CN115467243A - 一种控制钢箱系杆拱肋锚管角度误差的方法 - Google Patents

一种控制钢箱系杆拱肋锚管角度误差的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种控制钢箱系杆拱肋锚管角度误差的方法。本发明包括按钢箱系杆拱桥的拱肋吊点位置,对全桥拱肋进行节段划分;架设拱肋拼装胎架,在胎架表面设置若干个撑板;按照拱肋曲线制造线型,在胎架下方地面上放样出曲线线型地样;采用长线法拼装拱肋节段;通过经纬仪转线,将地样锚管中心位置线反线至顶板单元、底板单元上口;焊接拱肋节段另一侧腹板与隔板、顶板、底板的焊缝,将锚管角度调整至与地样锚管中心位置线一致;在锚管端部设置具有十字线的辅助样板,以定位锚管角度及位置;焊接锚管与拱肋节段连接焊缝,完成整个拱肋节段制作。本发明保证锚管角度顺桥向与水平面夹角、横桥向与拱轴线夹角达到设计要求。

Description

一种控制钢箱系杆拱肋锚管角度误差的方法
技术领域
本发明涉及桥梁制造技术领域,尤其是指一种控制钢箱系杆拱肋锚管角度误差的方法。
背景技术
本项目主桥为单跨下承式钢箱系杆拱桥,跨径布置为170米,主桥全宽24.1米。全桥拱设置两片拱肋,拱肋采用全焊接钢箱梁结构,设两片拱肋。拱肋中心跨径为167.2m,立面矢高41.8m,拱轴线线型为二次抛物线。拱肋为矩形截面,高2.2m,宽1.8m,横隔板与拱轴线垂直,吊杆处设横隔板,锚管和穿入拱肋顶板并与吊点隔板焊接。锚管与拱轴线的夹角随着拱肋节段位置的变化而变化,制作过程中若锚管角度精度控制有误差会影响吊索安装质量,导致吊索与锚管之间有摩擦而减少锚索的使用寿命。
拱肋锚管角度为空间三维角度,既要保证整条拱肋锚管在同一水平面上,又要保证锚管与拱轴线的角度达到设计值。本项目锚管在成桥后不仅起到吊索导向作用,还作为本桥重点受力部位,拱肋箱内在锚管位置布置吊点加强隔板,锚管与吊点隔板全熔透焊接,焊接变形控制难。同时拱肋结构复杂、箱型截面尺寸大,且单个拱肋设计有1~3个吊点。因此,拱肋锚管角度精准控制在整个制造过程中一项关键技术。
发明内容
为此,本发明提供一种控制钢箱系杆拱肋锚管角度误差的方法,用于控制锚管角度,保证锚管角度顺桥向与水平面夹角、横桥向与拱轴线夹角达到设计要求。
为解决上述技术问题,本发明提供一种控制钢箱系杆拱肋锚管角度误差的方法,包括如下步骤:
S1:按钢箱系杆拱桥的拱肋吊点位置,对全桥拱肋进行节段划分,将单片拱肋划分为若干个拱肋节段,使得单个拱肋节段中仅包含一组锚管;
S2:架设拱肋拼装胎架,在胎架表面设置若干个撑板,撑板布置在拱肋两侧顶、底板和拱肋轴线正下方且有隔板位置处;
S3:按照拱肋曲线制造线型,在胎架下方地面上放样出曲线线型地样,使得地样线纵向与拱肋节段纵基线保持一致,地样线横向与拱肋节段横基线保持一致,将曲线线型地样线作为拱肋板单元定位的基准线,以曲线线型地样的横、纵基线为基准,放样出锚管角度、中心位置地样线;
S4:采用长线法拼装拱肋节段,以带有曲线线型的外腹板单元作为基准,采用卧拼法,将外腹板单元纵基线与纵向地样线精准对位,并将外腹板单元与胎架码固连接,在外腹板单元上划出锚隔板角度位置线,对位组装锚隔板单元,以台架内部的锚隔板单元为定位依次组装顶板单元、底板单元,焊接除锚隔板单元以外的其他箱内焊缝;
S5:通过经纬仪转线,将地样锚管中心位置线反线至顶板单元、底板单元上,复测已经组装的锚隔板单元位置,利用热矫正修整变形,并焊接锚隔板箱内焊缝,再组装另一侧腹板单元,复测拱肋节段纵基线、拱肋节段横基线位置及外形结构尺寸;
S6:焊接拱肋节段另一侧腹板与隔板、顶板、底板的焊缝,焊接完成后,采用热矫正修整焊接变形,由底板单元锚孔处穿入锚管,通过经纬仪配合吊垂线装置,将锚管角度调整至与地样锚管中心位置线一致;
