鋼橋箱形特大壓力杆件新型加勁構造及其施工方法
2023-11-30 21:55:56 1
專利名稱：鋼橋箱形特大壓力杆件新型加勁構造及其施工方法
技術領域：
本發明涉及鋼橋箱形特大壓力杆件的創新設計施工方法。
背景技術：
廣東東江大橋是國內第一座雙層公路特大橋，主跨208米，該橋採用剛性懸索 加勁鋼桁梁結構，共布置14條公路汽車道，也是國際上車道數最多的橋梁，採用鋼縱橫 梁支承的混凝土橋面板結構。因此，該橋恆載、活載巨大，尤其大豎杆3(見圖5)所受壓 力超大，常規的箱形壓杆難以滿足該杆件承載力的要求。 現有鋼桁梁橋的常規豎杆採用箱形截面，主桁杆件的寬度是統一的。由於受到 統一寬度的限制，對於東江大橋大豎杆這樣的長壓杆，常規寬度方向的受壓穩定折減系 數較小，不能滿足東江大橋大豎杆的受力需要。如果增加杆件的寬度，會造成其它聯帶 主桁杆件的寬度增加，使工程造價加大；如果加大杆件高度方向的尺寸，會造成杆件高 度和寬度方向的尺寸差異大，與之相連接的節點板尺寸大、節點次應力增大，對受力不 利。 如何採用全新的設計構造來解決傳統設計所面臨的難題是這一橋式技術上的首 要問題。
發明內容
本發明的目的是針對上述現狀，旨在提供一種技術含量高、造價節省、施工方 便、構造簡潔、造型美觀的鋼橋箱形特大壓力杆件新型加勁構造及其施工方法。
本發明目的的實現方式為，鋼橋箱形特大壓力杆件新型加勁構造，在大杆件的 箱形截面外部增設加勁肋，加勁肋外包景觀裝飾構造。 鋼橋箱形特大壓力杆件新型加勁構造的施工方法，具體步驟如下 l)依據可能的起吊設備及運輸能力對新型特大壓力杆件節段劃分成分節段， 2)節段製作 ①板單元製作經預處理的鋼板按照杆件節段的各組成板件進行下料及邊緣加 工，將組成箱形杆件節段的板件製作成寬度方向板單元，並沿長度方向加工外側邊緣焊 接坡口，高度方向製作成帶有內側加勁肋的板單元，板單元與加勁肋之間採用部分坡口 的雙面角焊縫焊接， ②箱形杆件組裝以一塊高度方向的板單元為基準，組裝箱形杆件內隔板及寬 度方向的板單元，最後組裝另一塊高度方向的板單元，用定位焊焊接好組裝好的杆件節 段， ③杆件節段焊接寬度方向的板單元的焊接邊部分坡口，與高度方向的板單元 採用外側稜形角焊縫和內側貼角焊縫，橫隔板與箱形杆件的板單元採用雙面貼角焊縫， 焊接完成後，再焊接外側加勁肋及景觀裝飾板， ④杆件連接端鑽孔杆件節段焊接完成後，採用後鑽孔法依據杆件拼接端的螺
3栓連接孔位進行制孔， 3)杆件試拼裝杆件各節段製作完成後，在預設的試裝平臺上對杆件所有節段 進行試拼裝， 4)杆件拼接端頭摩擦面處理及杆件防腐塗裝高強度螺栓拼接摩擦面進行熱噴 鋁處理，要求處理後的摩擦面的抗滑移係數工廠20.55，工地20.45，杆件的外表面塗 裝兩道環氧富鋅底漆， 一道環氧雲鐵中間漆，兩道聚氨酯面漆，
