官塘大桥钢箱拱肋及钢箱梁工程的节段组装及轮次试拼装方案分析

马金铎

摘 要：本文以柳州市官塘大桥钢箱拱肋及钢箱梁工程施工为例，分析箱拱肋及钢箱梁工程的节段组装及轮次试拼装方案，希望能够为相关人士提供帮助。

关键词：钢箱拱肋;钢箱梁;工程;节段组装;轮次试拼装

中图分类号：U445 文献标识码：A

前言：

随着经济社会的发展，我国交通建设行业也迎来了新的发展生机，在这种背景下，也进一步提高了对桥梁工程建设的要求。官塘大桥施工建设作为本市重点的交通建设项目，其施工质量受到了社会各界的广泛关注，为了能够进一步提高工程的施工质量，必须要做好钢箱拱肋及钢箱梁工程的节段组装及轮次试拼装的方案设计，从而全面提供桥梁建设质量，为人们的出行提供保障。

1.工程概况

1.1钢箱拱肋设计概况

钢箱拱肋采用悬链线布置，拱肋计算跨径为457.183m，拱肋净跨径450m，净矢高100m，净矢跨比为1/4.5;拱平面与竖直平面的夹角为10°。钢箱拱肋采用等宽变高的单箱单室截面，钢箱拱肋截面宽度为5m，拱箱高度沿拱轴线按照线性变化，由跨中的6.0m 渐变至拱脚截面10.527m。全桥拱肋划分为JH0、JH1、N0～N11（合龙段）对称布置共计54个节段。最短吊装节段长约10.9m，最长吊装节段长约25.79m;节段最小重量77.8吨，最大重量296.7吨。

拱肋顶底板厚度由拱底60mm变到拱顶36mm，腹板厚度由拱底30mm变到拱顶24mm，为了减小风阻和改善视觉效果，拱箱四角采用切角设计，切角尺寸约为500×800mm。

钢箱拱肋内的纵向加劲肋采用板式加劲肋形式;钢拱箱顶、底板上，纵向加劲肋间距600mm。拱箱腹板纵向加劲肋曲线均与底板平行布置。腹板上的纵向加劲肋间距为575mm。

每一段钢箱拱肋节段内，均设置了2～3道定位横隔板，起到制造时辅助定位的功能。定位横隔板均垂直于拱轴线布置，一般的定位横隔板厚16Mm，设置吊点构造的横隔板厚20mm;吊点横隔板均在双面设置加劲肋。

1.2钢箱梁设计概况

主梁采用单箱单室扁平流线型全焊钢箱梁，吊索区全宽44.5m，无吊索区宽39.5m，中心高3.5m（外轮廓）。钢箱梁顶板16mm，底板、下斜板厚12mm，腹板厚16mm。钢箱梁顶板在机动车道、非机动车道及区域采用U肋进行纵向加劲，U肋上口宽300mm，底宽170mm，高280mm，板厚8mm，间距600mm。

钢箱梁顶板在端头靠近吊点的区域，以及钢箱梁底板、下斜板、腹板采用板式加劲肋进行纵向加劲，加劲肋高140mm，板厚12mm，间距350mm。

钢箱梁内每隔3.5m设置一道横隔板。标准节段含2道普通横隔板和1道吊点横隔板;跨中节段含2道普通横隔板;端节段含5道普通横隔板。

普通横隔板板厚12mm，吊点横隔板板厚30mm。除端部横隔板采用单面加劲外，其余横隔板均采用双面加劲。

2. 钢箱拱肋及钢箱梁工程的节段组装及轮次试拼装方案

2.1 胎架设计

钢拱肋与钢箱梁共用胎架，钢拱肋组装完毕后对支架进行适应钢箱梁的改造，满足钢箱梁的组装尺寸。

胎架的立柱及横梁均采用工字钢（I40a）加工，拼装区域内地面设置混凝土条形基础，基础上面设预埋钢板，工字钢立柱与预埋钢板焊接固定。桥横断面方向形成胎架，其支柱间距为2.925m和6m。桥纵断面方向胎架间距为3.5m，胎架间设螺栓连接形式胎架，连杆按照2.925m（中间区域6m）间距设置。桥纵断面方向3.5m胎架间距可满足拱肋的运出，作为拱肋的运梁通道。桥横断面方向设置两处螺栓连接可拆卸的横梁，作为钢箱梁的运梁通道。