S7:在锚管端部设置具有十字线的辅助样板,将辅助样板放入每个拱肋的锚管内,使得辅助样本表面和锚管齐平,通过全站仪根据辅助样板的十字线测量锚管圆心点与拱肋节段纵、横基线的相对坐标,以定位锚管角度及位置;
S8:焊接锚管与拱肋节段连接焊缝,完成整个拱肋节段制作。
在本发明的一种实施方式中,步骤S1中,所述拱肋节段长度为4~8米。
在本发明的一种实施方式中,步骤S2中,所述胎架为由横梁、纵梁构成网格式刚性结构,竖向承载能力为拱肋节段重量的2倍以上。
在本发明的一种实施方式中,步骤S2中,若距离拱肋箱口1.5米范围内无纵横梁支撑时,在环口位置布置钢支墩,保证箱口尺寸。
在本发明的一种实施方式中,步骤S3中,在胎架下方地面上放样出曲线线型地样的方法为:采用油漆标记和钢针划线的方式在胎架下方地面放样出拱肋曲线线型地样。
在本发明的一种实施方式中,步骤S5中,所述外腹板单元与胎架密贴。
在本发明的一种实施方式中,步骤S6中,所述底板单元锚孔内径比锚管外径大2-4mm。
在本发明的一种实施方式中,步骤S5、步骤S6中的热矫正温度控制在600-800℃。
在本发明的一种实施方式中,步骤S7中,所述辅助样板为厚度范围在16-20mm的圆形钢板,所述辅助样板的直接比锚管内径小0.5-1mm。
在本发明的一种实施方式中,步骤S7中,所述辅助样板的直径比锚管内径小0.5-1mm。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
(1)本发明采用7+1长线法连续匹配制作,拱肋制作和拱肋预拼装同步完成,可以保证拱肋线性达到设计要求,同时减少预拼装作业,缩短每轮制造周期10~15天,降低生产成本。
(2)本发明采用三维软件放样出的锚管位置,以地样横、纵基线为基准,放样出锚管角度、中心位置地样线,在胎架端部设置测量基准点,同时在胎架下方地面上放样出曲线线型地样,有效控制拱肋制作线型和锚管角度。
(3)本发明锚管为后装施工工艺,先将拱肋节段变形修整到位后,再组装锚管,焊接后只需微调锚管处变形即可,防止由于大幅度矫正拱肋变形,导致锚管空间为二次位移,保证锚管空间尺寸精度(各项角度偏差不大于1.5mm)。
(4)本发明通过十字线辅助样板确定锚管圆心位置的方法,测量方便,操作可行,能够有效精准的控制锚管中心纵、横向相对位置。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解,下面根据本发明的具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中
图1是拱肋节段划分图。
图2是拱肋拼装胎架的示意图。
图3是拱肋地样线示意图。
图4是外腹板单元与锚隔板单元组装示意图。
图5是外腹板单元分别与锚隔板单元、顶板单元和底板单元的组装示意图。
图6是拱肋组装示意图。
图7是辅助样板示意图。
说明书附图标记说明:1、拱肋节段;2、吊杆;3、胎架;4、撑板;5、拱肋节段纵基线;6、拱肋节段横基线;7、吊点隔板位置线;8、出锚点中心位置;9、外腹板单元;10、锚隔板单元;11、顶板单元;12、底板单元;13、内腹板单元;14、锚管;15、辅助样板;16、十字线;17、钢支墩。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明的一种控制钢箱系杆拱肋锚管角度误差的方法,包括如下步骤:
S1:按钢箱系杆拱桥的拱肋吊点位置(拱肋与吊杆2连接位置),对全桥拱肋进行节段划分,将单片拱肋划分为若干个拱肋节段1,使得单个拱肋节段1中仅包含一组锚管14;便于利用拱肋节段1环口焊接间隙,微调锚管14角度;如图1所示。
S2:架设拱肋拼装胎架3,在胎架3表面设置若干个撑板4,撑板4布置在拱肋两侧顶、底板和拱肋轴线正下方且有隔板位置处,如图2所示;
