公路施工：正交异性钢桥面板连续匹配组拼施工工法

正交异性钢桥面板连续匹配组拼施工工法正交异性钢桥面板连续匹配组拼施工工法 中交一公局第五工程有限公司 封仁博 石玉 洪钊 申高 白向龙 1.前言前言 随着钢铁产能的提高和钢结构桥梁建设技术的进步，我国已经具备推广钢结构桥梁的物质基 础和技术条件。而且当前国内钢铁产能过剩、钢材价格下降，正是推进钢结构桥梁建设、提升桥 梁建设品质的良好契机。合理的划分板单元件及陶瓷衬垫单面焊双面成形技术的引入，使 95的 焊缝处于俯焊位置施焊，钢桥面板作为直接承受轮载的结构部件，对其安装制造工艺进行研究显 得尤为重要。 本次工法的编制依托连盐铁路项目， 开展了 灌河特大桥正交异性钢桥面板制做工艺的研究 课题等施工技术与工艺的研究，课题成果参加 2016 年中国公路建设行业协会评审，经协会鉴定 成果关键技术达到国内先进水平。针对大尺寸正交异性钢桥面板加工及运输中的困难进行解决课 题组提出了正交异性钢桥面板连续匹配组拼施工的方法，本工法的关键技术申报国家级实用新型 专利 1 项。该工法已成功应用到灌河特大桥桥面系制做安装中，现场施工质量好、精度高、进度 快，工程先后获得了“绿色施工工地” 、 “文明安全工地”等荣誉称号，经济效益和社会效益显著， 值得推广。 2.工法特点工法特点 2.0.1 运输方便，组焊效率高。体系可在桥面系安装前在试拼平台上进行拼装组焊，比常规情 况整体或大尺寸构件运输、拼装更加省时，运输、拼焊困难相对降低。 2.0.2 质量可控。单元小构件场内加工，标准化程度高，减少现场焊接，工程质量得以提高。 3.适用范围适用范围 本工法适用大尺寸正交异性钢桥面板的运输、安装；可在施工现场组拼焊接成整块吊装段。 范围较广，在长距离大尺寸正交异性钢桥面板运输及组焊中有明显优势。 4.工艺原理工艺原理 将大尺寸正交异性钢桥面板分为若干个可运输且易于组拼的单元构件，通过在加工厂内将单 元构件加工成品并通过连续试拼合格后运输至安装现场，在安装现场搭设组拼胎架，把单元构件 以 N（即将组拼单元）1（上一次组拼留下的基准单元）的方式进行连续组拼焊接，组焊好的整 体构件通过大型吊装设备进行安装。 第 1 页 共 9 页 5.施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程施工工艺流程 图图 5.1-1 工艺流程图工艺流程图 5.2 操作要点操作要点 5.2.1 施工准备施工准备 桥面系段落划分，绘制施工图，组焊台架、焊接设备、经考核合格的各工种工人。 5.2.2 厂内单元制作厂内单元制作 在厂内将面板、纵横梁及加劲肋单元分别制作完成，并经厂内试拼装后，拆解运输至施工现 场。 5.2.3 搭设拼焊台架搭设拼焊台架 桥面系胎架现场制作采用 N1 连续匹配制作的工艺方案。 采用双排 40a 工字钢， 顺桥向铺设， 三道纵梁。横梁间距为 3000mm 和 3250mm，横梁位置需打上膨胀螺栓，与工字钢进行焊接，保 证工字钢的稳定性。工字钢上布置牙板，测量其标高，保证在同一水平面上，工字钢之间可适当 用槽钢进行连接。横梁定位后，在横梁翼板孔位处用工装固定，保证其横向间距。为控制桥面系 的装配位置，在胎架两侧设置纵横基线和基准点，同时胎架外设置独立的基线、基点，对胎架进 行监控，胎架地基要坚固，不得有沉降。 施工准备 厂内单元制作 搭设拼焊胎架 工地组拼焊接 第 2 页 共 9 页 图图 5.2.3-1组拼胎架平面布置图组拼胎架平面布置图 图图 5.2.3-2组拼胎架示意图组拼胎架示意图 第 3 页 共 9 页 图图 5.2.3-3现场胎架图现场胎架图 5.2.4 工地组拼焊接工地组拼焊接 ①、胎架根据桥线形及预拱度，采用正胎法进行胎架的搭设。 ②、组装横梁单元以胎架及地样线为基准，定位横梁单元，用临时杆件固定防止发生偏移 或倾斜。 ③、组装桥面板单元横向以从中间往两边的顺序，依次组装桥面板单元。 ④、组装以上述同样的方法， 依次进行下一节段桥面板的组拼。 ⑤、 焊接 首先采用 CO2 气体保 护焊（仰焊）焊接横梁腹板与桥面板 的角焊缝； 然后采用埋弧自动焊焊接 桥面吊装节段桥面板块之间的对接 焊缝； 其次焊接其余角焊缝及纵梁翼 缘板嵌补段的焊缝。 ⑥、矫正矫正焊接变形。 ⑦、高强螺栓施拧桥面板吊装 单元之间的桥面板单元 U 肋、板肋、 纵梁高强螺栓施拧。 ⑧、分解分解成桥面系吊装 单元。 ⑨、画线定位焊接吊耳。 图图 5.2.4-1工地组拼焊接工地组拼焊接 第 4 页 共 9 页 6.材料与设备材料与设备 6.1 材料材料 表表 6.1-1主要材料表主要材料表 6.2 设备设备 表表 6.2-1机械设备表机械设备表 序号名称单位数量规格型号 1工字钢吨30I40b 2钢板块13010015010 4角钢吨0.6∠75 5槽钢吨0.2[10 6压重块个65 吨/个 序号设备名称单位数量规格型号 机加工设备 1磁力空心钻套2LG35N 2坡口切割机台4SKF-15 焊接设备 3埋弧自动焊机台8ZD5-1250 4手工电弧焊机台10ZX7-500 5气体保护焊机台20YM-500KR 6CO2自动焊车台10AWT-1 7二氧化碳焊机套30NB280 8烘干箱台2ZYH-2002/200kg 起重运输设备 9龙门吊 60 吨台1含吊索吊具 10龙门吊 20 吨台1含吊索吊具 1125 吨汽车吊台1含吊索吊具 其它辅助设施 12其它自检工具若干 13各型角磨机若干 14其它辅助施工工具若干 15空压机套4 16木跳板块50 第 5 页 共 9 页 7.质量控制质量控制 7.1 执行的标准规范执行的标准规范 7.1.1铁路钢桥制造规范Q/CR9211-2015 7.1.2钢结构工程施工质量验收规范GB 50205-2001 7.1.3 铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定 （TBJ214-92） 7.2 质量控制要点质量控制要点 7.2.1 考虑到桥面系焊缝大部分集中在一面，不对称焊接必然引起焊后变形面板两侧向上翘 起，要采取焊前设置反向变形、焊接时桥面板两侧施压的反变形措施。 7.2.2 每一轮次桥面板单元纵向由两端向跨中方向、横向从中间向两边依次拼装。 7.2.3 同一节间桥面板单元横基线对齐，面板底面与横梁顶面贴严。 7.2.4 纵、横梁与桥面板单元组装中应保持纵、横梁上部的直线度和各自之间距离。 7.2.5 第一节间拼装后，应检查与相临端的匹配。检验合格后，配打非基准端 U 肋、板肋和 纵梁螺栓孔，继续安装下一节间。依此类推完成一个轮次桥面板块的拼装。拼装中两节间板块纵 向基线应对齐。 7.2.6 纵向焊缝采用码板临时定位，节间之间 U 肋和板肋用拼接板连接，冲钉定位，螺栓紧 固。 7.2.7 桥面板块焊接完成后，按照规定进行检查，尤其是纵梁下支点处纵横应在同一平面内。 7.2.8 桥面板单元组装完成后根据运输要求分解成 4 块桥面板块和横梁， 到桥址后再重新组装 成整体进行吊装。 7.3 质量控制标准质量控制标准 表表 7.3-1主要尺寸允许偏差主要尺寸允许偏差 项目允许偏差说明 板高 h（mm）2h≤2m 跨度 l（mm）3支座中心至中心 纵梁中心距（mm）2--