CN114319121A - 一种长大钢箱梁节段线形控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种既能保证长大节段吊装质量，又能提高生产效率的长大钢箱梁节段线形控制方法，通过分析制造阶段所涉及的长大节段钢箱梁工况多、线形复杂、长大重线形控制难度大等特点，提出工况及线形确认、线模放样及单元尺寸推算、长大钢箱梁制造阶段线形控制方法与措施，从而保证长大钢箱梁节段线形控制满足制造阶段质量，确保成桥线形满足要求。优点：一是本发明能够适应不同半径曲线长大钢箱梁的制作要求，既保证了曲线钢箱梁制作的精度，也能够提高长大钢箱梁节段的制作效率；二是流程简单、实用性强，可适用于其他结构钢箱梁，值得推广。

Description

一种长大钢箱梁节段线形控制方法

技术领域

本发明涉及一种既能保证长大节段吊装质量，又能提高生产效率的长大钢箱梁节段线形控制方法。

背景技术

CN102433841A、名称“一种异形曲线钢箱梁安装方法”， 包括以下步骤：步骤 1，制造钢箱梁各节段，进行预拼装，在预拼装过程中，距离300mm 对箱梁横截面 进行测量，记录数据并分析焊接横向收缩的平均值，并对钢箱梁的各节段进行尺寸上的补偿；步骤2，搭设临时支架，形成临时支墩，临时支墩采用满堂支架，包括脚手架、剪刀撑以及横向工字钢；在临时支架的架体周边上、中、下各设置一道安全防护网，架体顶部搭设安 全防护栏杆；沿钢箱梁的腹板边至防护栏杆边缘，顺桥向铺设人行通道及腹板焊接工作平台；调整临时支架顶托，按二次抛物线进行预拱度设置；步骤3，先在桥墩上测量定位，再吊装钢箱梁于桥墩上，并对曲线主箱梁的吊装就位进行控制，再对安装后的钢箱梁进行整体测量并予以调整；其中测量定位具体为：1）曲线钢箱梁的轴线控制：先在桥墩上放出轴线和桥梁中心线；钢箱梁在装配制作时，放出桥梁中心线和轴线，焊接完后复查各线并作标记；钢箱梁在吊装就位离支座50mm 时，调整钢箱梁，使钢箱梁上中心线和轴线同桥墩上的各线对应；复查各线的重合度，并在支座四面安装限位码后下放钢箱梁 ；2）控制钢箱梁的标高 ：计算各临时桥墩处各支点的高程，并复查各支点处的钢箱梁高程 ；3）控制曲线钢箱梁的中心线及前后位置：在临时桥墩上放出钢箱梁中心线，在钢梁吊装定位时对准其中心线；以钢箱梁中心线为基准调整间距，同一联钢箱梁上的两片梁体需同时施工；步骤 4，对钢箱梁的各节段进行焊接，并控制焊接的变形；步骤 5，对钢箱梁进行局部线条调整。该专利主要介绍异形曲线钢箱梁预拼、定位，与长大曲线钢箱梁线形控制无关。

CN103084806A、名称“一种大型曲线钢箱梁制作方法”，利用 AUTOCAD 或SOLIDWORK 三维软件 进行实体造型，对各节段的箱口及隔板位置进行精确放样，计算机模拟预拼装，根据计算机 的实体放样，制造横隔板、顶板、腹板、底板和基准块体，在直线组装胎架上进行曲线处节段 的制作，单个节段制作时两短边暂不切割，节段总体组焊完毕后划线切割两短边，并在组装 胎架上进行平位预拼装，节段接口处增设调整匹配件，填补短边切割后的间隙，实现曲线钢 箱梁的直线制作，在直线组装胎架上进行曲线处节段的制作，预拼装时由于节段的间隙值 差异较大，为保证桥位架设时精确匹配，通过调整匹配件进行调整，所述的调整匹配件为对 应设置在相邻两个节段上的拉耳和用来填补间隙的挡板，所述的挡板通过销轴与相邻节段 的拉耳连接，所述的挡板的尺寸根据间隙的尺寸确定。该专利针对的是小节段钢箱梁制造，与长大曲线钢箱梁线形控制无关。

发明内容

设计目的：设计一种既能保证长大节段吊装质量，又能提高生产效率的长大钢箱梁节段线形控制方法，进而形成长大节段钢箱梁制造技术。

设计方案：大跨度钢箱梁桥常用的吊装方法主要有分段吊装法、整体吊装法、顶推法、悬臂拼装法，高空滑移法等。不同的安装方法，应根据结构特点、场地要求、施工水平、工程进度要求、经济性等方面综合考虑确定。