5)塗裝後運送到工地預拼廠， 6)利用架設設備，按照拼裝順序將杆件各節段拼裝到位。 本發明在大杆件的箱形截面外側增設加勁肋，桁梁其它杆件的寬度並不增加， 通過調整內側加勁肋和外側加勁肋的大小，使箱形截面寬度方向的受壓穩定折減係數顯 著增大，達到高度和寬度兩個方向的受壓穩定折減係數接近，從而充分發揮桿件的材料 特性。 本發明在大杆件的箱形截面外側增設加勁肋來提高杆件寬度方向受壓穩定折減 係數，從而提高杆件的承載力；箱形截面外側增設加勁肋後，拼接面積顯著增大，可減 少拼接螺栓排數和拼接板的用量，簡化施工，提高作業效率；加勁肋外包的景觀裝飾構 造，豐富了大豎杆的造型，既滿足了受力需要，又增添了橋梁景觀效果。
圖1是本發明的鋼橋特大壓力杆件的細節結構示意圖，
圖2是圖1的A-A向側視立面圖，
圖3是圖1的B-B位置橫截面圖，
圖4是圖1的C-C位置橫截面圖， 圖5是本發明的特大壓力杆件在雙層橋梁上應用狀態圖。
具體實施例方式
參照圖1至圖4，鋼橋箱形特大壓力杆件新型加勁構造，是在大杆件的箱形截面 3外側增設加勁肋1，加勁肋外包景觀裝飾構造2。 參照圖5，本發明的特大壓力杆件4在廣東東江雙層公路大橋5上應用，目前大 橋已順利合龍，年內即將將開通運營。
本發明的具體施工步驟如下 1)新型特大壓力杆件分節段依據可能的起吊設備及運輸能力將新型特大壓力
杆件劃分成節段。
2)節段製作 ①板單元製作鋼板進廠復驗合格後，經預處理的鋼板按照杆件節段的各組成 板件進行下料及邊緣加工，參照圖3，將組成箱形杆件節段的板件製作成寬度方向板單 元，並沿長度方向加工外側邊緣焊接坡口，高度方向製作成帶有內側加勁肋的板單元， 板單元與加勁肋之間採用部分坡口的雙面角焊縫焊接，嚴格控制焊接變形，使加工好的 板單元的變形量在容許範圍內。
②箱形截面組裝以一塊高度方向的板單元為基準，組裝箱形杆件內隔板及寬度方向的板單元，最後組裝另一塊高度方向的板單元，用定位焊焊接好組裝好的杆件節 段。組裝過程中嚴格控制偏差。 ③新型特大壓力杆件節段焊接寬度方向的板單元的焊接邊部分坡口，與高度 方向的板單元採用外側稜形角焊縫和內側貼角焊縫，橫隔板與箱形杆件的板單元採用雙 面貼角焊縫。焊接成如圖l、圖2、圖4所示的箱形杆件。箱形杆件焊接完成後，再焊 接外側加勁肋1及景觀裝飾板2。焊接過程中應採用對稱焊接並控制焊接線能量，以減少 焊接變形。依據製造規範對焊縫進行檢驗，保證焊縫質量符合要求。 ④新型特大壓力杆件連接端鑽孔參照，杆件節段焊接成圖l、圖2所示的新型 特大壓力杆件後，採用後鑽孔法依據杆件拼接端的螺栓連接孔位進行制孔。螺栓孔應制 成正圓柱形，孔壁表面粗糙度不大於25ym，孔壁無損傷不平，無剌屑。孔位偏差控制 在容許範圍內。 3)新型特大壓力杆件試拼裝杆件各節段製作完成後，在預設的試裝平臺上 對新型特大壓力杆件所有節段進行試拼裝，對新型特大壓力杆件全長範圍進行高度、長 度、旁彎、拼接螺栓孔過孔率等進行檢驗。經檢驗合格後進行下一道工序。
4)新型特大壓力杆件拼接端頭摩擦面處理及杆件防腐塗裝高強度螺栓拼接摩 擦面進行熱噴鋁處理，要求處理後的摩擦面的抗滑移係數工廠20.55，工地20.45。杆 件的外表面塗裝兩道環氧富鋅底漆， 一道環氧雲鐵中間漆，兩道聚氨酯面漆，塗層總幹 膜厚度為200 ii m。 5)新型特大壓力杆件運輸塗裝後經驗收合格的杆件，經包裝後採用汽車運送 到工地預拼廠。運輸過程中應加強對外側加勁肋及景觀裝飾板的保護。
