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只看楼主正序阅读使用道具楼主发表于: 2020-07-30

作者：大飞121
来自：国联云

平潭海峡大桥

连载~平潭海峡公铁大桥创新技术04
平潭海峡公铁两用大桥，前面我们已经连载了3期，本期为大家带来大桥的简支钢桁梁制造及架设。对往期感兴趣的朋友可以回看国联云公众号往期消息，也可点击文末链接查看完整课程。
七：简支钢桁梁制造及架设
王总介绍到
深水区非通航孔桥采用80（88）m简支双层组合钢桁梁桥，采用整孔全焊钢桁梁结构——国内首次采用
主桁采用华伦式桁架，桁高13.5m，主桁中心间距14m，单孔梁包含8个节间，其中80m梁端节间9.6m，其余为9.8m；88m梁端节间10.6，其余为10.8m

钢主梁主要由主桁、公路纵梁、公路横梁、铁路横梁、副桁、桥门架构成，采用倒梯形截面

视频：44：48~46：43
·公路桥面为混凝土桥面板与公路纵横梁顶部剪力钉连接形成组合桥面结构（剪力钉采用集束式和均布式）
·铁路桥面采用纵向两道混凝土槽形梁支撑于9道铁路横梁，并通过剪力钉与铁路横梁进行连接
在铁路钢横梁顶板与混凝土槽形梁结合区域采用不锈钢复合钢板，在复合层上设置剪力钉，可提高结合界面处耐久性。

总体流程：杆件制造→桁片制造→ 主桁及横梁节段总拼→ 主桁上弦预压→副桁、纵梁总拼

杆件制造：
·简支钢桁梁杆件分为上下弦杆、腹杆、横梁、纵梁、副桁撑杆、副桁弦杆，主要采用箱型和工型截面，弦杆采用焊接整体节点结构，根据节间长度及拼装方案对弦杆进行合理划分，划分为双节点及三节点杆件

桁片制造：
·桁片拼装采用整孔连续匹配拼装的方案，即片体单元拼装与桁片试拼装同时进行。
·其拼装顺序：吊装定位上、下弦杆→拼装腹杆→焊接腹杆与下弦节点之间焊缝→焊接腹杆与上弦节点之间焊缝

超声锤击：由于全焊结构焊接体量大，且多为熔透焊，为减小或消除焊缝残余应力，提高构件的抗疲劳性能，对接头板端部圆弧等部位需进行超声波锤击处理。

涂装施工
·整孔简支钢桁梁在出厂前需完成底漆、中间漆和面漆涂装，受涂装车间空间限制，并考虑避免高空施工，钢梁涂装采用杆件涂装+桁片涂装+节段总拼后补涂的方式进行
·主桁采用桁片单元整体涂，其余公路纵横梁、铁路横梁及副桁弦杆和撑杆采用杆件涂装

主桁及主桁间横梁组焊完毕后，利用运梁台车将简支钢桁梁整体运输至张拉台座，进行简支钢桁梁上弦预压及副桁结构等剩余构件组装

公路桥面纵、横梁与主桁弦杆共同作用：在钢梁与混凝土桥面结合前，由于钢梁及混凝土桥面板自重作用，上弦杆受压缩短，与之连接的横梁将随节点移动，横梁因与纵梁相连，其移动将受到纵梁牵制，使横梁受到面外力而旁弯，从而产生面外弯曲应力，横梁面外刚度较小，受力不利。需采取措施减小这种共同作用对横梁的影响。

传统减小共同作用方法

一是释放纵、横梁的纵桥向相互约束：设置跨间不连续纵梁，纵、横梁空间异面
缺点：牺牲了桥面整体性，且约束释放构造处耐久性较差

二是采用自身刚度较大的新型桥面系：钢混板桁组合桥面系、大纵梁和大横梁正交异性整体钢桥面、密横梁小纵梁正交异性整体钢桥面、整体钢箱桥面系
缺点：用钢量较大，构造复杂，加工制造难度大，且钢混板桁组合桥面系仍需解决组合前的自重产生的共同作用
主桁上弦预压

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为有效解决主桁与桥面系的共同作用，且既不影响桥面系整体性，又无需增加桥面系自身刚度，平潭桥简支钢桁梁采用预先压缩主桁上弦，缩短公路纵梁及副桁弦杆，滞后安装公路纵梁及副桁弦杆的思路，使纵梁和副桁弦杆不参与钢梁自重和公路桥面板重量作用下的第一体系受力
主桁与桥面系共同作用