2.2组装及试拼装方案

2.2.1节段轮次组装方案

节段组装是按照轮次组装顺序在胎架上进行组拼作业。

钢箱拱肋根据施工安装顺序先制作下拱肋节段（JH0～N1），再制作中拱肋节段（N1～N5），再制作上拱肋节段（N5～N8），最后制作（N8～N11）。

拱肋节段组装流程：拱肋胎架→第一循环（JH0～N1）拱肋板单元组装→第一循环拱肋焊接→第一循环拱肋检验→第一循环拱肋涂装→第二循环（N1～N5）拱肋板单元组装→第二循环拱肋焊接→第二循环拱肋检验→第二循环拱肋涂装→第三循环（N1～N5）拱肋板单元组装→第三循环拱肋焊接→第三循环拱肋检验→第三循环拱肋涂装→第四循环（N5～N8）拱肋板单元组装→第四循环拱肋焊接→第四循环拱肋检验→第四循环拱肋涂装→第五循环（N5～N8）拱肋板单元组装→第五循环拱肋焊接→第五循环拱肋检验→第五循环拱肋涂装→第六循环（N8～N11）拱肋板单元组装→第六循环拱肋焊接→第六循环拱肋检验→第六循环拱肋涂装。其中N4＼N4＼N8＼N8段为单端加长150mm。

钢箱拱肋组拼以卧式进行组拼，按照腹板单元→横隔板单元→顶板、底板单元→腹板单元的工序进行。

拱肋横撑及肋间横梁由单独班组在现场进行制作，顺序与安装顺序相同。

钢箱梁按照4节一个循环进行3+1节制作，从桥两端向合拢段方向制作，与安装顺序方向一致。

钢箱梁节段组装流程：复测修整支架→第一循环（L1～L4，L44～L41）钢箱梁制作→第二循环（L4～L7，L41～L38）钢箱梁制作→第三循环（L7～L10，L38～L35）钢箱梁制作→第四循环（L10～L13，L35～L32）钢箱梁制作→第五循环（L13～L16，L32～L29）钢箱梁制作→第六循环（L16～L19，L29～L26）钢箱梁制作→第七循环（L19～L22，L26～L23）钢箱梁制作。其中L23节段为合拢段，两端各加长200mm。

钢箱梁组拼以正装法进行组拼，按照底板单元→横隔板单元→顶板单元→附属构件的工序进行。

2.2.2拱肋节段组装

节段组装是在按照线性搭设的胎架上进行组拼作业。钢箱拱肋组拼以卧式进行组拼，按照腹板单元→横隔板单元→顶板、底板单元→腹板单元的工序进行。

钢箱拱分段组装控制关键点：

a钢拱分段组装线型钢拱整体线型一致性;

b分段端口外形尺寸;

c焊接质量;

在胎架区的地面上设置纵、横向标记线、检查线等，在胎架以外的钢柱上设置高度定位基准标记线（即标高样杆）。分段组装过程中，由各基准线控制构件的空间位置，以保证钢拱肋整体尺寸精度。

节段组装并检查合格后在胎架上焊接箱形内部焊缝及外部焊缝。焊接应遵循对称施焊的原则，同一侧主角焊缝应同时、同向、同规范焊接，并应先顺序焊接打底焊道1～2道后，再焊接完成剩余焊缝。从而控制焊接变形，保证节段几何尺寸及拱肋曲线。

2.2.3合拢段的制作

拱肋合拢段制作时，端头长度方向预留二次切头量。合拢段纵肋分两段，中间段先焊在拱肋上，端头部分长度为600mm，卡样出孔，制作阶段不焊。在桥位安装后根据实测合拢长度，对称配切合拢段端面及纵肋，并组焊在合拢段上。

2.2.4钢箱梁节段组装

板單元制造完成后，在桥址拼装场进行梁段的制造。根据本桥钢箱梁的结构特点，采用多节段连续匹配组装、焊接和预拼装同时完成的方案。全桥共44个梁段，根据施工现场条件，改造梁段总拼装线。按照钢箱梁安装顺序及工期要求进行匹配制造。每轮次组拼不少于4个梁段，每轮预拼装合格后，标记梁段号，将最后一个梁段留下，参与下一轮预拼装，其余梁段出胎进入涂装工序。在梁段制造中，按照底板、斜底板→横隔板→腹板→中间顶板→边顶板→风嘴的顺序，实现立体阶梯形推进方式逐段组装与焊接。组装时，以支架为外胎，以横隔板为内胎，重点控制桥梁的线形、钢箱梁几何形状和尺寸精度、相邻接口的精确匹配等。

3.结束语

综上所述，只有做好钢箱拱肋及钢箱梁工程的节段组装及轮次试拼装方案设计，才能够提高工程施工建设的质量。