长大节段整体吊装法是先将分段制作的单元在地面的胎架上拼装成整体，然后用起重设备将其吊装到设计标高位置，并加以固定的施工方法。整体吊装施工方法不需要高大的拼装支架，减少了高空作业，保证施工安全与连接质量，但需要起重量大的起重设备。

大节段吊装规模较大，运输吨位大，适合于跨海或沿海大桥，目前大节段吊装法较多用于钢箱连续梁。

长大节段线形包含设计线形、制造线形、安装线形、成桥线形，外加桥梁设计本身的平竖曲线及预拱度，导致线形非常复杂，因此，常需依据设计图建立理论线模，并结合制造线形的基准线模，通过几何关系计算或软件推算出大节段内所包含的各小节段轮廓尺寸、夹角等；桥位环境、设备等条件受限，线形调节能力有限，组成大节段的单元、节段多、焊缝密集、工序多、几何轮廓大，需通过一系列工艺、胎架及测控手段等措施保证单元、小节段、大节段、存放及转运阶段大节段线形控制精度满足目标要求。

技术方案：一种长大钢箱梁节段线形控制方法：（1）工况及线形确认核对：长大节段钢箱梁线形与其架设安装方法紧密相关，大节段孔吊装、大节段顶推、小段拼装后顶推等不同方案会造成其线形差异较大；同时由于长大节段钢箱梁在不同施工阶段具有不同的线形，如设计理论线形、制造线形、安装监控线形、成桥线形等，应正确区分长大节段各类线形，防止混淆，造成安装无法达到验收要求。

（2）理论线形放样、复核：依据线路设计参数，依次绘制平、立、剖。

（3）基准线模放样：依据特定架设方案计算的长大节段制造阶段的无应力线形，绘制出基准线模轮廓（一般为钢箱梁中心断面处）。

（4）单元实际尺寸推算：依据基准线模+理论线模，利用画法几何或软件精确推算各单元件几何尺寸，包含顶板、底板、腹板外轮廓。

（5）单元件制造精度控制：单元件制造时采用推算的理论尺寸，同时结合工艺量（焊接、矫正、切边时机）进行几何尺寸精度控制。

（6）小节段制造精度控制：设计适应长大节段钢箱梁平竖曲线变化的胎架，通过合理规划装配工艺，控制长大节段整体平竖线形。

（7）大节段制造精度控制：设计纵横向定位装置，并选用基准段定位，其余段依次复位、组焊、复核等方法，结合适用的测控方法，保证大节段接长线形满足要求。

（8）转运与存放：长大节段尺寸大、重量大、局部刚性较弱，计算其转运、存放过程中的局部受力问题，设计合理的转运及支撑位置，保证转运及存放阶段线形。

（9）现场大节段线形控制：现场长大节段钢箱梁常采用定位牛腿、墩顶调梁装置保证架设线形满足要求。

本发明背景技术相比，一是本发明能够适应不同半径曲线长大钢箱梁的线形控制要求，第一次明确了钢箱梁制造、安装不同阶段线形控制的流程与关键内容，能够有效保证长大钢箱梁节段在图纸转化、制造（单元件、小节段、大节段）、桥位安装等阶段线形满足相应的验收要求；二是流程简单、实用性强，可适用于其他结构钢箱梁，值得推广。

附图说明

图1-1是线形类型（理论线形）示意图。

图1-2 是线形类型（制造线形）示意图。

图1-3 是线形类型（成桥线形）示意图。

图2-1是箱梁（中心线展开长）立面示意图。

图2-2是箱梁平面投影示意图。

图2-3是箱梁断面示意图。

图3是基准线模（制造线形）示意图。

图4-1是梁长平面投影示意图。

图4-2是单元推算图。

图5是单元-小节段示意图。

图6是大节段接长示意图一。

图7是大节段接长示意图二。

图8是大节段转运及临时存放示意图。

图9是大节段桥位架设示意图。

具体实施方式

实施例1：参照附图1-9。一种长大钢箱梁节段线形控制方法：

第1步 ：架设方法及监控制造线形确认复核

第2步 ：设计理论平立剖线形放样复核

第3步 ：监控制造基准线模放样

第4步 ：利用基准线模结合理论平立剖推算单元尺寸

第5步 ：单元件制造，重点预留工艺量

第6步 ：设计专用实桥线形胎架，设计合理工艺保障小节段制造精度

第7步 ：利用测控装置、胎架，结合单元件精度控制小节段制造线形

第8步 ：利用测控地样，控制基准小节段复位、组焊精度，保证大节段线形

第9步 ：通过受力计算合理选择支撑位置，保证大节段转运及存放过程的线形

第10步：设计架设牛腿、墩顶调整装置保证现场大节段架设线形。

下面作进一步说明：

（1）工况及线形确认核对：长大节段钢箱梁线形与其架设安装方法紧密相关，大节段整孔吊装、大节段顶推、小段拼装后顶推等不同方案会造成其线形差异较大，同时由于长大节段钢箱梁在不同施工阶段（指各类施工方案的不同阶段的工况）具有不同的线形，如设计理论线形、制造线形、安装监控线形、成桥线形等，应正确区分长大节段各类线形，防止混淆，造成安装无法达到验收要求；利用设计、监控单位计算并复核确认的线形，进行放样。不同的工况状态下，有不同的验收指标。

