重慶菜园坝长江大桥钢桁梁整体节段施工技术.docVIP

重庆菜园坝长江大桥 钢桁梁整体节段施工技术 李德坤 李兴华 涂满明 魏善平 (中铁大桥局集团菜园坝大桥有限公司 重庆 400020) 摘 要 介绍了重庆菜园坝长江大桥正交异性桥面板整体节点钢桁梁设计、施工的新理念，并对钢桁梁整体施工关键技术进行了研究，总结了钢桁梁工厂组拼、整体节段运输、吊装、现场对接拼装等工艺措施及要点。 关键词 钢桁梁 施工 技术 1 工程概况 重庆菜园坝长江大桥为特大公轨两用无推力钢箱系杆拱桥，主桥采用刚构与提篮式钢箱系杆拱、钢桁梁的组合结构。系杆拱主跨420m，桥跨布置为88+102+420+102+88m，主桥全长800m。主梁为正交异性桥面板钢桁梁，钢桁梁上弦平面为公路桥面，设六线汽车行车道及双侧人行道，下弦平面的横梁上布置双线城市轻轨，构成双层特大公轨两用桥，其规模为世界同类桥梁之首。桥型设计新颖、美观。 图1 主桥总体布置图 钢桁梁采用桁架和正交异性桥面板组合体系，标准节段长16米，宽39.8m，高11.2米，重230吨，节段最大重量为360吨（拆分后最大吊装重量280吨）。桥面为正交异性板，采用工厂分单元制造，然后预拼为16米的标准节段，整体运输到桥位，通过大型缆索吊机提升，实现整体对接拼装，以便实现快速、优质架梁。其中边侧跨在支架上对接拼装，中跨采用缆索吊机直接拼装，这在国内是首次（国内钢桁梁悬臂拼装均是逐根拼装的）。 2 钢桁梁节段设计特点 本桥钢桁梁共51个正交异性桥面板钢桁梁整体节段，一个正交异性桥面板钢桁梁整体节段由以下杆件单元组成：正交异性桥面板块、带桥面的中上弦杆及边上弦杆、桥面横梁、主桁斜腹杆、下弦杆、下横梁、下平纵联、斜撑杆、吊点整体节点、下弦整体节点。见图2。 标准的正交异性板由厚16mm的桥面板、纵向“U－肋”和横梁组成。“U－肋”间距为320mm，横梁间距为4m，车道以外的桥面板由板肋加劲。桥面系的中弦杆既是钢桁梁的上弦杆又是桥面系的纵梁，故为主要的压（拉）弯杆件。桥面系的边弦杆则主要是为桥面系局部承力体系所设。节段内16m桥面系横向分割为5个板块，4根杆件。其中5个板块为：一个中板块，一对侧板块，一对边板块。 图2 钢桁梁节段断面图 正交异性板块间采用熔透焊对接，横梁之间高强螺栓连接。节段间桥面板连接为熔透焊工地对接，上下弦杆及斜杆采用高强螺栓连接。钢桁梁采用全焊整体节点、节点外拼装形式。 3 主要施工技术及方法 钢桁梁整体节段施工总体施工步骤分为厂内杆件及板单元制造、运输到拼装场进行节段拼装、将节段运送到桥址、用缆索吊机进行起吊，边侧孔钢梁通过在支架上顶推滑移，到达边侧孔位置，进行对接拼装，中跨钢梁直接用缆索吊机吊装就位拼装。 3.1 钢梁杆件及板单元制造 3.1.1 一般杆件制造 一般杆件包括主桁斜腹杆、临时竖杆、斜撑杆、平联杆件、拼接板等，杆件截面多为箱形和工形。 箱形杆件制造工艺流程是：板材预处理→精切下料→矫正→隔板机加工→腹板机加工→组装槽形→焊接隔板→箱形盖板→焊接→修整→数控钻孔→倒棱→表面处理→涂装。在加工过程中控制插入节点杆件的宽度公差，扣盖前修整槽形至合格。 工形杆件制造工艺流程是：板材预处理→精切下料→矫正→腹板机加工→胎形组装→焊接→修整→数控钻孔→倒棱→表面处理→涂装。 板件制造工艺流程为：板材预处理→精切下料→矫正→数控或样板钻孔→倒棱→表面处理→涂装。 3.1.2 整体节点弦杆制造 整体节点弦杆结构复杂（见图3），杆件制造质量是全桥安装精度的关键。在专门设计的组装胎位上采用正装法组装，组装顺序见图4。 图3 下弦杆整体节点效果图 图4 弦杆组装顺序示意图 由于结构形式所限，有些孔在杆件组焊后难于钻制，采用先孔法和后孔法相结合的钻孔方案。工艺流程为：切割节点板及竖板→矫正→刨对接坡口→焊接→划线→刨底边坡口→组肋板→焊接→修整→组槽形→焊接→修整→组箱形→焊接→修整→钻孔→组附属件→焊接→划线→卡样→钻孔→机磨头→切磨手孔→切磨弧→锤击→倒棱→表面处理→涂装。 关键控制点：节点板精度、接料直度、隔板垂直度、槽型的矫正、合理的焊接方法和焊接顺序、整体节点板内宽尺寸、杆件扭曲变形的控制、钻孔精度。 3.1.3 桥面板单元件制造 板单元的制造质量直接关系到节段的整体精度以及桥面的平面度，更重要的是会影响桥面板纵横焊缝焊接间隙精度，因此在制造中应重点控制焊接变形和准确预留焊接收缩量。 在保证制造质量和满足设计要求的前提下，根据工厂制造工艺条件，综合考虑供料、运输及批量生产等因素，尽可能将板单元尺寸做大，以减少种类及焊接工作量。依据设计图纸，将每节段桥面板单元按宽度方向分解成19～21块单元。 板单元制造按照“钢板赶平及预处理→精确下料→U形肋压型→组U形肋→反变形焊接→局部修整