大型正交異性結合鋼桁架橋整體焊接合龍方法
2023-04-26 16:58:21
專利名稱：大型正交異性結合鋼桁架橋整體焊接合龍方法
技術領域：
本發明涉及一種大型橋梁的合龍段連接方法，尤其是一種鋼結構桁架橋的合龍段 連接方法。
背景技術：
目前，在大型橋梁合龍段施工中，由於栓接施工工藝成熟，施工速度快，合龍段的 連接通常採用栓接方式。但在大體量桁架橋合龍段的施工中，整體栓接以及主要杆件散件 栓接都有其局限性。一方面，如果採用整體栓接的方式，由於結構尺寸較大，整體剛度較差， 精確就位有一定的難度，同時嵌補部分的設置也對橋體的整體性有影響，高強螺栓的施工 質量也難以保證。另一方面，假如採用主要杆件散件栓接，則合龍施工將對結構的整體性有 較大的影響，同時增加了施工的時間，對工期有較大的影響。施工工序複雜，需考慮線型調 整，不對稱標高調整，考慮壓重措施，吊機操作空間小。
發明內容
本發明是要解決大型桁架橋梁合龍段施工的技術問題，而提供一種大型正交異性 結合鋼桁架橋整體焊接合龍方法。本發明解決上述技術問題的技術方案是一種大型正交異性橋面板結合鋼桁架橋 整體焊接合龍方法，具體步驟是首先根據合龍施工吊裝時間擬定合龍溫度，測量該溫度下 合龍間隙，並根據測量結果，對合龍段切割並做接口處理，用四臺橋面吊機將合龍段吊裝到 位並調整就位，在達到合龍溫度合龍段進檔後，對合龍接口用臨時鎖定裝置進行鎖定，並 解除主梁在主塔處的縱向鎖定，進行焊接施工。上述合龍段接口處理在預拼裝之前完成將相鄰梁段上、下和邊弦杆與合龍段相 接的端頭切成斜口，斜口按1 10坡度設置，梁段上下橋面的縱梁腹也切成斜口，U肋設置 嵌補。上述用四臺橋面吊機將合龍段吊裝到位白天將合龍段節段提升至離就位位置約 1. 3m時，停止提升，鎖定橋面吊機；夜間氣溫接近預定合龍溫度時，開始繼續提升合龍段， 在到達合龍溫度後，合龍段節段就位。上述對合龍接口用臨時鎖定裝置進行鎖定將由擋塊、牛腿、對拉螺杆及鋼墊塊組 成的臨時鎖定裝置安裝在上、邊弦杆頂板以及上、下、邊弦杆的腹板位置，擋塊及牛腿布置 在合龍縫兩邊節段弦杆上，位置對齊，中間採用螺杆連接，擋塊之間預留450mm距離，當吊 裝就位後用鋼墊塊及楔型塊墊實，墊塊設置過焊孔，待整個鎖定裝置連成整體後，由螺杆承 受拉力，擋塊承擔壓力，同時將鋼墊塊同節段焊接固定。上述焊接施工首先完成上、下、邊弦杆以及斜腹杆的焊接，再焊接縱梁、橋面及嵌 補U肋，最終完成合龍施工。本發明的有益成果是本發明可以極大地提高合龍速度，同時確保結構的整體性； 本發明首次在大型桁架橋合龍施工中採用全焊接連接方式，其成功經驗可以指導類型工程施工。
圖1為本發明的外形結構示意圖。
具體實施例方式下面結合具體實例，進一步闡述本發明專利的實施方式。應理解，這些實例僅用於 說明本發明專利而不用於限制本發明專利的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明專利講授 的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本 申請所附權利要求書所限定的範圍。本發明針對焊接合龍方法的難點，措施是(1)根據合龍時間確定合龍溫度，精確測量合龍間隙以及溫度場對合龍間隙的變 化影響關係，確定合龍段長度並切割。(2)用提升系統，將節段吊裝到位，並根據合龍間隙，調整合龍段位置，。將杆件的 對接面設置成斜口，以一定程度上減低吊裝的難度。(3)設計合理的鎖定裝置，解決合龍焊接時的臨時鎖定問題。