青州航道桥钢结形撑制作技术.docx

《青州航道桥钢结形撑制作技术.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《青州航道桥钢结形撑制作技术.docx（11页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、青州航道桥钢结形撑制作技术摘要：青州航道桥钢结形撑设置于青州桥两上塔柱之间，为索塔横框架受力的上端联系构造，采用“中国结”造型，结构造型美观。在介绍该结形撑结构的同时，重点介绍其制作工艺流程、节段组拼及预拼装技术，达到了该结构几何尺寸精度和整体平面度的要求。关键词：钢结形撑；制作工艺；预拼装1工程概况港珠澳大桥青州航道桥为双塔钢箱梁斜拉桥（图1）,桥跨布置为（110+236458+236+110）m,中跨和次边跨布设斜拉索，边跨不设斜拉索。主梁采用流线型扁平钢箱梁。斜拉索采用扇形布置，双索面，在外侧锚固。索塔采用横向H形框架，塔柱为钢筋混凝土构件，下横梁为预应力混凝土构件，钢结形撑设置于两个塔

2、柱之间，做为上横梁剪刀撑，为“中国结”造型（图2）。钢结形撑总高50.15m,总宽28.09m,总质量1603to图1青州航道桥全貌图2钢结形撑2关键项点及工艺难点1）钢结形撑节段采用带有矩形内凹倒角的箱型横断面（图3）,高度（顺桥向尺寸）为4m,宽度渐变为2.6012.085mo钢结形撑由上至下分为T1、JKJ2A、J2B、J2C、J2D、J3、T2共8种节段。根据车间制造及现场安装要求，TRT2每种节段细分为2个小节段，J2A分为3个小节段，J2C分为3个小节段，全桥共18种节段类型，共计40个节段，且节段多为变截面直线段和圆弧段，节段间采用栓接或焊接连接。如何采取工艺措施有效控制节段环口

3、尺寸精度，是确保节段间顺利连接保证结形撑总体线形的关键。21-腹板；2-面板；3-次面板；4-次腹板；5-横模隔板图3钢结形撑横断面2）钢结形撑节段由面板、次面板、腹板、次腹板、横隔板等组成，面板及腹板母板采用40mm厚钢板，其上加劲肋采用24mm钢板。由于板材较厚，焊接坡口深、熔透焊缝多，焊接变形和残余应力较大，矫正困难。因此，在几何尺寸上提出了很高的精度要求，如何有效地控制和减小变形将决定杆件几何尺寸精度。3）由于钢结形撑的外形设计要求，导致部分板件为异形，节段组拼时需要严格控制节段端面间的夹角和节段轴心线的形状及位置。4）预拼装工艺是制作精度与桥位架设精度的联系纽带，如何通过预拼装控制杆

4、件公差是必不可少的重点工艺。3制作方案概述根据钢结形撑总体结构特点，钢结形撑采用先孔法单节段组拼后再进行预拼装，以保证钢结形撑总体线形准确。板单元在整体组装前钻制高强螺栓孔，拼接板螺栓孔在节段预拼装时匹配钻制。节段有高强螺栓孔端设为基准头，J2A2和JI、J3设有二次切头。二次切头端根据配切地点分为厂内配切及工地配切。其中JI、J3节段设置工地二次切头，预留二次切头量IOOmm；J2A2两头均为焊接端，两头均设置厂内配切量各50mmo各节段基准端及二次切头端设置如图4所示。对于图4未标示二次切头端的节段，板单元下料时也预留二次切头量，板单元修整合格后进行二次切头。图4钢结形撑二次切头预留示意钢

5、结形撑节段制作按步骤分为板单元制作及节段制作，具体工艺流程：零部件加工一板单元制作一节段组拼一预拼装。4主要板单元制作4.1 面板单元面板均为平面内异形板单元（图5）,制造工艺流程如下：预处理一下料一矫正一加工坡口一纵肋卡样制孔一纵肋赶圆弧f组装加劲肋f焊接、修整一板单元卡样钻孔一划横基线一打号、标记。横基线；2-纵基线图5面板单元钢板在预处理前用赶板机赶平，严格控制平面度；采用数控精切下料，长度、宽度方向预留焊接收缩量及二次切头量；用机床同时划出肋板与面板边线；调直机调直，确保直线度；确保圆弧匀顺。根据机床划线，在平台上组装肋板，保证肋板的相对位置及直（曲）线度；检测机床所划的横纵基线，并进

