神舟大橋钢素塔制作及安装工艺.docVIP

神州大桥钢索塔制作及安装工艺 曹晓民 （陕西重型机械制造有限公司 西安710032） 摘要：神州大桥钢索塔是神州大桥的关键部件，结构复杂，制造难度大，通过采取各种工艺措施，精心设计胎具、架设支架，使钢索塔制造安装一次成功完成。 关键词：钢索塔；制作；安装；工艺 工程概述 神州大桥位于天山-阴山东西向复杂构造带的中段，及阿拉善弧形构造的内侧，属于继承性断陷复合盆地。桥梁起点桩号K1+715,终点桩号K1+863，全长148米，主桥为80米跨单塔双索面无背索斜拉桥，引桥为2×30米连续箱梁，全桥结构连续。主塔采用钢箱结构，内部灌微膨胀混凝土，主梁为预应力混凝土连续箱梁，斜拉索采用高强度平行钢丝索。 箱梁采用支架现浇的施工方法，横断面为等截面单箱三室，顶板宽18米，底板宽13.8米，梁中心高1.8米，翼缘板悬臂长2.1米，边腹板厚90㎝，中腹板厚40㎝，顶底板均厚22㎝，在腹板与顶、底板交汇处均设倒角，与顶板交汇处倒角60×30㎝，与底板交汇处倒角30×20㎝。箱内横梁按照功能不同分为厚35㎝的拉索横梁、厚250㎝的引桥墩横梁、厚250㎝的引桥顶横梁、厚300㎝的塔根大横梁及100㎝和144㎝的桥台端横梁。 主引桥箱梁横断面相同，纵向为全桥结构连续，连续箱梁在腹板上设置纵向预应力束，预应力束通长布置，采用连续器接长。在拉索横梁下缘区域设置横梁预应力束。见图一。 钢索塔结构简介 钢索塔横桥向竖立面为半椭圆弧门形塔，塔纵桥向背向黑河倾斜，与水平线倾斜58度夹角。钢索塔垂直高度42米，顺着塔方向高49.526米。顺桥向宽度为等宽4.0米，下部与承台面成锐角，侧设半径5.6米的圆弧倒角；横桥向为变截面，在承台顶面处宽度为3.0米，塔顶宽度为1.8米。 为了保证钢索塔与承台连接的可靠性，塔柱底部与承台顶预埋钢板熔透焊接，承台的主钢筋伸入塔柱，钢索塔内表面焊有剪力钉。 钢索塔的一个塔柱分四个节段，第一节段长13.041米，第二、三节段长15.0米，第四节段长7.734米，其中第一节段在直线上，其余三个节段在椭圆曲线上。第三、第四节段上分别有5个和2个斜拉索锚箱，即每个塔柱有7个锚箱。 节段的横截面尺寸为4×3---4×1.8米，断面上除四周带有加劲肋的壁板外，在第四和第三节段塔箱内还设有两道腹板，即第一和第二节段为单箱单室结构，第三和第四节段为单箱三室结构。壁板的厚度分两种，面向黑河的壁板25㎜，第三第四节段面向桥岸壁板为25㎜，其余壁板厚度都为16㎜.壁板和腹板上加劲肋的规格统一为12×180㎜。 节段上设置横隔板或横肋板，间距1.5米。横隔板和横肋板厚12㎜，其加劲肋厚10㎜。 钢索塔的材料采用Q345qC（GB/T714-2000）,总重量近410吨。钢索塔是整个桥梁的关键部件结构复杂，质量要求高，是整桥制造的关键。钢索塔详图如图二。 3、 钢索塔制造的难点： 按照钢索塔的结构特点及其制作的尺寸要求，在制作过程中需控制以下几个关键点。 3.1几何尺寸精度的控制 由于构件相互连接处尺寸公差要求高，特别是分段之间尺寸公差的控制尤其困难。而且各分段板厚较大，构件尺寸长、大，焊接质量要求高，焊接变形大，构件精度不易控制。采取如下控制措施： 3.1.1、认真分析分段构件的变形规律，通过焊接变形试验确定焊接变形量的大小，以确定采取反变形措施； 3.1.2、采取理论计算与模拟试验相结合的方法确定各焊缝预留的焊接收缩量，并在生产过程中跟踪测量，及时修正，板单元预留焊接收缩补偿量如表1. 侧板、壁板厚度/㎜ 横向收缩/ 焊接收缩量‰ 25，16，12 1.5~2.5 1.0---1.5 3.1.3、对零件下料、坡口加工、分段构件整体组装等生产过程严格把关，并采取合理的焊接方法、优化焊接顺序并在专用平台上焊接等措施，控制焊接变形。 3.2焊接质量控制 钢索塔的壁板接料焊缝、整体组装四角焊缝等处极易产生裂纹，对其焊接质量的控制是焊接工艺的关键。采取以下措施： 3.2.1、根据不同接头形式，分别进行焊接工艺试验，确定焊接方法、焊接设备、焊接材料、焊接工艺参数、焊接顺序、坡口形式等。四条主焊缝必须同向焊接；内部加劲肋焊缝必须对称焊接；由于箱体截面尺寸较大容易变形，在箱体内部焊接前，加工艺支撑；检测箱体宽度、高度、对角线差、扭曲、水平立向弯曲等应符合工艺要求； 3.2.2、按照焊接试验结果编制合理的焊接工艺，设计保证焊接质量和便于控制焊接变形的工艺装备，确保焊接工艺的有效实现和焊接变形的有效控制； 3.2.3、编制关键焊缝的质量控制计划。从原材料的复验、下料、拼装、焊接、探伤等生产过程严格把关。 典型零件的制造流程 4.1横隔板的制造 横隔板是钢索塔的关键零部件，是保证钢索塔截面尺寸的重要部件，采用精密切割下料， 保证长度