（2）理论线形放样、复核：依据总体设计线路设计参数，依次绘制平、立、剖图；

（3）基准线模放样：依据不同的施工方案架设方案计算的长大节段制造阶段的无应力线形，绘制出钢箱梁中心断面处基准线模轮廓；

（4）单元实际尺寸推算：依据基准线模+理论线模，利用画法几何或软件精确推算各单元件几何尺寸，包含顶板、底板、腹板外轮廓；

（5）单元件制造精度控制：单元件制造时采用推算的理论尺寸，同时结合焊接、矫正、切边时机工艺量进行几何尺寸精度控制（不同的焊接、矫正方法工艺量均不同）；

（6）小节段制造精度控制：设计适应长大节段钢箱梁平竖曲线变化的胎架，以便调整和控制钢箱梁整体横向位置与高程，通过合理规划各类单元组焊顺序与时机等装配工艺，使长大节段整体平竖线形满足节段轴线、高程、对角线等验收指标要求。

（7）大节段制造精度控制：设计纵横向定位装置，并选用大节段中部的节段做为基准段定位，其余段依次复位、组焊、复核等方法，结合适用的测控方法，保证大节段接长线形满足要求。

（8）转运与存放：长大节段尺寸大、重量大、局部刚性较弱，计算其转运、存放过程中的局部受力问题，在长大节段箱梁隔板、腹板交叉部位设计加强结构，并作为转运的支撑位置，保证转运及存放阶段线形控制在变形范围之内。

（9）现场大节段线形控制：现场长大节段钢箱梁常采用设置定位牛腿、墩顶调梁装置来保证平面位置坐标、高程、轴线等形指标满足架设阶段的验收要求。

需要理解到是：上述实施例虽然对本发明设计思路的作了详细的文字描述，但是这些文字的描述，只是对本发明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 (1)

1.一种长大钢箱梁节段线形控制方法，其特征是：

（1）工况及线形确认核对：长大节段钢箱梁线形与其架设安装方法紧密相关，大节段整孔吊装、大节段顶推、小段拼装后顶推等不同方案会造成其线形差异较大，同时由于长大节段钢箱梁在不同施工阶段工况具有不同的线形，如设计理论线形、制造线形、安装监控线形、成桥线形等，应正确区分长大节段各类线形，防止混淆，造成安装无法达到验收要求；

（2）理论线形放样、复核：依据总体设计线路设计参数，依次绘制平、立、剖图；

（3）基准线模放样：依据不同的施工方案架设方案计算的长大节段制造阶段的无应力线形，绘制出钢箱梁中心断面处基准线模轮廓；

（4）单元实际尺寸推算：依据基准线模+理论线模，利用画法几何或软件精确推算各单元件几何尺寸，包含顶板、底板、腹板外轮廓；

（5）单元件制造精度控制：单元件制造时采用推算的理论尺寸，同时结合焊接、矫正、切边时机工艺量进行几何尺寸精度控制；

（6）小节段制造精度控制：设计适应长大节段钢箱梁平竖曲线变化的胎架，以便调整和控制钢箱梁整体横向位置与高程，通过合理规划各类单元组焊顺序与时机等装配工艺，使长大节段整体平竖线形满足节段轴线、高程、对角线等验收指标要求；

（7）大节段制造精度控制：设计纵横向定位装置，并选用大节段中部的节段做为基准段定位，其余段依次复位、组焊、复核等方法，结合适用的测控方法，保证大节段接长线形满足要求;

（8）转运与存放：长大节段尺寸大、重量大、局部刚性较弱，计算其转运、存放过程中的局部受力问题，在长大节段箱梁隔板、腹板交叉部位设计加强结构，并作为转运的支撑位置，保证转运及存放阶段线形控制在变形范围之内；

（9）现场大节段线形控制：现场长大节段钢箱梁常采用设置定位牛腿、墩顶调梁装置来保证平面位置坐标、高程、轴线等形指标满足架设阶段的验收要求。

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