(4)組織足夠的施工人員，安排合理的施工順序，加快施工速度，儘量在溫度相對 穩定的狀況下進行施工，以減少溫度變化對施工帶來的影響。(5)合龍焊接為有拘束條件的焊接，事先在加工廠做試件，模仿拘束條件，進行焊 接工藝評定。經試驗評定結果滿足要求，為確保焊接質量，採取相應的預熱措施。對關鍵焊 縫進行全斷面探傷，有缺陷的地方全部返修。本發明採用鋼桁架大節段梁整體焊接合龍方 法，根據合龍施工吊裝時間擬定合龍溫度，測量該溫度下合龍間隙，根據測量結果，對合龍 段切割並做接口處理，合龍段採用四臺橋面吊機吊裝就位，在達到合龍溫度合龍段進檔後， 對合龍接口進行鎖定，解除主梁在主塔處的縱向鎖定，開始焊接施工。首先完成上、下、邊弦 杆以及斜腹杆的焊接，再焊接縱梁、橋面及嵌補U肋，最終完成合龍施工。結合閔浦大橋中跨合龍段的施工，說明本發明的具體實施方法(1)確定合龍時間及合龍溫度在合龍段安裝前進行鋼梁的連日溫度變形觀測，分析該季節的氣象資料，了解溫 度的變化情況，找出變化的規律，選擇溫差變化相對較小、恆溫時間持續較長的溫度作為合 龍溫度。由於受溫度、風等環境因數影響，拉索、索塔及橋面都會發生位移變化，故在確定合 龍長度前，必須進行48小時情況測量以求得溫度、風等環境因素間距之間的變化關係。根據節段現場安裝進度初步確定合龍時間，調查合龍時間的常年溫度，及氣象部 門預測的合龍段施工期間的溫度趨勢，確定合龍時間和初步合龍溫度。(2)確定合龍段長度根據閔浦大橋中跨節段的安裝順序，合龍段測量從MB19段起開始(節段共有45 個，包括浦東浦西各22個節段和1個合龍段)，主要以控制軸線和相對偏差為主。梁段控制 除了保證軸線的偏差外，還需對節段桁架相對位置進行測量，以保證合龍段的安裝精度。測 量時，應考慮環境溫度場對測量的影響。MB22安裝完畢，根據聯測結果最終確定合龍段長 度。完成合龍段兩埠的精確配割，以及埠的處理。(3)合龍段埠處理為了降低合龍段現場吊裝的難度，同時為了合龍段與相鄰梁段的接口匹配，保證後續梁段線型和焊接質量，將MB22和MB22 『梁段的上、下和邊弦杆與合龍段相接的端頭切 成斜口，斜口按1 10坡度設置，梁段上下橋面的縱梁腹也切成斜口，U肋設置嵌補。埠 處理在預拼裝之前完成。(4)臨時鎖定裝置根據合龍的施工工況，所需要採用的臨時鎖定裝置必須承受由於鋼結構因熱脹冷 縮所引起的應力，包括拉應力和壓應力，同時鎖定裝置還必須作為橫向及豎向限位裝置，在 焊接過程中固定節段。臨時鎖定裝置安裝在上、邊弦杆頂板以及上、下、邊弦杆的腹板位 置，由擋塊、牛腿、對拉螺杆及鋼墊塊組成。擋塊及牛腿布置在合龍縫兩邊節段弦杆上，位 置對齊，中間採用螺杆連接，擋塊之間預留450mm距離，當吊裝就位後用鋼墊塊及楔型塊墊 實，墊塊設置過焊孔。待整個鎖定裝置連成整體後，由螺杆承受拉力，擋塊承擔壓力，同時將 鋼墊塊同節段焊接固定。(5)節段吊裝合龍段節段重量約700t，採用四臺橋面吊機同步提升，提升高度約40m，提升速度 約18m/小時，持續約2. 5小時。由於合龍段提升在白天進行，溫度相對較高，梁段較長，合龍間隙較小，而合龍時 間為夜間，溫度較低，因此節段無法一次就位。節段提升至離就位位置約1. 3m時，停止提 升，鎖定橋面吊機。現場時間接近合龍時間，氣溫接近日合龍氣溫時，開始提升節段，施工人員待命。 在到達合龍溫度後，節段就位，並採用臨時鎖定裝置，將合龍段鎖定。(6)主塔處約束裝置解除合龍段臨時鎖定裝置開始安裝時，在主塔位置安排施工人員準備對主塔位置的約 束裝置進行割除。待合龍鎖定裝置完成安裝後，也必須完成約束裝置的割除。