CN103741602A - 钢箱梁计算机模拟平位起拱预拼装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有安全可靠、高效、低成本的钢箱梁计算机模拟平位起拱预拼装方法，在预拼装时先将解马后的钢箱梁以中间测量塔为基准调整好横向位置，无需起拱，只需平位摆放，测量梁段的纵向位置数据，再依据设计提供的制造线形参数和每节段的平位摆放的纵向位置数据在计算机上模拟梁段平位预拼装，计算出梁段间各匹配件的加垫厚度，按计算机计算出的加垫厚度给各匹配件配好垫板，成对栓合后组焊在钢箱梁接口相应的位置，在预拼结束后撤掉垫板，在架设时匹配件相密贴即可达到预期的拱度要求。优点：一是采用计算机模拟匹配件垫板厚度调整平位起拱技术，能够很好地完成钢箱梁节段制造过程中的起拱工艺，该方法使总拼胎架撑板布置简单，质量可靠。

Description

钢箱梁计算机模拟平位起拱预拼装方法

技术领域

本发明涉及一种具有安全可靠、高效、低成本的钢箱梁计算机模拟平位起拱预拼装方法。

背景技术

目前跨江跨河跨海的悬索桥、斜拉桥越来越多，而钢箱梁作为悬索桥、斜拉桥的重要组成部分，其制造技术也尤为重要。由于悬索桥、斜拉桥的钢箱梁，一般断面都较大，宽度从十几米到五十几米，高度也从一米多到五米左右都有，节段的长度依照运输能力、吊装能力从几米到十几米、几十米都有，目前港珠澳大桥的钢箱梁大节段长达110m。面对如此大的钢结构，目前生产工艺一般采用板单元在总拼胎架内组装焊接的形式完成，因为钢箱梁由于受力要求，一般都设置竖曲线即拱度，而在钢箱梁的制作过程中，为实现钢箱梁的竖曲线，在胎架上设置拱度，即在总拼胎架横梁上根据设计要求的安装拱度设置变高度撑板，达到要求弧线，然后在将底板单元逐段按要求定位在胎架上，从而达到钢箱梁节段起拱的要求，如图1和图2(图中标号1梁段，2胎架纵梁，3胎架撑板)。但是通过在胎架上设置不同标高撑板的方法虽然能够实现钢箱梁节段的起拱要求，但在生产过程中，有较大的难度。

首先是胎架设置复杂，一般长达100米左右的胎架有80余道横梁，每个横梁上约有50个左右的撑板，横梁上的撑板标高不一致，调整设置很繁琐，数量也很大；其次是总拼胎架的钢箱梁节段制作，一般按轮生产，每一轮生产6～10节钢箱梁，每一轮钢箱梁的拱度可能有所不同，这就需要每一轮生产完成后修改胎架的撑板高度，调整新的拱度，一般修改一次胎架要测量设置撑板4000余个，修整胎架及其繁琐。再次是钢箱梁横隔板与底板垂直，由于底板受曲线拱度影响而倾斜，每个横隔板安装也有斜度而且斜度不等，斜度通过吊线控制也不准确，横隔板垂直度难以控制；若用特制直角形工装，可以保证隔板垂直度，但是工作量很大，并且这种生产工艺虽然能够满足钢箱梁生产的拱度需要，但是生产工艺复杂，而且容易出错。

发明内容

设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种具有安全可靠、高效、低成本的钢箱梁计算机模拟平位起拱预拼装方法。

设计方案：为了实现上述设计目的。本发明在结构设计上通过调整钢箱梁顶底板匹配件垫板厚度，使总拼胎架上每道横梁的撑板高度一致，底板水平布置，达到起拱的目的，这样大大降低了总拼胎架的撑板标高控制的难度，也节省了每轮钢箱梁节段完成出胎后胎架的修改工作，节约了生产时间和人力成本。因为钢箱梁节段一般是在总拼胎架上通过马板约束变形、控制结构尺寸，完成板单元组焊，制作成箱体后，切除马板解除约束，修整焊接变形后，再进行钢箱梁的预拼装。

技术方案：一种钢箱梁计算机模拟平位起拱预拼装方法，在预拼装时先将解马后的钢箱梁以中间测量塔为基准调整好横向位置，无需起拱，只需平位摆放，测量梁段的纵向位置数据，再依据设计提供的制造线形参数和每节段的平位摆放的纵向位置数据在计算机上模拟梁段平位预拼装，计算出梁段间各匹配件的加垫厚度，按计算机计算出的加垫厚度给各匹配件配好垫板，成对栓合后组焊在钢箱梁接口相应的位置，在预拼结束后撤掉垫板，在架设时匹配件相密贴即可达到预期的拱度要求，确保架设线形。

即在总拼胎架上的钢箱梁，解除约束修整变形后：

（1）确定出钢箱梁节段接口的工艺量t1（环缝焊接收缩量+理论梁长与投影长差值）。如图3所示。

（2）根据施工监控和设计方提供的钢箱梁制造线形，以底板为基准计算出总拼每个接口处各匹配件处由于拱度引起的顶板与底板差值t2（以底板为基准），如图3所示。

（3）实测接口相邻梁段的横基线间距，减去理论梁间距，求出两梁段的实际摆放间隙t3（t3=L实-理），如图3所示。

（4）根据t1、t2、t3求出匹配件组焊前的加垫厚度△t（△t= t3-t1-t2），配备厚度为△t的垫板垫于两匹配件之间，成对（销钉定位，螺栓连接）地安装在焊缝两侧相应的位置，顶板匹配件间加的垫板厚度为△1，底板匹配件间加的垫板厚度为△2，如图3所示。并在顶板面上以环缝为中心划出间距为（400+△1）mm的两条吊装对位线，在预拼装解体后撤掉匹配件上所加的垫板，高空吊装后只要将匹配件准确顶紧定位，并检查对位线间距为400mm时，即可达到预期的架设线形。