6、行适当调整，两端各打3个样冲眼，以备节段组装定位用。4.2 内外腹板单元部分内外腹板单元为曲面板单元（图6）,制作工艺流程如下：预处理一下料一矫正一加工坡口一纵肋卡样制孔一纵肋赶圆弧一组装加劲肋一焊接、修整一板单元卡样钻孔一划横基线一打号、标记。1-横基线图6内、外腹板单元钢板在预处理前用赶板机赶平，严格控制平面度；采用数控精切下料，长度、宽度方向预留焊接收缩量及二次切头量；直肋板用调直机调直，用弧形肋板修形；在曲面组装胎上精确划线组装纵肋，保证纵肋的相对位置；板单元卡实物样板钻孔。4.3 横隔板单元横隔板单元是钢结形撑节段组装的内胎，其尺寸精度直接影响节段组装精度，制作工艺流程如下：预处理一

7、下料一矫正一组焊加劲肋一矫正一加工边缘及坡口。钢板在预处理前用赶板机赶平，严格控制平面度；主板采用数控精切下料；加劲肋用调直机调直，再赶平；加劲板对称施焊，严格控制焊接变形；用刨边机刨组焊后主板周边，确保板边直线度、相邻边垂直度及外形尺寸。5节段组拼及二次切头钢结形撑节段分为标准段及预埋段两种主要类型。节段高度均为4m,宽度渐变为2.6012.344mo节段组拼在平台上进行，组装时以横隔板为内胎，各板单元按照横、纵基线就位，重点控制节段端口尺寸，使用工装加固端口防止出现过大焊接变形。为确保节段间连接，节段腹板与面板间的连接角焊缝在节段焊接时两头各甩焊300mm,节段工地总体预拼装检查合格后再行

8、焊接。为减少节段组拼时焊接量，腹板与次面板、面板与次腹板首先焊接成槽形块体，修整合格后参与整体组装。5.1 标准节段板单元组拼标准节段板单元组装顺序（图7）如下:1）下面板块体定位。面板肋板朝上置于平台上，使用工艺板固定防止面板移动。划横隔板组装线。2）横隔板组装。根据面板上横隔板组装定位线组装横隔板，确保横隔板垂直度。a-下面板块体定位；b-横隔板组装；C-腹板块体组装；d-上面板块体组装横基线；2-纵基线；3-面板中心线；4-二切线；5-腹板中心线图7标准节段组装3）腹板块体组装。组装两侧腹板块体，通过横基线控制腹板纵向位置，横向使腹板与横隔板密贴。重点测量箱体两端口宽度，确保尺寸合格。4

9、）上面板块体组焊。组装上面板块体，通过横、纵基线控制面板纵横向位置，确保相对位置准确，测量箱口各方向尺寸。节段整体组焊时需注意箱口两端300mm范围不允许点焊和焊接。钢结形撑节段整体预拼装时，通过实测尺寸对需要二切的节段划线并二次切头。首先在内外腹板上划中心线，通过中心线将节段调平。面板上划结形撑平面中心线，根据节段长度及角度在面板上划水平二次切头线。腹板二次切头线通过水平二切线转移获得。划线检查合格后进行二次切头及对接坡口。5.2 钢结形撑中国结造型节段组焊钢结形撑中国结造型部分的3个节段，一边匹配组装一边焊接成一个X形大块体。板单元组装顺序（图8）如下：a-面板单元对接；b-横隔板组装；c

