼装胎架2.3梁段制造梁段组装采用“正装法”，以胎架为外胎，以横隔板、横梁为内胎，各板单元按纵、横基线就位，辅以加固设施以确保精度和安全。

为使梁段对接时易于调准各板件的相互位置，将边纵腹板、中纵腹板、纵肋等端部焊缝留200mm长暂不焊接，待桥上安装后与环缝一起施焊。

梁段组装按照底板斜底板中间横梁中纵腹板横隔板（角点加劲、吊机支点）中间顶板边纵腹板边顶板风嘴，实现立体阶梯形推进方式逐段组装与焊接。

梁段间顶板U形肋和板式加劲肋用工艺拼接板和冲钉连接定位，保证桥上连接时的栓孔重合率。

重点控制桥梁的线形、钢箱梁几何形状和尺寸精度、相邻接口的精确匹配等。

2.3.1标准梁段制造1）组装定位底板单元先将两边箱中第一块底板单元置于胎架上，使其横、纵基线在无日照影响的条件下与胎架上的基线精确对正，将其固定，定位时两纵基线之间要精确预留焊接收缩量。

然后依次组焊两侧底板单元。

建筑与工程1079科技信息2009年第33期SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2）组焊横梁、中腹板单元以底板的横基线和胎架的纵基线为基准，由近塔向远塔依次组装横梁单元。

组装定位时，要精确核对基准线确定横梁的位置，并用经纬仪检查横梁直线度，合格后焊接横梁下盖板与平底板的对接焊缝，采用背面陶制衬垫，单面焊双面成型焊接方法。

然后组焊中纵腹板单元，组装时以纵基线定位，并使其与横梁腹板严格密贴，施焊时先焊接中纵腹板与底板的熔透角焊缝，之后再焊接其与横梁腹板焊缝，要严格控制两边同时施焊，并且焊接方向一致，以减少焊接热变形对梁段几何尺寸的影响。

3）组焊横隔板及中间顶板单元以底板的横、纵基线为基准，组装横隔板单元和底板接板，并焊接其与平底板和中纵腹板的焊缝，横隔板与斜底板焊缝暂不焊接，待顶板封仓前再焊接。

组装定位时，以基准线确定横隔板的位置，并用经纬仪检查各横隔板的端部角度和直线度，合格后进行定位焊接。

组装中间两顶板板块，施焊纵向对接焊缝。

组装顶板时应注意：

保证横梁腹板和预先焊在顶板上的上接板的对正精度；并用水准仪监控顶板高程。

顶板接板与横梁腹板的水平劲板为熔透角焊缝焊接，采用背面清根的焊接方法。

4）组装边纵腹板单元及其它顶板板块定位边纵腹板单元时横向以横隔板两端定位，纵向以胎架基线定位组装边纵腹板，用经纬仪检测，确保两侧锚箱的相对位置和角度正确，确认无误后点焊固定，施焊腹板与斜底板的焊缝。

从中间向两边依次组焊其它顶板板块，施焊各顶板间纵向对接焊缝、顶板接板与横梁或横隔板角接焊缝，施焊时要左右对称进行。

当剩余一块边顶板时进行横隔板与斜底板以及横隔板与边纵腹板的焊缝焊接，完成箱内焊缝后组装边顶板，进行顶板与边纵腹板纵向焊缝焊接。

5）组焊风嘴单元风嘴吊装时用指定的吊耳孔吊装，以保证风嘴吊装时平稳顺利。

风嘴顶板上的斜拉索导管孔待风嘴组焊完成后，划线确定孔中心位置，按计算机所放的1:

1实样切割。

斜拉索导管插入锚箱后，组装导管孔处的加劲构造，但只可点焊，不能完成最终焊接，待桥上斜拉索安装后，对导管角度进行微调，使其与斜拉索同心后再焊接。

3.预拼装钢箱梁在拼装场进行预拼装，若发现梁段尺寸有误或预拱度不符时，进行尺寸修正和调整匹配尺寸，从而避免在吊装架设中高空调整，减少高空作业难度和加快吊装速度，缩短封航时间。

3.1预拼装过程多梁段匹配组焊完毕后，按制造长度（预留焊接间隙和焊接收缩量）配切梁段的一端。

在不受日照影响的条件下，精确调整和测量线形（拱度）、长度、端口尺寸、直线度等，检验合格后组焊工地临时匹配件，经监理工程师签认后，除最后一个梁段外其余梁段出胎，最后一个梁段前移与后续梁段进行预拼装。

3.2预拼装检查每轮梁段整体组焊完成后直接在胎架上进行预拼装检查，重点检查：

桥梁纵向线形；梁段纵向累加长度；扭曲；节段间端口匹配情况等。

根据工艺要求，梁段预拼装检查前应解除胎架对梁体的约束，使梁段处于自由状态。

3.2.1桥梁总体线形尺寸检查a线形检查：

桥梁线形检查以纵向中心线处和箱梁两侧的理论标高为基准，检测各梁段两端横隔板处的实际标高值。

在检查线形的同时检查预拼梁段中心线的旁弯。

b梁段扭曲检查：

是通过检查各梁段两端横隔板处的左右标高值，判断各梁段的水平状态及扭曲情况。

c梁长及拉索锚固点位置检查：

将钢箱梁锚箱隔板处中心线返至顶板上作为检查线，检查各梁段的累加长度，确定后续梁段的补偿量。

3.2.2预拼装检查测量要求a对于各梁段的标高、长度等重要尺寸的测量，应避免日照影响，并记录环境温度。

b测量用的钢带或标准尺在使用前应与被检测工件同条件存放，使二者温度一致，并定期送计量检测部门检定。

c预拼装时利用胎架区域的测量坐标系统进行现场检测。

4.结论本桥采用的是梁段制造和预拼装同时进行的制造方案，在梁段制造的同时，实现桥梁的设计线形。

通过对梁段控制点的精确测量，桥梁的几何形态数据及线型满足设计规范。

【参考文献】1TB10212-98,铁路钢桥制造规范.2JTJ041-2000,公路桥涵施工技术规范.3南京长江第三大桥主桥技术总结.作者简介：

付常谊，男，工程师，2000年毕业于同济大学机电学院，工程硕士学位。

责任编辑：

翟成梁科建筑与工程1080