本发明与背景技术相比，一是本发明采用计算机模拟匹配件垫板厚度调整平位起拱技术，能够很好地完成钢箱梁节段制造过程中的起拱工艺，该方法使总拼胎架撑板布置简单，质量可靠、工序简化，完全满足钢箱梁起拱要求；二是采用计算机模拟匹配件垫板厚度调整平位起拱技术极大降低了胎架布置，节约了修整胎架时间，提高了工作效率。

附图说明

图1是钢箱梁组装总拼胎架横断面示意图。

图2是钢箱梁组装总拼胎架纵桥向起拱示意图，其中1梁段，2胎架纵梁，3胎架撑板。

图3是钢箱梁线形转化过程示意图，图中101和102是指梁段1，其演化过程：实桥线形-平位展开线形-制作梁段实际平位摆放位置 。

图4是钢箱梁预拼装接口匹配件及垫板布置图，其中1梁段，4胎架横梁，3胎架撑板。

图5-1是钢箱梁接口匹配件及垫板主视示意图。

图5-2是图5-1的侧视示意图，其中5匹配件，6垫板。

图6是钢箱梁预拼装工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：参照附图1-图6。一种钢箱梁计算机模拟平位起拱预拼装方法，在预拼装时先将解马后的钢箱梁以中间测量塔为基准调整好横向位置，无需起拱，只需平位摆放，测量梁段的纵向位置数据，再依据设计提供的制造线形参数和每节段的平位摆放的纵向位置数据在计算机上模拟梁段平位预拼装，计算出梁段间各匹配件的加垫厚度，按计算机计算出的加垫厚度给各匹配件配好垫板，成对栓合后组焊在钢箱梁接口相应的位置，在预拼结束后撤掉垫板，在架设时匹配件相密贴即可达到预期的拱度要求，确保架设线形。

钢箱梁在总拼胎架上制造完成后，解除约束修整变形：

⑴ 以中间测量塔为基准，复查梁段纵向位置，偏差超限时采用运梁平车和千斤顶调整的方法摆正各梁段。

⑵ 修整接口对接边错边，使错边量小于1mm，保证桥位安装时顺利对正及焊接。

⑶ 确定接口的工艺量t1（环缝焊接收缩量+理论梁长与投影长差值）。

⑷ 根据施工监控和设计方提供的钢箱梁制造线形，以底板为基准计算出各轮总拼每个接口处各匹配件处由于拱度引起的顶板伸长量t2（以底板为基准）。

⑸ 测量接口相邻两梁段间横基线间距（两吊点处间距均值），减去两梁段横基线理论间距值，得到差值t3。

⑹ 根据计算机模拟及实际测量计算出的顶底板匹配件垫板厚度，加工出顶底板的垫板△1、△2。将垫板垫于两匹配件之间，成对（销钉定位，螺栓连接）地安装在焊缝两侧相应的位置。

⑺ 检查环缝实桥焊接间隙：测量接口匹配件位置的实际摆放间隙t4，推算出该处实桥焊接间隙t5（t5=t4-△t），t5=6mm时表示实桥焊接间隙为6mm（工艺值为6mm），若t5＜4mm，说明实桥焊接间隙过小，施焊困难，故需按6mm进行修正。

⑻ 按预拼装检测项点要求进行全面检查，合格后施焊匹配件焊缝。

⑼ 根据桥位架设的实时测量长度，与理论长度作比较，将其差值及时在最近一轮预拼装时作修正，不使误差积累，确保全桥合拢长度偏差达标。

预拼装工艺流程见图6。

需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发有设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种钢箱梁计算机模拟平位起拱预拼装方法，其特征是：在钢箱梁预拼装时，先调整好横向位置，然后依据设计提供的制造线形在计算机上模拟放样，计算出各匹配件处的加垫厚度，根据计算结果成对栓合匹配件，并组焊于接口相应位置，预拼结束后撤掉垫板，架设时只需保证匹配件密贴即可达到预期的拱度要求。

2.根据权利要求1所述的钢箱梁计算机模拟平位起拱预拼装方法，其特征是钢箱梁节段解马后，根据实测值，采用计算机模拟放样，确定出各匹配件的加垫厚度△t，成对采用销钉定位、螺栓连接地安装在焊缝两侧相应的位置。

3.根据权利要求1所述的钢箱梁计算机模拟平位起拱预拼装方法，其特征是桥位安装时只需栓合匹配件，确保密贴后即可达到预期的拱度要求，确保架设线形。

4.根据权利要求1所述的钢箱梁计算机模拟平位起拱预拼装方法，其特征是：根据桥位架设的实时测量长度，与理论长度作比较，并及时在最近一轮预拼装时作修正，不使误差积累，确保全桥合拢长度偏差达标。

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