CN101691738B - 钢桥箱形特大压力杆件新型加劲构造及其施工方法 - Google Patents

钢桥箱形特大压力杆件新型加劲构造及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及钢桥箱形特大压力杆件的新型加劲构造及其施工方法。在大杆件的箱形截面外侧增设加劲肋,并对加劲肋外观采取景观构造设计。施工时,将压力杆件节段划成分节段,分步制作和完成安装:板单元制作,以板单元为基准,组装箱形杆件,制螺栓行孔,在预设的试装平台上对杆件所有节段进行试拼装,防腐涂装,到工地按照拼装顺序将杆件各节段拼装到位。本发明增设加劲肋提高杆件的承载能力;拼接面积显著增大,还减少拼接螺栓的排数和拼接板用量,施工简单,作业效率高;外侧加劲肋加以景观装饰构造,丰富了大竖杆的造型,既满足了受力需要,又增添了桥梁景观。本发明已成功应用于广东东江双层公路大桥工程,目前大桥已顺利合龙,即将开通运营。

Description

钢桥箱形特大压力杆件新型加劲构造及其施工方法
技术领域
本发明涉及钢桥箱形特大压力杆件的创新设计施工方法。
背景技术
广东东江大桥是国内第一座双层公路特大桥,主跨208米,该桥采用刚性悬索加劲钢桁梁结构,共布置14条公路汽车道,也是国际上车道数最多的桥梁,采用钢纵横梁支承的混凝土桥面板结构。因此,该桥恒载、活载巨大,尤其大竖杆3(见图5)所受压力超大,常规的箱形压杆难以满足该杆件承载力的要求。
现有钢桁梁桥的常规竖杆采用箱形截面,主桁杆件的宽度是统一的。由于受到统一宽度的限制,对于东江大桥大竖杆这样的长压杆,常规宽度方向的受压稳定折减系数较小,不能满足东江大桥大竖杆的受力需要。如果增加杆件的宽度,会造成其它联带主桁杆件的宽度增加,使工程造价加大;如果加大杆件高度方向的尺寸,会造成杆件高度和宽度方向的尺寸差异大,与之相连接的节点板尺寸大、节点次应力增大,对受力不利。
如何采用全新的设计构造来解决传统设计所面临的难题是这一桥式技术上的首要问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状,旨在提供一种技术含量高、造价节省、施工方便、构造简洁、造型美观的钢桥箱形特大压力杆件新型加劲构造及其施工方法。
本发明目的的实现方式为,钢桥箱形特大压力杆件新型加劲构造,在大杆件的箱形截面外部增设加劲肋,加劲肋外包景观装饰构造。
钢桥箱形特大压力杆件新型加劲构造的施工方法,具体步骤如下:
1)依据可能的起吊设备及运输能力对新型特大压力杆件节段划分成分节段,
2)节段制作:
①板单元制作:经预处理的钢板按照杆件节段的各组成板件进行下料及边缘加工,将组成箱形杆件节段的板件制作成宽度方向板单元,并沿长度方向加工外侧边缘焊接坡口,高度方向制作成带有内侧加劲肋的板单元,板单元与加劲肋之间采用部分坡口的双面角焊缝焊接,
②箱形杆件组装:以一块高度方向的板单元为基准,组装箱形杆件内隔板及宽度方向的板单元,最后组装另一块高度方向的板单元,用定位焊焊接好组装好的杆件节段,
③杆件节段焊接:宽度方向的板单元的焊接边部分坡口,与高度方向的板单元采用外侧棱形角焊缝和内侧贴角焊缝,横隔板与箱形杆件的板单元采用双面贴角焊缝,焊接完成后,再焊接外侧加劲肋及景观装饰板,
④杆件连接端钻孔:杆件节段焊接完成后,采用后钻孔法依据杆件拼接端的螺栓连接孔位进行制孔,
3)杆件试拼装:杆件各节段制作完成后,在预设的试装平台上对杆件所有节段进行试拼装,
4)杆件拼接端头摩擦面处理及杆件防腐涂装:高强度螺栓拼接摩擦面进行热喷铝处理,要求处理后的摩擦面的抗滑移系数:工厂≥0.55,工地≥0.45,杆件的外表面涂装两道环氧富锌底漆,一道环氧云铁中间漆,两道聚氨酯面漆,
5)涂装后运送到工地预拼厂,
6)利用架设设备,按照拼装顺序将杆件各节段拼装到位。
本发明在大杆件的箱形截面外侧增设加劲肋,桁梁其它杆件的宽度并不增加,通过调整内侧加劲肋和外侧加劲肋的大小,使箱形截面宽度方向的受压稳定折减系数显著增大,达到高度和宽度两个方向的受压稳定折减系数接近,从而充分发挥杆件的材料特性。
本发明在大杆件的箱形截面外侧增设加劲肋来提高杆件宽度方向受压稳定折减系数,从而提高杆件的承载力;箱形截面外侧增设加劲肋后,拼接面积显著增大,可减少拼接螺栓排数和拼接板的用量,简化施工,提高作业效率;加劲肋外包的景观装饰构造,丰富了大竖杆的造型,既满足了受力需要,又增添了桥梁景观效果。
附图说明
图1是本发明的钢桥特大压力杆件的细节结构示意图,
图2是图1的A-A向侧视立面图,
图3是图1的B-B位置横截面图,
图4是图1的C-C位置横截面图,
图5是本发明的特大压力杆件在双层桥梁上应用状态图。
具体实施方式
参照图1至图4,钢桥箱形特大压力杆件新型加劲构造,是在大杆件的箱形截面3外侧增设加劲肋1,加劲肋外包景观装饰构造2。
参照图5,本发明的特大压力杆件4在广东东江双层公路大桥5上应用,目前大桥已顺利合龙,年内即将将开通运营。
本发明的具体施工步骤如下:
1)新型特大压力杆件分节段:依据可能的起吊设备及运输能力将新型特大压力杆件划分成节段。
2)节段制作:
①板单元制作:钢板进厂复验合格后,经预处理的钢板按照杆件节段的各组成板件进行下料及边缘加工,参照图3,将组成箱形杆件节段的板件制作成宽度方向板单元,并沿长度方向加工外侧边缘焊接坡口,高度方向制作成带有内侧加劲肋的板单元,板单元与加劲肋之间采用部分坡口的双面角焊缝焊接,严格控制焊接变形,使加工好的板单元的变形量在容许范围内。
②箱形截面组装:以一块高度方向的板单元为基准,组装箱形杆件内隔板及宽度方向的板单元,最后组装另一块高度方向的板单元,用定位焊焊接好组装好的杆件节段。组装过程中严格控制偏差。
③新型特大压力杆件节段焊接:宽度方向的板单元的焊接边部分坡口,与高度方向的板单元采用外侧棱形角焊缝和内侧贴角焊缝,横隔板与箱形杆件的板单元采用双面贴角焊缝。焊接成如图1、图2、图4所示的箱形杆件。箱形杆件焊接完成后,再焊接外侧加劲肋1及景观装饰板2。焊接过程中应采用对称焊接并控制焊接线能量,以减少焊接变形。依据制造规范对焊缝进行检验,保证焊缝质量符合要求。
④新型特大压力杆件连接端钻孔:参照,杆件节段焊接成图1、图2所示的新型特大压力杆件后,采用后钻孔法依据杆件拼接端的螺栓连接孔位进行制孔。螺栓孔应制成正圆柱形,孔壁表面粗糙度不大于25μm,孔壁无损伤不平,无刺屑。孔位偏差控制在容许范围内。
3)新型特大压力杆件试拼装:杆件各节段制作完成后,在预设的试装平台上对新型特大压力杆件所有节段进行试拼装,对新型特大压力杆件全长范围进行高度、长度、旁弯、拼接螺栓孔过孔率等进行检验。经检验合格后进行下一道工序。
4)新型特大压力杆件拼接端头摩擦面处理及杆件防腐涂装:高强度螺栓拼接摩擦面进行热喷铝处理,要求处理后的摩擦面的抗滑移系数:工厂≥0.55,工地≥0.45。杆件的外表面涂装两道环氧富锌底漆,一道环氧云铁中间漆,两道聚氨酯面漆,涂层总干膜厚度为200μm。
5)新型特大压力杆件运输:涂装后经验收合格的杆件,经包装后采用汽车运送到工地预拼厂。运输过程中应加强对外侧加劲肋及景观装饰板的保护。
6)新型特大压力杆件安装:利用架设设备,按照拼装顺序将新型特大压力杆件各节段拼装到位。拼装过程中应严格控制新型特大压力杆件的垂直度。

