建筑工程中级职称论文1-64m客货共线铁路钢桁梁膺架法施工关键技术

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2014-12-29 15:51 热度:

  跨长深高速特大桥位于山东省东营市广饶县,地形平坦开阔。特大桥跨越S323线采用的是1-64m钢桁梁。跨长深高速特大桥81#~82#墩,起讫里程:SDK11+045.18~SDK11+110.48。上部结构主梁为整体节点三角型腹杆体系下承式道砟桥面钢桁梁,全长65.1m(含梁端至支座中心线0.55m)。单片钢桁梁总重402.67T,总长65.1m,主桁节间长8.0m,桁宽8.4m,主桁高度11.5m。

  摘要:通过研究1-64m钢桁架梁膺架法架设施工工艺和方法,阐述钢桁架梁安装过程中的相关关键技术和方法,以保证钢桁架梁安装的质量,为类似工程提供借鉴。

  关键词:建筑工程中级职称,钢桁架梁施工工艺,安装过程技术方法

  1 工程概况

  主桁采用整体节点三角型腹杆体系下承式道砟桥面钢桁梁。主桁上、下弦杆截面均采用焊接箱型断面。上弦杆截面形式为□,下弦杆截面形式为□,腹杆截面形式为□和H形。主桁节点采用整体节点形式,主桁上、下弦杆内宽为50cm,竖板高度分别为54cm和52cm,腹杆除端斜杆采用对接形式四面拼接外,其余采用插入式与主桁整体节点连接。 主桁结构,详见图1。

  图1 钢桁梁主桁结构图

  2膺架总体施工方案

  本桥64m钢桁梁设于81#(SDK011+045.180)和82#(SDK011+110.480)桥墩上,墩顶距离地面高6.97m,且与S323线成51°斜交角度。综合考虑本工程施工环境、设计特点及安全因素,总体施工方案设计为:沿钢桁梁中心线搭设临时支墩和门洞支架(门洞采用双向四车道,宽4m×高 5.7m的防护棚)对公路进行防护,在大节点处搭设临时支墩进行64m钢桁梁的高空组拼。在安装施工过程中采用从82#墩→81#墩顺序进行64m钢桁梁的高空安装工作。地面采用汽车吊进行构件吊装、单元元件组拼和提升,以及高空组装施工。

  钢桁梁采用膺架法安装,跨间设置临时支墩,临时支墩均采用直径426mm,壁厚10mm的无缝钢管搭设,拼装支墩上用双拼I40b工字钢作为横向分配梁,[14槽钢作为拼装横联支撑,钢桁梁杆件在临时支墩上拼装、落梁。

  3具体施工关键技术

建筑工程中级职称论文1-64m客货共线铁路钢桁梁膺架法施工关键技术

  3.1杆件的制造、运输及存放

  (1)杆件的制造

  试拼装应根据杆件施工图进行,每拼完一个单元(或节间)应检查并调整好几何尺寸,再继续进行。钢梁在工厂试拼装合格后,进行拆分。为便于工地正确安装,拆分前应对各个节段和部件进行编号,并在两端标注节点序号,以防现场安装时搞混杆件的位置和方向,保证运输及现场安装顺利进行。

  (2)杆件的运输

  运输时要求加工厂家对零件进行配置并统一编号,按现场拼装节段顺序配装车,用大型平板车运至施工现场。由于各杆件较重,大型、重要部位的杆件采用单层装车运输,小型杆件采用多层装运时,层间采用橡胶垫软隔离,并捆绑固定,严禁在运输途中产生滑动造成结构变形和表面油漆损坏。

  (3)杆件的存放

  根据该桥情况按每吨钢材堆存面积为1~1.5m2确定,吊卸杆件的机械采用50t汽车吊,杆件存放要分别种类及拼装顺序,绘制杆件存放图,按图上位置堆放整齐,杆件放于枕木或混凝土垫块上,与地面保持10~25cm的距离,支垫地面应有足够承载力。

  3.2 钢桁梁预拼

  由钢梁加工厂运来的都是单根杆件和一些拼接件。各部位的组拼须根据钢梁杆件预拼图进行,并注意杆件拼装程序与施工时一致。

  钢桁梁的预拼指钢梁杆件到货后,在桥下规划好的预拼场地进行杆件及配件的装卸、发送、清点、检查和矫正,杆件的预拼等桥下作业工序。

  弦杆、节点板、拼接板预拼定位后,其空孔重合率应满足:桁梁主桁和结合梁的螺栓孔应100%自由通过较设计孔径小于0.75mm的试孔器;桥面系和联结系的螺栓孔应100%自由通过较设计孔径小1.0mm的试孔器;板梁的螺栓孔应100%自由通过较设计孔径小1.5mm的试孔器。统计钉孔的重合率时,应将冲钉所占据的钉孔计算在内,如不能满足以上要求,并确认工厂制造质量有问题,应退厂解决,不得继续预拼。钉栓合的施拧质量和预拼杆件油漆质量应符合有关规定。