10、-中间腹板组装；d-两侧腹板组装；上面板组装横基线；2-纵基线图8中国结造型节段组装D将3块面板单元在平台上对接焊接并焊接肋板嵌补，置于平台，使用工艺板固定。对接时应保证X形中心线间距及角度。2）安装内部连接板及横隔板并精确定位，确保横隔板垂直度。3）依次安装中间及两侧腹板块体。使用横基线准确控制面板与腹板相对位置。箱口角点处使用工艺板控制箱口尺寸。4）安装上面板块体。注意横基线对齐，同时使上下面板中心线在同一铅垂面上。节段整体组焊时需注意箱口两端300mm范围不允许定位焊和焊接。5.3 T1T2节段组焊每个T1、T2节段分成两个箱体，桥位进行对接。节段组焊时采用匹配组装的方法，立位组焊，整体

11、组装时应保证对接板间的对接间隙为02mmo两箱体间的对接部位采用多道工艺板固定，全部组焊完成后分开箱体，并在箱口处加临时支撑以防止箱口变形。因箱体长度较短，对接端不留二次切头量。板单元组拼顺序如图9所示。ba-预埋件N16；b-预埋箱体；C-预埋件N17；d-标准箱体上预埋件N17图9T1、T2节段组焊D预埋板N16定位。N16肋板朝上置于平台，工艺板固定。在N16上划箱体中心线及板单元组装边线。此时注意N16间的间隙为Oo2）预埋箱体组焊。按线组装预埋箱体。使用工艺板控制预埋箱体壁板角度及箱口各部分尺寸。3）预埋板N17组焊。在预埋板N17上下两侧划箱体组装线及中心线，组装时按线找正预埋板。

12、注意NI6、N17中心线上下对齐。4）标准箱体组焊。按线组装标准箱体。使用工艺板控制箱体壁板倾斜度及箱口各部分尺寸。注意整个预埋节段分成两个吊装节段，中间工地对接间隙为02mmo箱体端口300mm范围内不允许进行定位焊和焊接。6预拼装钢结形撑节段预拼装的目的是检查钢结形撑的线形、两相邻节段间的对接间隙、螺栓孔的位置、轴线偏位等情况，安装临时连接件并根据实际情况配制拼接板。预拼装工艺是必不可少的一道重点工艺，是制作精度和桥位架设精度的联系纽带，应采取如下措施：D拼装在专用胎架上进行，胎架应有足够的刚度，合理布设支撑点。胎架下方要留一定的施工空间，便于施工作业。预拼胎架上设有调整装置，以满足横向移

13、动和在轴向、纵向移动的要求。2）在钢结形撑预拼胎位上按预拼装图进行工厂预拼装，预拼装采用水平拼装法。3）节段预拼需要严格控制节段端面间的夹角与节段轴心线的形状及位置，预拼装应在全站仪的控制下完成，重点控制钢结形撑整体线形及对接间隙等项点，预拼装主要项点检测结果见表1。表1结形撑预拼装主要项点检测结果mm项次检查项目允许偏差实测值1节段长度+3+22箱口宽度2+1.53箱口高度2+14箱口对角线差315箱体平面度+3+16箱体扭曲度327预拼装接口错边量218预拼装整体对角线差639预拼装总宽+3+1IO预拼装总长3+211预拼装直线度5+3项次检查项目允许偏差实测值1节段长度3+22箱口宽度2

14、+1.53箱口高度2+14箱口对角线差W315箱体平面度3+16箱体扭曲度327预拼装接口错边量218预拼装整体对角线差639预拼装总宽3+110预拼装总长3+211预拼装直线度5+34）预拼装线形检查合格后栓接肋板拼接板。安装临时连接件及临时支撑，并配钻面板及腹板拼接板高强螺栓孔。拼接板做好相应标记，工地安装时按照匹配位置安装。同时划工地安装及桥位安装检查线，做明显标示。7结语青州航道桥钢结形撑采用多项新技术、新工艺，保证了产品质量，经检测结形撑的线形、断面尺寸精度和整体平面度、关键几何尺寸精度、焊缝外观及内在质量均满足规范要求。青州航道桥钢结形撑的制作技术对以后此类钢结构的生产具有重要的参考价值。参考文献：1TB10212-2009铁路钢桥制造规范S.2陈祝年,焊接工程师手册M.北京：机械工业出版社，2012.3胡广瑞.大型公路钢箱梁整体拼装制造线形和尺寸的控制J.钢结构,2006,21(5):74-754JTG/F50-2011公路桥涵施工技术规范S.