6)新型特大壓力杆件安裝利用架設設備，按照拼裝順序將新型特大壓力杆件 各節段拼裝到位。拼裝過程中應嚴格控制新型特大壓力杆件的垂直度。
權利要求
鋼橋箱形特大壓力杆件新型加勁構造，其特徵在於在大杆件的箱形截面外部增設加勁肋，加勁肋外包景觀裝飾構造。
2. 權利要求1所述的鋼橋箱形特大壓力杆件新型加勁構造的施工方法，其特徵在於具 體步驟如下1) 依據可能的起吊設備及運輸能力對新型特大壓力杆件節段劃分成分節段，2) 節段製作① 板單元製作經預處理的鋼板按照杆件節段的各組成板件進行下料及邊緣加工， 將組成箱形杆件節段的板件製作成寬度方向板單元，並沿長度方向加工外側邊緣焊接坡 口，高度方向製作成帶有內側加勁肋的板單元，板單元與加勁肋之間採用部分坡口的雙 面角焊縫焊接，② 箱形杆件組裝以一塊高度方向的板單元為基準，組裝箱形杆件內隔板及寬度方 向的板單元，最後組裝另一塊高度方向的板單元，用定位焊焊接好組裝好的杆件節段，③ 杆件節段焊接寬度方向的板單元的焊接邊部分坡口，與高度方向的板單元採用 外側稜形角焊縫和內側貼角焊縫，橫隔板與箱形杆件的板單元採用雙面貼角焊縫，焊接 完成後，再焊接外側加勁肋及景觀裝飾板，④ 杆件連接端鑽孔杆件節段焊接完成後，採用後鑽孔法依據杆件拼接端的螺栓連 接孔位進行制孔，3) 杆件試拼裝杆件各節段製作完成後，在預設的試裝平臺上對杆件所有節段進行 試拼裝，4) 杆件拼接端頭摩擦面處理及杆件防腐塗裝高強度螺栓拼接摩擦面進行熱噴鋁處 理，要求處理後的摩擦面的抗滑移係數工廠20.55，工地20.45，杆件的外表面塗裝兩 道環氧富鋅底漆， 一道環氧雲鐵中間漆，兩道聚氨酯面漆，5) 塗裝後運送到工地預拼廠，6) 利用架設設備，按照拼裝順序將杆件各節段拼裝到位。
3. 根據權利要求2所述的鋼橋箱形特大壓力杆件新型加勁構造的施工方法，其特徵在 於螺栓孔製成正圓柱形，孔壁表面粗糙度不大於25 ii m。
4. 根據權利要求1所述的鋼橋箱形特大壓力杆件新型加勁構造的施工方法，其特徵在 於杆件的外表面塗裝的兩道底漆、 一道中間漆和兩道面漆塗層總幹膜厚度為200 ym。
全文摘要
本發明涉及鋼橋箱形特大壓力杆件的新型加勁構造及其施工方法。在大杆件的箱形截面外側增設加勁肋，並對加勁肋外觀採取景觀構造設計。施工時，將壓力杆件節段劃成分節段，分步製作和完成安裝板單元製作，以板單元為基準，組裝箱形杆件，制螺栓行孔，在預設的試裝平臺上對杆件所有節段進行試拼裝，防腐塗裝，到工地按照拼裝順序將杆件各節段拼裝到位。本發明增設加勁肋提高杆件的承載能力；拼接面積顯著增大，還減少拼接螺栓的排數和拼接板用量，施工簡單，作業效率高；外側加勁肋加以景觀裝飾構造，豐富了大豎杆的造型，既滿足了受力需要，又增添了橋梁景觀。本發明已成功應用於廣東東江雙層公路大橋工程，目前大橋已順利合龍，即將開通運營。
文檔編號E01D21/00GK101691738SQ20091006365
公開日2010年4月7日 申請日期2009年8月19日 優先權日2009年8月19日
發明者付戰工, 莊勇, 彭振華, 徐恭義, 李華雲, 沈澤向 申請人:中鐵大橋勘測設計院有限公司