《施工組織設計方案》第十二章 鋼橋施工

1、.施工組織設計方案第二章 鋼橋施工第一節(jié) 概 述鋼橋是各種橋梁體系特別是大跨度橋梁常見的一種型式。近20年來，隨著預應力砼橋梁的急速發(fā)展，鋼橋已越來越多地進人更大的跨度領域，并且在結構形式、材料及加工制造、施工架設方面不斷有所開拓和創(chuàng)新。到70年代末，可以說鋼橋已經(jīng)用一種完全嶄新的面貌出現(xiàn)在橋梁界并與預應力砼橋梁展開劇烈的競爭，這在一定程度上推動了橋梁工程的發(fā)展。由于鋼材是一種性能優(yōu)越的彈塑性材料.所以在橋梁上使用比較靈活，從板梁橋、桁梁橋、拱橋直至大跨度的懸索橋。近20年來，鋼斜拉橋又得到了飛速的發(fā)展，起著主導橋梁工程發(fā)展的地位。隨著材質(zhì)(主要是高強度鋼材和各種耐候鋼)的提高以及焊接工藝和高

2、強度螺栓連接的不斷完善，各種受力性能優(yōu)越、制造架設容易的箱形截面梁也就同時得到大力發(fā)展。除此之外.在橋梁施工裝備方面，特別是吊機的起重能力不斷提高，伸臂拼裝所使用的行走于橋上的吊機起重能力已經(jīng)用到1000kN.大型浮吊的起重能力也普遍達到6500kN，并且也已經(jīng)有一次起吊重力達35000kN整孔橋梁的例子。為了將拼好的橋頂高或頂推就位，千斤頂?shù)男谐桃褦U大到2.0m。這一切都促使傳統(tǒng)的鋼橋施工和架設法得到更新。以往大跨度鋼橋基本上以懸臂拼裝架設為主，現(xiàn)在除了懸臂安裝之外，還常常采用整孔吊裝和頂推施工方法，以提高施工速度。此外，在條件許可的場合，還可用浮運法輔助安裝(如Hunber橋)。在體系方面

3、，一些管運不良、費工費料的結構(如懸臂桁梁)已經(jīng)淘汰，而代之以結構緊湊、線條簡潔、造形美觀、受力優(yōu)越的結構。值得注意的是，鋼結合梁composite beam)已從中小跨度(4080m)的范圍內(nèi)越出，而走向大跨度領域(如加拿大的Annasis橋)。世界著名的日本本四聯(lián)絡線工程，也基本以大跨度的懸索橋和斜拉橋為主體，這說明鋼橋今后幾十年的方向應以大跨、輕質(zhì)、高強、美觀、施工快速等為發(fā)展的特點。第二節(jié) 鋼構件的制作鋼構件的制作主要包括下列工藝過程：作樣、號料、切割、零件矯正和彎曲構件校正、結構試拼裝、除銹和涂該等。(一)作樣根據(jù)施工圖制作樣板或樣條的工作叫作樣。利用樣板或樣條可在鋼料上標出切割線及

4、栓孔位置。(二)樣板一般構件用普通樣板，它可用薄鐵皮或0.30.5mm的薄鋼板制作。橋梁，栓孔可采用機器樣板鉆制。機器樣板是在厚1220mm的鋼板上置，精確地嵌入經(jīng)過溶碳淬火處理的鋼質(zhì)鉆孔套。鉆孔套是旋制的。鉆孔套直徑公差只有±0.05mm，孔心距公差為±0.25mm。鉆孔時將機器樣板覆蓋在要加工的部件上，用卡具夾緊，錨頭即通過鉆孔套鉆制加工部件上的安裝孔。用樣板鉆出的孔，精度高而劃一，并可省去號孔工作。圖121為主梁節(jié)點板用的機器樣板。(三)樣條用23cm寬的鋼條做成的樣板叫樣條，它適用于較長的角鋼、槽鋼及鋼板的號料。二、號料利用樣板、樣條在鋼材上把零件的切割線畫出，稱為

5、號料。號料使用樣板、樣條而不直接使尺，這是為了避免出現(xiàn)不同的尺寸誤差，而使釘孔錯位。號料的精確度應和放樣的精度相同。三、剪切剪切是使用剪切機進行的，對于16Mn鋼板，目前可切厚度在1620mm。對于一般剪切機不能剪切的厚鋼板，或因形狀復雜不能剪切的板材都可采用焰切。焰切分：切割、半自動切割和自動切割機切割。聯(lián)合剪沖用于角鋼的剪切。目前聯(lián)合刃沖機可貝切的最大角鋼為125×125×12。鋸切主要用于對槽鋼、工字鋼、管材及大型角鋼，鋸切的工具為圓鋸機。四、矯正由于鋼材在軋制、運輸、切割等過程中可能會產(chǎn)生變形，因此需要進行矯正對于鋼板常采用輥壓機來趕平，對于角鋼也可用輥壓機進行調(diào)直