  预铆合的杆件在预铆前板束必须密贴,板面间隙不得使0.3mm厚的插片插入20mm,检验达到规定后方算合格。

  3.3 钢桁梁高位组拼

  本工程钢桁梁最重杆件主桁下弦重为14.18 t(含拼接板及填板)。选用50t汽车吊进行吊装。为满足吊装距离需要,且在不封闭公路,不影响交通的情况下,吊车站位在82#墩两侧按照拼装顺序先后吊装以下杆件:下弦杆X1F、横梁H1和H2、下平联L4、L1和L9、纵梁Z1、Z1a、Z11、Z9和Z10、腹杆S1和F1F;吊车站位在81#墩两侧按照拼装顺序先后吊装剩余杆件。

  3.4 临时支墩及门洞支架设置

  根据山东省交通厅和东营市公路局的要求,施工期间在省道上行车道和下行车道分别设置两个4m×5.7m的门洞,确保施工期间省道双向通车。

  ⑴临时支墩

  临时支墩为钢桁梁拼装过程中的主要受力结构,主要由直径426mm,壁厚10mm无缝钢管立柱,立柱上采用双拼I40b工字钢作为下分配梁,5根 I50a工字钢作为上分配梁,[14槽钢作为立杆横联支撑,钢桁梁杆件在临时支墩上拼装、落梁。根据受力要求,大节点E2、E4、E2′、EE2、 EE4、EE2′下置5根I50a工字钢。

  线路每侧设双排临时支墩1个,单排临时支墩4个。临时支墩基础采用 1.0×1.0×1.0mC30混凝土浇筑,在基础上预埋65cm×65cm×2cm钢板,钢板下焊接8根150cm长的Φ20钢筋。钢管底端钢板与预埋钢板焊接,并在四周焊接8个三角形加劲板。再距门洞5m处设置1x1x1m(长x宽x高)C20混凝土防撞墩,行车道之间两防撞墩的净距为3.8m。

  ⑵门洞棚架系统

  门洞支架立杆采用直径300mm,壁厚10mm的螺旋管,门洞净高5.7m。在门洞支架螺旋管顶上和临时支墩钢管适当位置处钢板上(在钢管上焊接一块 15×20×1cm钢板)放置20a工字钢作纵向分配梁,在工字钢上按间距0.6m一道均匀放置[10槽钢作横向分配梁,在[10槽钢上满铺12mm厚竹胶板。以防止高空坠物,确保公路行车安全。整个作业平台顶面(含人行道)用竹胶板满铺,四周设防落物挡板、采用细目铁丝网和尼龙绳网进行防护。

  3.5.钢梁拼装

  (1)捆吊

  栓捆前再次检查由预拼场发来的杆件是否符合拼装顺序,该预拼好的联结板是否已经预拼好,有无妨碍拼装的螺栓等,接头处有杂物时应清除。栓捆时应注意杆件上标示的重力大小及中心位置。杆件使用专用吊具栓捆、起吊,使弦杆、纵横梁尽可能水平,斜杆保持40°-45°的倾角。

  (2)对孔

  杆件起吊就位对孔时,在栓孔基本重合的瞬间将小撬棍插入孔内拨正,然后微微起落吊钩,使杆件转动对合其它孔眼。弦杆先吊成较陡状态,待下端对合后再慢慢下放吊钩对合上端。对合弦杆时,用扁铲式小撬棍引导,用倒链滑车拉入节点板内。

  (3)打冲钉穿螺栓

  对好孔眼后,先在栓孔群四周打入不少于4个定位冲钉,随即安装4-6个安装螺栓,在确认板缝间无任何杂物时,即拧紧安装螺栓,使板缝基本密贴,再打入冲钉和穿入高强度螺栓。

  高强度螺栓必须按照栓合图安装,事先在节点板上用粉笔或油漆做出明显标志,且初拧和终拧既方便施工,又防止装错。

  拼装主桁杆件时,50%以上的孔眼均匀打入冲钉,30%的孔眼均匀安装螺栓并做一般拧紧后,方可摘除吊钩,再打入冲钉和穿入高强度螺栓。

  (4)高强度螺栓施拧

  钢梁拼装施工采用电动扳手扭矩法施拧,主要是施拧方便快捷,由于扭矩控制轴力的扳手,因各种原因显示数值与实际扭矩常有出入,故在施拧前和施拧后对扳手需做检验。

  高强度螺栓终拧完成后,应设专人按照验标进行检查验收,当天终拧完成的螺栓必须当天检查完毕。

  现场检验方法采用退扣检查法。即用示功扳手测定螺母退扣刚转动时的扭矩值与规定值比较,其超拧值与欠拧值不得大于规定值的10%。

  3.6钢梁涂装

  钢梁部件表面应采用喷丸或抛丸的方法进行除锈,且必须将表面油污、氧化皮和铁锈以及其它杂物清干净,除锈后的钢表面清静度等级应达到 GB/T8923-1988规定的Sa3.0级;高强度螺栓连接部位表面清净度等级应达到GB/T8923-1988规定的Sa3.0级。

  钢梁外表面、钢与混凝土结合面、人行道托架喷砂除锈等级应达到Sa3级,箱型杆件内表面喷砂除锈等级应达到Sa2级,焊缝检验合格后方能进行涂装。

  4小结

  1-64m客货共线铁路钢桁梁特大桥结构复杂, 制作安装要求较高, 在不中断交通的情况下进行施工,我公司通过精心组织和设计, 克服施工工期紧、场地狭窄、超大超重件吊装等困难, 按时保质完成了该交通桥施工任务。该桥梁通过动静载试验并通过计算对比分析,刚度和动力性能满足设计要求;其结构安全度符合规范要求。

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