S3:采用三维软件,按照拱肋曲线制造线型,在胎架3下方地面上放样出曲线线型地样线,使得曲线线型地样线纵向与拱肋节段纵基线5保持一致,曲线线型地样线横向与拱肋节段横基线6保持一致,如图3所示,将曲线线型地样线作为拱肋板单元定位的基准线,以曲线线型地样线的横、纵基线为基准,放样出锚管角度(即吊点隔板位置线7和出锚点中心位置8的连线)、中心位置地样线(即出锚点中心位置8);上述方式有效地控制拱肋制作线型和锚管角度。
S4:采用长线法“7+1”拼装拱肋节段,以带有曲线线型的外腹板单元9作为基准,采用卧拼法,将外腹板单元9纵基线与纵向地样线精准对位,并将外腹板单元9与胎架3码固连接,在外腹板单元9上划出锚隔板单元10的角度位置线,对位组装锚隔板单元10,以台架内部的锚隔板单元10为定位依次组装顶板单元11、底板单元12,焊接除锚隔板单元10以外的其他箱体内焊缝;通过采用7+1长线法连续匹配制作,拱肋制作和拱肋预拼装同步完成,可以保证拱肋线性达到设计要求,同时减少预拼装作业,缩短每轮制造周期10~15天,降低生产成本,如图4-图6所示。
S5:通过经纬仪转线,将地样锚管中心位置线反线至顶板单元11、底板单元12上,复测已经组装的锚隔板单元10位置,利用热矫正修整变形,并焊接锚隔板单元10与箱体之间的焊缝,再组装另一侧的内腹板单元13,复测拱肋节段纵基线5、拱肋节段横基线6位置及外形结构尺寸;
S6:焊接拱肋节段1另一侧的内腹板单元13与锚隔板单元10、顶板单元11、底板单元12的焊缝,焊接完成后,采用热矫正修整焊接变形,由底板单元12锚孔处穿入锚管14,通过经纬仪配合吊垂线装置,将锚管14角度调整至与地样锚管14中心位置线一致;本发明的锚管为后装施工工艺,先将拱肋节段变形修整到位后,再组装锚管14,焊接后只需微调锚管14处变形即可,防止由于大幅度矫正拱肋变形,导致锚管14空间为二次位移,保证锚管14空间尺寸精度(各项角度偏差不大于1.5mm)。
S7:在锚管14端部设置具有十字线16的辅助样板15,如图7所示,将辅助样板15放入每个拱肋的锚管14内,使得辅助样本表面和锚管14齐平,通过全站仪根据辅助样板15的十字线16测量锚管14圆心点与拱肋节段1纵、横基线的相对坐标,以定位锚管14角度及位置;通过具有十字线16的辅助样板15确定锚管14圆心位置,测量方便,操作可行,能够有效精准的控制锚管14中心纵、横向相对位置。
S8:焊接锚管14与拱肋节段1的连接焊缝,完成整个拱肋节段1制作,最终使得锚管14的各项角度误差在1.5°以内。
具体地,步骤S1中,所述拱肋节段1长度为4~8米。
具体地,步骤S2中,所述胎架3为由横梁、纵梁构成网格式刚性结构,竖向承载能力为拱肋节段1重量的2倍以上,撑板4尺寸(长宽高)为12×150×200mm。
具体地,步骤S2中,若距离拱肋箱口1.5米范围内无纵横梁支撑时,在环口位置布置钢支墩17,保证箱口尺寸。
具体地,步骤S3中,在胎架3下方地面上放样出曲线线型地样的方法为:采用油漆标记和钢针划线的方式在胎架3下方地面放样出拱肋曲线线型地样。
具体地,步骤S5中,所述外腹板单元9与胎架3密贴。
具体地,步骤S6中,所述底板单元12锚孔内径比锚管14外径大2-4mm。
具体地,步骤S5、步骤S6中的热矫正温度控制在600-800℃。
具体地,步骤S7中,所述辅助样板15为厚度范围在16-20mm的圆形钢板,所述辅助样板15的直接比锚管14内径小0.5-1mm。
具体地,步骤S7中,所述辅助样板15的直径比锚管14内径小0.5-1mm。
最后所应说明的是,以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照实例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种控制钢箱系杆拱肋锚管角度误差的方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:按钢箱系杆拱桥的拱肋吊点位置,对全桥拱肋进行节段划分,将单片拱肋划分为若干个拱肋节段,使得单个拱肋节段中仅包含一组锚管;