(7)節段焊接因本橋在工藝評定試驗時對評審用焊接方法都進行了斜Y型抗裂試驗，試驗結果 表明在工藝規定的條件下焊接均未出現裂紋，因此選擇全焊接的合龍方案是可行的。就合 龍的接口焊接承受的拘束而言必遠遠小於抗裂性試驗條件下的拘束程度，另外一方面焊縫 的性能主要取決於焊接工藝，不會因為拘束增加而發生變化。為了更好的反應合龍接口處 焊縫的性能，合龍焊接前增做六項焊接工藝評定O項斜Y，4項約束狀態下焊接)。完成合龍段臨時鎖定後，首先焊接六大弦杆，每個弦杆保證有2人同時焊接，(必 要時4人同時焊接)，緊接著焊接上下橋面的縱梁，形成橋梁縱向傳受力的主要骨架，之後 按照橋位焊接工藝規程對合龍段的其他部位依次進行焊接。
權利要求
1.一種大型正交異性橋面板結合鋼桁架橋整體焊接合龍方法，其特徵在於，具體步驟 是首先根據合龍施工吊裝時間擬定合龍溫度，測量該溫度下合龍間隙，並根據測量結果， 對合龍段切割並做接口處理，用四臺橋面吊機將合龍段吊裝到位並調整就位，在達到合龍 溫度合龍段進檔後，對合龍接口用臨時鎖定裝置進行鎖定，並解除主梁在主塔處的縱向鎖 定，進行焊接施工。
2.根據權利要求1所述的大型正交異性橋面板結合鋼桁架橋整體焊接合龍方法，其特 徵在於所述合龍段接口處理在預拼裝之前完成將相鄰梁段上、下和邊弦杆與合龍段相 接的端頭切成斜口，斜口按1 10坡度設置，梁段上下橋面的縱梁腹也切成斜口，U肋設置 嵌補。
3.根據權利要求1所述的大型正交異性橋面板結合鋼桁架橋整體焊接合龍方法，其特 徵在於所述用四臺橋面吊機將合龍段吊裝到位白天將合龍段節段提升至離就位位置約 1. :3m時，停止提升，鎖定橋面吊機；夜間氣溫接近日合龍氣溫時，開始提升合龍段，在到達 合龍溫度後，合龍段節段就位。
4.根據權利要求1所述的大型正交異性橋面板結合鋼桁架橋整體焊接合龍方法，其特 徵在於所述對合龍接口用臨時鎖定裝置進行鎖定將由擋塊、牛腿、對拉螺杆及鋼墊塊組 成的臨時鎖定裝置安裝在上、邊弦杆頂板以及上、下、邊弦杆的腹板位置，擋塊及牛腿布置 在合龍縫兩邊節段弦杆上，位置對齊，中間採用螺杆連接，擋塊之間預留450mm距離，當吊 裝就位後用鋼墊塊及楔型塊墊實，墊塊設置過焊孔，待整個鎖定裝置連成整體後，由螺杆承 受拉力，擋塊承擔壓力，同時將鋼墊塊同節段焊接固定。
5.根據權利要求1所述的大型正交異性橋面板結合鋼桁架橋整體焊接合龍方法，其特 徵在於所述焊接施工首先完成上、下、邊弦杆以及斜腹杆的焊接，再焊接縱梁、橋面及嵌補 U肋，最終完成合龍施工。
全文摘要
本發明涉及一種大型正交異性結合鋼桁架橋整體焊接合龍方法，具體步驟是首先根據合龍施工吊裝時間擬定合龍溫度，測量該溫度下合龍間隙，並根據測量結果，對合龍段切割並做接口處理，用四臺橋面吊機將合龍段吊裝到位並調整就位，在達到合龍溫度合龍段進檔後，對合龍接口用臨時鎖定裝置進行鎖定，並解除主梁在主塔處的縱向鎖定，進行焊接施工。本發明通過合理確定合龍時間和合龍溫度，對合龍段長度進行精確測量，控制合龍縫間隙滿足焊接要求；對拘束條件下焊接工藝進行評定，確定合理的焊接工藝及焊接順序；設置合理的臨時鎖定裝置，在合龍間隙達到要求後進行鎖定，並實施焊接，最後實現大節段整體焊接合龍。
文檔編號B23K37/00GK102091886SQ200910201029
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月14日 優先權日2009年12月14日
發明者李茂興, 茅衛生, 顧海歡 申請人:上海市基礎工程有限公司