预压吨位的确定：根据公路混凝土桥面板安装结合之后，新增荷载（公路桥面板重量包括湿接缝合计2270t）对上弦杆引起的轴向压力

关于对主桁上弦实施预压，有两种思路可供选择：
一是在简支梁桥跨范围内配重堆载，上弦因梁体竖向挠曲而受压
二是利用工装直接在主桁上弦两端施加预压力达到上弦预压目的，可考虑采用梁端张拉钢索实现上弦预压

经计算80m梁端节间需压缩2.2mm，中间节间需整体压缩20.8mm，总压量25.2mm;88m梁端节间需压缩2mm，中间节间需整体压缩24mm，总压缩量28mm。

整孔简支钢桁梁总拼制造完成后，利用运梁台车转运至出运港池码头，通过两台大型龙门吊机，整体吊装装船出运

整孔简支钢桁梁总拼制造完成后，利用运梁台车转运至出运港池码头，通过两台大型龙门吊机，整体吊装装船出运

80（88）m简支钢桁梁在厂内整孔全焊制造完成后，整孔运输至桥位现场，利用3600t大型浮吊进行性整孔吊装架设。

柔性索+刚性桁架撑杆结构，额定吊重 3200t，吊具自重 235t,可实现43.2m、42m、40m、39.2m、38m、28m、24m共7种纵向吊距调节，满足全桥各类型钢梁架设需求

由于桥址海况恶劣，为满足钢梁落梁在1m允许偏差范围内顺利落梁，在墩顶垫石周围布置混凝土临时垫梁
为便于钢桁梁架设至墩位后进行平面及竖向位置调整，在钢桁梁落梁墩位顶面布置三向千斤顶，以满足钢桁梁水平纵、横向及高程方向位置的精确调整。

为防止落梁时对钢梁结构及涂装造成损伤，在钢梁底部设置带橡胶垫的落梁钢垫块

整孔架设流程及控制要点
·架设条件：根据多孔钢梁架设情况，钢梁架设全过程应选择不少于连续2天的好天气（风力小于7级，浪高1.0m，涌小于0.6m）；
·扒杆角度控制：受吊具形制限制，为防止扒杆角度变化引起吊具受力不利，扒杆角度需控制在66.4±0.7°
·吊装吊点受力偏差控制在10%以内；
·吊装前后钩高差控制在20cm以内。
船舶抛锚定位

运输船舶距离待架钢梁施工区域有一定的距离，钢梁架设当天需根据潮汐情况提前组织、确定好运输船舶的进场时间。考虑到高平潮或低平潮时水流流速较小，船舶需选择在低平潮前两小时或高平潮时定位完毕。
吊钩挂设

吊具与钢梁吊耳连接时，吊具底端采用绳圈与钢桁梁吊点直接连接，绳圈直接套入吊点绳槽中，再将绳槽上的锁闭装置关闭，防止绳圈滑出
钢梁试吊装
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动载试吊、静载试吊
运输船退场
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钢梁试吊装完成后，待钢梁起吊至运输船夹板2.0～3.0m高度时，运输船收锚并在拖轮辅助下离场，3600t浮吊通过绞锚缓慢前移至待架墩位处进行落梁、安装。
吊装架设
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·钢桁梁吊装最好选在高平潮时进行，浮吊绞锚前移时，最好选在退潮时进行，低平潮时将进行落梁到位。
·钢梁提升过程中需分次进行，并不断复核、调整钢梁的水平高差及吊钩的受力状况。
钢梁架设到位
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待钢桁梁位于桥墩正上方时停止移动，通过微调浮吊锚绳或拔杆角度（允许调节角度范围为66.4±0.7°）使钢桁梁落梁垫块正好位于墩顶垫梁落梁区域的正上方，初步落梁时，落梁垫块的落梁位置不得偏移设计位置1.0m以外。
简支钢桁梁制造架设技术主要特点：
·首次实现了较大跨度简支钢桁梁整孔全焊制造，解决了大型钢桁梁全焊制造焊接变形控制难、焊接残余应力控制难度大、组装精度控制要求高等技术难题；
·首次将剪力钉植焊在复合钢板上，改善了铁路桥面系钢混结合面防腐性能；
·首次采用钢桁梁上弦整体预压技术，减小公路横梁面外变形及弯矩。
连载~未完待续