S2:架设拱肋拼装胎架,在胎架表面设置若干个撑板,撑板布置在拱肋两侧顶、底板和拱肋轴线正下方且有隔板位置处;
S3:按照拱肋曲线制造线型,在胎架下方地面上放样出曲线线型地样线,使得曲线线型地样线纵向与拱肋节段纵基线保持一致,曲线线型地样线横向与拱肋节段横基线保持一致,将曲线线型地样线作为拱肋板单元定位的基准线,以曲线线型地样线的横、纵基线为基准,放样出锚管角度、中心位置地样线;
S4:采用长线法拼装拱肋节段,以带有曲线线型的外腹板单元作为基准,采用卧拼法,将外腹板单元纵基线与纵向地样线精准对位,并将外腹板单元与胎架码固连接,在外腹板单元上划出锚隔板单元角度位置线,对位组装锚隔板单元,以锚隔板单元为定位依次组装顶板单元、底板单元,焊接除锚隔板单元以外的其他箱体内焊缝;
S5:通过经纬仪转线,将地样锚管中心位置线反线至顶板单元、底板单元上,复测已经组装的锚隔板单元位置,利用热矫正修整变形,并焊接锚隔板单元与箱体之间的焊缝,再组装另一侧内腹板单元,复测拱肋节段纵基线、拱肋节段横基线位置及外形结构尺寸;
S6:焊接拱肋节段另一侧内腹板单元与锚隔板单元、顶板单元、底板单元的焊缝,焊接完成后,采用热矫正修整焊接变形,由底板单元锚孔处穿入锚管,通过经纬仪配合吊垂线装置,将锚管角度调整至与地样锚管中心位置线一致;
S7:在锚管端部设置具有十字线的辅助样板,将辅助样板放入每个拱肋的锚管内,使得辅助样本表面和锚管齐平,通过全站仪根据辅助样板的十字线测量锚管圆心点与拱肋节段纵、横基线的相对坐标,以定位锚管角度及位置;
S8:焊接锚管与拱肋节段的连接焊缝,完成整个拱肋节段制作。
2.根据权利要求1所述的一种控制钢箱系杆拱肋锚管角度误差的方法,其特征在于,步骤S1中,所述拱肋节段长度为4~8米。
3.根据权利要求1所述的一种控制钢箱系杆拱肋锚管角度误差的方法,其特征在于,步骤S2中,所述胎架为由横梁、纵梁构成网格式刚性结构,竖向承载能力为拱肋节段重量的2倍以上。
4.根据权利要求1所述的一种控制钢箱系杆拱肋锚管角度误差的方法,其特征在于,步骤S2中,若距离拱肋箱口1.5米范围内无纵横梁支撑时,在环口位置布置钢支墩,保证箱口尺寸。
5.根据权利要求1所述的一种控制钢箱系杆拱肋锚管角度误差的方法,其特征在于,步骤S3中,在胎架下方地面上放样出曲线线型地样的方法为:采用油漆标记和钢针划线的方式在胎架下方地面放样出拱肋曲线线型地样。
6.根据权利要求1所述的一种控制钢箱系杆拱肋锚管角度误差的方法,其特征在于,步骤S5中,所述外腹板单元与胎架密贴。
7.根据权利要求1所述的一种控制钢箱系杆拱肋锚管角度误差的方法,其特征在于,步骤S6中,所述底板单元锚孔内径比锚管外径大2-4mm。
8.根据权利要求1所述的一种控制钢箱系杆拱肋锚管角度误差的方法,其特征在于,步骤S5、步骤S6中的热矫正温度控制在600-800℃。
9.根据权利要求1所述的一种控制钢箱系杆拱肋锚管角度误差的方法,其特征在于,步骤S7中,所述辅助样板为厚度范围在16-20mm的圆形钢板,所述辅助样板的直接比锚管内径小0.5-1mm。
10.根据权利要求1所述的一种控制钢箱系杆拱肋锚管角度误差的方法,其特征在于,步骤S7中,所述辅助样板的直径比锚管内径小0.5-1mm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117537168A (zh) * 2023-10-27 2024-02-09 深圳大学 减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构及其施工方法

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