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500米级钢管混凝土拱桥制造创新技术

时间:2023-09-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据现场施工条件和运输条件,有不同的拱桁节段制作和运输方式。当现场施工条件允许时,可以在桥址附近搭建临时钢结构加工厂,可以减少拱桁节段长距离运输成本,降低施工风险。合江长江一桥的建设经验表明,拱桁节段的短线法卧式制造工艺能够实现拱桁节段的高精度、低风险预拼装。图3-3合江长江一桥吊杆处拱桁节段断面图

500米级钢管混凝土拱桥制造创新技术

根据现场施工条件和运输条件,有不同的拱桁节段制作和运输方式。当现场施工条件允许时,可以在桥址附近搭建临时钢结构加工厂,可以减少拱桁节段长距离运输成本,降低施工风险。当现场施工条件受限时,或临时钢结构加工厂难以满足拱桁节段高精度加工时,一般在大型钢结构加工厂进行制造,并分节段运输至现场吊装,如果运输条件也有所限制时,无法进行大节段水运,可以将拱桁节段拆分为上下弦杆和腹杆,分开运输至现场组装后进行吊装。

拱桁节段的制作方式可分为短线法和长线法。长线法是将半拱的节段一起在胎架上匹配拼装,焊接完成后再吊离胎架,其优点是工期较短,但随着拱桥跨度的增大,长线法往往受到实际制造和运输条件的限制。相比之下,短线法一次预拼的节段一般为3~4段,拼装完一轮后,需留一个节段,与下一轮拼装的拱肋进行匹配,其缺点是需进行多轮预拼,工期较长,但能够很好地满足大跨度拱桥的建设要求。合江长江一桥的建设经验表明,拱桁节段的短线法卧式制造工艺能够实现拱桁节段的高精度、低风险预拼装。

在制作时,拱桁节段的拼装方式可以分为立式制造和卧式制造。但跨径超过500 m 的钢管混凝土拱桥,其单个钢管拱桁吊装单元重量将达到或超过200 t,常规的立式耦合制造方法(图3-1)因经济和安全问题不再适用。为此,基于500米级钢管混凝土拱桥实际建设需求,研发了大体量钢管拱桁节段卧式“3+1”耦合制造技术,如图3-2所示。

以下着重介绍卧式和立式耦合制造技术在合江长江一桥中的应用。合江长江一桥拱肋拱顶截面径向高为8.0 m,拱脚截面径向高为16.0 m,肋宽为4.0 m;主管直径1 320 mm,壁厚分为22 mm、26 mm、30 mm和34 mm四种;横联钢管直径762 mm,壁厚16 mm;竖向腹杆直径660 mm,壁厚12 mm(图3-3)。主拱肋最大截面高度为16 m,最大节段长度达45 m,最大分段重量达192 t。

组装如此庞大的构件,并且必须保证安装后各拱肋分段4根弦管对接顺利,接缝错位不大于2 mm,各拱肋分段在标高正确的情况下法兰盘密贴度必须控制在0.02 mm 以内,难度非常大。要保证拱肋精度,必须进行全过程变形控制,控制指标主要是弦管轴线偏移值及分段支撑面标高,控制手段主要是拼装精度控制和焊接变形控制。

图3-1 拱肋立式制作(www.xing528.com)

图3-2 拱肋卧式制造

合江长江一桥主拱肋制造总体施工工艺方案为筒节制造→单元件制造→弦管片装分段制造→单侧主拱肋卧拼装→主拱肋立拼→涂装。筒节、单元件在专用平台上制造工序为筒节制造→筒节按桥线形对接组装成弦管单元件。弦管片装分段制造在专用胎架上制造,分上弦片装分段和下弦片装分段制造。主拱肋卧拼采用“3+1”预拼工艺方案,在卧拼胎架上完成主拱肋预拼、腹杆相贯线焊接及接头连接件的安装工作。主拱肋立拼采用单侧“2+1”个分段拼装的工艺方案。

图3-3 合江长江一桥吊杆处拱桁节段断面图

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