某桥梁钢结构制作技术

田 光 姜 华 高 峰

五冶集团上海有限公司钢结构分公司



某桥梁钢结构制作技术

田 光 姜 华 高 峰

五冶集团上海有限公司钢结构分公司

本文结合上海某拱桥的实际案例，对桥梁钢结构制作技术进行了详细分析，以供参考。

桥梁工程；钢结构；制作技术

一、工程概况

本工程为拱桥，工地位于上海闵行区大治河闸航路附近。主桥为下承式系杆钢拱桥，主桥：长125m，宽12.5m，总工程量约1050吨，材质为Q345qD，主桥上部结构主要有拱肋系、桥面系、吊杆、水平系杆。

图1 主桥立面图

1 拱肋系

拱肋系统由拱肋、风撑等构件组成。主拱跨径123m，主拱竖直，立面矢高24.6m，两侧拱肋间设6道风撑。

主拱肋采用矩形截面，宽1.2m，高2m。拱肋横隔板水平间距1.5 ～2m，吊杆处设横隔板，主拱与主梁连接处采用整体节点板，拱肋系统共设置风撑6道，风撑水平间距16m，风撑截面为箱型，高1.2m，宽1.6m。

2 桥面系

拱桥桥面系主梁为变截面钢-混凝土结合梁结构。全长125m，全宽12.5m。横坡双向2%，结合梁钢梁是主纵梁、中横梁、端横梁、小纵梁、挑臂组成的双主梁梁格体系。每间隔4m设置一道中横梁，每两道横梁之间设置一道小纵梁。

全桥共设两片矩形断面主纵梁，中心距11.2m，中心高1.768m。主纵梁底板在吊点位置设置永久施工孔；中横梁顺桥向基本间距4米，跨中钢结构梁高1.17m，端部梁高1.74m，采用工字形断面；端横梁采用矩形箱形断面，宽1.56m，跨中梁高2.475m，端梁高2.38m；横断面上设两道工字形小纵梁。

3 吊杆

吊杆间距为9.5+13*8+9.5m，每个吊点为单吊杆。全桥共28根吊杆，中间吊杆采用12股Φsl5.2环氧钢绞线，端吊杆采用19股Φsl5.2环氧钢绞线。吊杆索拱、梁端锚头均为冷铸锚，拱端连接穿销式铰板，梁端为张拉端，采用球铰以适应吊杆微小转动。

4 水平系杆

平衡拱肋推力的水平系杆索采用环氧钢绞线，主梁每侧主纵梁箱内各布置4根水平系杆，每根系杆由12股Φsl5.2钢绞线组成。

二、制作加工前部分重点技术准备工作

1 材料定尺

该项目钢结构型式主要为箱体结构，整个截面尺寸均一致，为了合理充分的利用材料，降低材料损耗率，在正式开工前，应对构件各种截面尺寸全面分解，每种规格厚度的钢板对长度和宽度分别向钢厂定尺采购，减少了切割浪费和材料二次拼接，并节省工序，降低了人工、材料的消耗。

2 构件运输方案准备

由于受工地施工地理条件限制，所有构件只能通过水上运输至现场，直接从船上起吊拼装。对于水上运输，需要重点落实运输路线及运输路线中对构件及船舶的尺寸限制。该项目最长构件达44米，最高构件达6.5米，最宽达8.8米。

根据构件形式，最大使用船舶尺寸为55m*11.5m，海事部门监管的大治河水运对船舶尺寸有限制要求（船舶限制尺寸为长45m*宽 10.45m），同时大治河西闸受闸口尺寸（高4.5m，宽12m）限制。为确保构件能够顺利运抵施工现场，需先以书面形式向海事部门申请超限船舶水上运输手续，征得同意后，还需对主要限制位置（大治河西闸）实地考察。闸口水上尺寸可以通过测量手段获取数据，水下深度数据需要海事部门和闸道部门根据潮汐表提供历史同期水文数据，经过反复确认并通过实际图纸模拟发现，最高构件加上船舶自有尺寸无法通过闸口，需解体分段运输，同时需要船舱内压水增加船体吃水深度。

水运不同于陆运，需要考虑潮水涨潮落潮时间，避免搁浅。深仓船内通过压水达到降低船舶水上高度的同时，需要在构件装船时提前将船舶调到平衡位置，不然船舱内压水越多，水就会越向一边囤积，造成船身倾斜，严重时将造成翻船。

三、制作过程中部分重点技术实施工作

1 钢桥焊接

本项目所有连接节点均采用焊接连接，螺栓辅助定位。所有节点采取焊接，钢材从任何方位、角度和形状都能方便使用，不需要在钢材上开孔，不会削弱截面，构造简单，节省钢材，制造方便，并易于自动化操作，生产效率高；焊接的刚度大，密封性较好；焊接的操作空间和焊接姿势往往受构件外形限制无法创造平焊条件，需大量立焊或仰焊，焊接作业和质量检验、检查困难，质量不易控制；

2 焊接残余变形和残余应力的影响及减轻影响的方法

由于桥梁钢结构主要受动载荷作用力，对焊缝的残余应力需重点控制。从材料排版阶段重点控制焊缝数量，每个箱体四块面板单块接料比例控制在10%以内，确保不出现T型接头和十字接头，从焊缝拼接数量上得到了控制。同时箱体的主焊缝焊接时，先对四条主焊缝整体对称打底焊接，之后再对称完成埋弧焊盖面焊接。全部焊接完成后，正好再通过长时间的室外预拼装，依靠大自然的力量，经过几个月的风吹、日晒、雨淋和季节的温度变化，给构件多次造成反复的温度应力。再温度应力形成的作用下，促使残余应力发生松弛而使尺寸精度获得稳定。经过各个环节的科学管理，整个构件的焊接应力消除整体处于受控。

3 整体预拼装

为保证现场安装精度，在制作厂进行构件整体预拼。具体预拼分为三部分：

（1）端角与相邻拱梁和主梁立式预拼

（2）整个拱梁卧式预拼

（3）整个桥面全拼（包括主梁、中横梁、次梁）

预拼要求：

（1）所有预拼胎架预拼前需报验，并将地样与书面资料保留；

（2）所有预拼尺寸按照设计图纸理论尺寸进行质量控制，重点控制合拢口尺寸；

（3）所有现场合拢口对接间隙控制在6-8mm，超差部分应进行修整，同时在合拢口两侧用洋冲标记200mm对合线，便于现场拼装；

（4）桥面梁现场对接节点，预拼时，将中横梁、次梁、系梁互相联系关系依次钢印标记锁定，方便现场对号拼装。

（5）利用全站仪对整体预拼数据进行测量记录（包括总长，弦长、拱度值等），并与设计布置图总体尺寸核对，将尺寸调整控制在允许偏差范围内。

四、结语

钢结构桥梁在今后将往更长、更大、更柔的方向发展，同时也对大型高精度制造钢桥节段和大型施工设备的整体化安装提出更高的要求。通过对大芦线钢桥制作加工的技术总结，对今后同类型制作项目起到了交流作用，充分发挥其在国民经济建设和交通建设中的作用。

［1］李刚军.浅谈桥梁钢结构制作与安装技术［J］.科技传播，2011，09：179-180.

［2］李学刚.桥梁钢结构施工质量控制［J］.科技创新与应用，2012，14：168.