Claims (2)

1.钢桥箱形特大压力杆件加劲构造的施工方法,其特征在于具体步骤如下:
1)依据起吊设备及运输能力对特大压力杆件节段划分成分节段,
2)节段制作:
①板单元制作:经预处理的钢板按照杆件节段的各组成板件进行下料及边缘加工,将组成箱形杆件节段的板件制作成宽度方向板单元,并沿长度方向加工外侧边缘焊接坡口,高度方向制作成带有内侧加劲肋的板单元,板单元与加劲肋之间采用部分坡口的双面角焊缝焊接,
②箱形杆件组装:以一块高度方向的板单元为基准,组装箱形杆件内隔板及宽度方向的板单元,最后组装另一块高度方向的板单元,用定位焊焊接好组装好的杆件节段,
③杆件节段焊接:宽度方向的板单元的焊接边部分坡口,与高度方向的板单元采用外侧棱形角焊缝和内侧贴角焊缝,横隔板与箱形杆件的板单元采用双面贴角焊缝,焊接完成后,再焊接外侧加劲肋及景观装饰板,
④杆件连接端钻孔:杆件节段焊接完成后,采用后钻孔法依据杆件拼接端的螺栓连接孔位进行制孔,
3)杆件试拼装:杆件各节段制作完成后,在预设的试装平台上对杆件所有节段进行试拼装,
4)杆件拼接端头摩擦面处理及杆件防腐涂装:高强度螺栓拼接摩擦面进行热喷铝处理,要求处理后的摩擦面的抗滑移系数:工厂≥0.55,工地≥0.45,杆件的外表面涂装两道环氧富锌底漆,一道环氧云铁中间漆,两道聚氨酯面漆,
5)涂装后运送到工地预拼厂,
6)利用架设设备,按照拼装顺序将杆件各节段拼装到位。
2.根据权利要求1所述的钢桥箱形特大压力杆件加劲构造的施工方法,其特征在于螺栓孔制成正圆柱形,孔壁表面粗糙度不大于25μm。
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