6、。對于切割后呈馬刀形彎曲的料件，當寬度不大時，可以在頂彎機上矯正。對于寬厚鋼板的馬刀形彎曲，則要用火焰加熱進行矯正，火焰溫度應控制在600一800之間。五、制孔號孔是借助樣板或樣條，用樣沖在鋼料上打上沖點，以表示釘孔的位置。如果采用機器樣板則不必進行號孔。鉆孔的一般過程為：畫線鉆孔：擴孔套鉆；機器樣板鉆孔；數(shù)控程序鉆床鉆孔使用機器樣板鉆孔可以使桿件達到互換使用，但對于不同規(guī)格的單構件則不能使用同一樣板來鉆孔(如釘孔排列不同或釘孔的間距不同)，因此設計者應盡量使結構物的設計標準化、模數(shù)化.以減少機器樣板的數(shù)量，提高機器樣板的利用率。鉆孔時可將幾塊板材與覆蓋式機器樣板一同卡牢，然后用搖臂鉆床一次在

7、鉆孔套內(nèi)套鉆鉆透各層。用數(shù)控坐標式鉆床鉆孔可達到很高的精度.也可以使工字型桿件的工地栓孔制成的孔應成正圓柱形，孔壁光滑，孔緣無損傷不平，刺屑消除干凈。組裝件可預鉆小孔，組裝后進行擴鉆，預鉆孔徑至少應較設計孔徑小3mm。六、組裝組裝是按圖紙把制備完成的半成品或零件拼裝成部件、構件的工序。構件組裝前應對連接表面及焊縫邊緣3050mm范圍內(nèi)進行清理，應將鐵銹、氯化鐵油污、水分等清除干凈。栓焊鋼梁的主標桿件截面形式大多數(shù)為H形，H形桿件的組裝是在胎型上進行的，為便于進行定位焊，組裝胎型最好是轉動式，見圖122及圖123所示。為了保證組裝質(zhì)量，對組成桿件的各零件的相對位置、相互間的密貼程度以及整個桿件的

8、外輪廓形狀和尺寸，在組拼過程中均要進行檢查。在零件正確頂緊就位后，即可進行定位焊。定位焊的焊續(xù)長度每段為50100mm，各段之間的距離為400600mm。七、焊接鋼橋采用的焊接方法有自動焊、半自動焊和手工焊三種。焊接質(zhì)量在很大程度上決定于施焊狀況。焊接時所采用的電流強度、電弧電壓、焊絲的輸送速度及焊接速度都直接影響焊接質(zhì)量。在焊接前，如無焊接工藝評定試驗的，應做好焊接工藝評定試驗，并據(jù)此確定焊接工藝。焊接完畢后應檢查焊縫質(zhì)量。焊縫中主要缺陷有；裂縫、內(nèi)部氣孔、夾渣、末熔透、咬邊、送流、燒穿及焊縫尺寸不合規(guī)定等。對于所有的焊縫均進行外觀檢查。內(nèi)部檢查以超聲波探傷為主。八、試拼裝栓焊鋼梁某些部件，

9、由于運輸和架設能力的限制，必須在工地進行拼裝。運送工地的各部件，在出廠之前應進行試拼裝，以驗證工藝裝備是否精確可靠。例如鋼桁梁橋試拼裝按主桁、橋面系、橋門架及平縱聯(lián)四個平面進行。試拼裝時，鋼梁主要尺寸如桁高、跨度、上拱度、主拓間距等的精度應滿足有關標準的要求。新設計的以及改變工藝裝備后制造的鋼梁，均應進行試拼裝。對于成批連續(xù)生產(chǎn)的鋼梁，一般每1020孔應試拼裝一次。最近十幾年來，隨著橋梁向“長跨、輕質(zhì)、高強、整體”發(fā)展，鋼橋的結構形式日新月異，花樣百出。鋼橋的制造技術、工藝水平也在迅速提高。目前鋼橋的制造技術發(fā)展的主要特點是：普遍應用電子計算機進行計算機輔助設計(CAD)和繪圖(CADD)系統(tǒng)

10、的開發(fā)。用精密切割代替刨銑機械加工。高效切割、自動碳弧氣刨開坡口。將光電路蹤技術運用于切割、放樣、畫線等工序。先進的檢測手段。目前常用的x射線焊縫探傷儀已發(fā)展為輕便式，可在桿件上直接探傷。全力提高鋼梁焊接接頭的強度。改進除銹、涂油方法和組裝成型工藝第三節(jié) 鋼橋的安裝懸臂安裝是在橋位上拼裝鋼梁時，不用臨時膺架支承，而是將桿件逐根的依次拼裝在平衡梁上或已拼好的部分鋼梁上，形成向橋孔中逐漸增長的懸臂，直至拼至次一墩(臺)上。這稱為全懸臂拼裝。若在橋孔中設置一個或一個以上臨時支承進行懸臂拼裝時稱為半懸臂拼裝。用懸臂法安裝多孔鋼梁時，第一孔鋼梁多用半懸臂法進行安裝。鋼梁在懸臂安裝過程中，值得注意的關鍵問

11、題是：降低鋼梁的安裝應力；伸臂端撓度的控制；減少懸臂孔的施工荷載，保證鋼梁拼裝時的穩(wěn)定性。懸臂安裝鋼梁的施工順序如下：(一)桿件預拼由橋梁工廠按材料發(fā)送表發(fā)往工地的都是單根桿件和一些拼接件，為了減少拼裝鋼梁時橋上的高空作業(yè)，減少吊裝次數(shù)，通常將各個桿件預先拼裝成吊裝單元，把能在橋下進行的工作盡量在橋下預拼場內(nèi)進行，以期加快施工進度。(二)鋼梁桿件拼裝由預拼場預制好的鋼梁桿件經(jīng)檢查合格后，即可按拼裝順序先后運至提升站，由提升站吊機把桿件提運至在鋼梁下弦平面運行的平板車上，由牽引車運至拼梁吊機下拼裝就位。拼梁吊機通常安放在上弦，遇到上弦為曲弦時，也可安放在下弦平面。鋼梁拼裝必須按一定購拼裝順序因進

12、行。在擬定拼裝順序時應考慮下列原則；1拼梁吊機的性能，如運行方法、起吊能力、最大吊距等。2.先裝的桿件不應妨礙后裝桿件的安裝與吊機的運行。3.拼裝時，應盡速將主桁桿件拼成閉合的三角形，形成穩(wěn)定的幾何體系聯(lián)結系，保證鋼梁結構的空間穩(wěn)定。4.主桁桿件拼裝，應左右兩側對稱進行，防止偏載的不利影響。圖124為一主桁懸臂拼裝順序圖。   伸臂拼裝第一孔鋼梁時，根據(jù)懸臂長度大小，需要一定長度的平衡梁，并應保證傾覆穩(wěn)定系數(shù)不小于1.3(傾覆穩(wěn)定系數(shù)就是穩(wěn)定力矩與傾覆力矩之比值)。平衡梁通常是在路堤上(無引橋的情況)或引橋上(通常是頂應力鋼筋砼梁或鋼板梁)或滿布膺架上進行拼裝。在

13、拼裝工作中，應隨時測量鋼梁的立面和平面位置是否正確，鋼梁安裝偏差的容許值參見鐵路鋼橋梁拼裝及架設施工技術規(guī)則。(三)高強度螺栓施工在高強度螺栓施工中，目前常用的控制螺栓的預拉力方法是扭角法和扭矩系數(shù)法。安裝高強螺栓時應設法保證各螺栓中的預拉力達到其規(guī)定值，避免超拉或欠拉。(四)安裝時臨時支承布置臨時支承主要類型有：臨時活動支座、臨時固定支座、永久活動支座、永久固定支座、保險支座、接引支座等，這些支座隨拼梁階段變化與作業(yè)程序的變化將互相更換交替使用。(五)鋼梁縱移鋼梁在懸臂拼裝過程中.由于梁的自重引起的變形；溫度變化的影響；制造誤差；臨時支座的摩阻力對鋼梁變形的影響等因素所引起的鋼梁縱向長度幾何

14、尺寸的偏差，致使鋼梁各支點不能讓設計位置落在各橋墩上，使橋墩偏載。為了調(diào)整這一誤差至允許范圍內(nèi)，鋼梁需要縱移。常用的縱移方法有：溫差法：利用一天的氣溫差倒換支座(活動支座與固定支座相互轉換)，可以達到縱移的目的頂落梁法；在連續(xù)梁中.利用該聯(lián)鋼梁中間某一個支點的頂落及兩旁支點的支座變“固”或變“活”的相互轉換.使鋼梁象蛇一樣的爬行，向著預定的方向蠕動。(六)鋼梁的橫移鋼梁在伸臂安裝過程中，由于受日光偏照和偏載的影響，加之桿件本身的制造誤差，鋼梁中線位置會隨時改變，有時偏向上游側，有時偏向下游側，以致到達墩頂后，鋼梁不能準確的落在設計位置上，造成對橋墩偏載。為此必須進行鋼梁橫移，使偏心在允許范圍之內(nèi)。橫移可用專用的橫移設備，如圖125所示。也可以根據(jù)情況采取臨時措施。橫移必須在拼裝過程中逐孔進行。二、拖拉法架設鋼梁(一)懸臂的縱向拖拉根據(jù)被拖拉橋跨結構桿件的受力，永久性的墩(臺)之間設置臨時性的中間墩架，以承托校拖拉的橋跨結構。圖126表示用拆裝式桿件拼組成中間臨時墩架的縱向拖拉。在水流較深，且水位穩(wěn)定，又有浮運設備而措設中間膺架不便時，