鋼管拱豎轉(zhuǎn)合攏拱肋調(diào)整

【摘要】 本文結(jié)合宜萬線宜昌長江大橋鋼管拱制造，針對鋼管拱豎轉(zhuǎn)完成后，鋼管拱合攏時能通過豎、橫向、調(diào)節(jié)拱肋內(nèi)應(yīng)力來調(diào)整鋼管拱的拱肋線性，并能方便、安全、迅速的對鋼管拱進(jìn)行臨時鎖定的施工工藝。

【關(guān)鍵詞】 鋼管拱；合攏；調(diào)節(jié)；豎轉(zhuǎn)

目前，國內(nèi)鋼管拱橋梁越來越多，鋼管拱合攏后，對鋼管拱合攏時如何調(diào)節(jié)鋼管拱的線性、內(nèi)應(yīng)力及如何進(jìn)行臨時鎖定，現(xiàn)以宜萬線宜昌長江大橋鋼管拱的合攏調(diào)節(jié)進(jìn)行分析，來說明鋼管拱合攏后應(yīng)進(jìn)行那些調(diào)整及如何調(diào)整，調(diào)整完成后，如何調(diào)整拱肋內(nèi)應(yīng)力及進(jìn)行臨時鎖定。

一、工程概況

宜萬鐵路宜昌長江大橋主橋為130m+2×275m+130m連續(xù)剛構(gòu)+鋼管混凝土柔性拱組合結(jié)構(gòu)，鋼管拱拱肋計算跨度264m，矢高52.8m，矢跨比1/5，拱軸線為二次拋物線，拱肋分為2跨。每片拱肋由4-φ750鋼管混凝土組成，由橫向平聯(lián)板、豎向腹桿連接成為鋼管砼桁架結(jié)構(gòu)，全橋豎轉(zhuǎn)鋼管拱總重約3640噸。拱肋弦桿、腹板、平聯(lián)板采用Q345qD鋼材，橫撐采用Q235qD鋼材。鋼管及平聯(lián)板厚度分為20mm、18mm、16mm三種，拱腳處局部加厚到24mm，平聯(lián)板與對應(yīng)位置鋼管拱等厚。拱肋鋼管中心高度由拱腳處4m漸變至拱頂處3m。每片拱肋鋼管橫向中心1.7m，兩片拱肋中心距12.35m。

二、拱肋的安裝方案

考慮施工現(xiàn)場的場地及設(shè)備情況，宜萬線宜昌長江大橋的安裝采用豎轉(zhuǎn)的方法，即拱肋在原線性的基礎(chǔ)上，朝下豎轉(zhuǎn)一定角度，在橋面用萬能桿件在鋼管拱每個節(jié)段梁端處設(shè)置支點進(jìn)行鋼管拱的架設(shè)如圖一所示，

鋼管拱架設(shè)完成后，采用350t連續(xù)提升千斤頂進(jìn)行張拉，將拱肋進(jìn)行豎轉(zhuǎn)，豎轉(zhuǎn)情況如圖二所示（一跨）：

拱肋豎轉(zhuǎn)到位后，需對拱肋進(jìn)行微調(diào)，使拱肋的線性達(dá)到設(shè)計要求。拱肋線性達(dá)到設(shè)計要求后，調(diào)節(jié)拱肋內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力調(diào)節(jié)完成對拱肋進(jìn)行臨時鎖定，溫度達(dá)到設(shè)計合攏溫度以后對拱肋進(jìn)行永久合攏。

三、拱肋豎轉(zhuǎn)完成后會引起拱肋微小偏差的因素分析

拱肋豎轉(zhuǎn)完成后，拱肋的線性由于以下因素會出現(xiàn)偏差：

1、拱肋的軸與支座存在一定的配合誤差，拱肋在豎轉(zhuǎn)時會對拱肋橫橋向方向產(chǎn)生誤差。

2、在拱肋上的扣點由于在提升過程中，拱肋受力會產(chǎn)生彈性變形。

拱肋由于上述原因會產(chǎn)生一定的偏差，因此，在拱肋豎轉(zhuǎn)完成后對拱肋的線性要進(jìn)行微調(diào)，保證拱肋的線性滿足設(shè)計要求。

四、鋼管拱拱肋線性的調(diào)整

我們采取以下工藝進(jìn)行調(diào)整。

1、豎向方向調(diào)整

鋼管拱豎轉(zhuǎn)完成后，如在拱肋豎向方向存在微小偏差，鋼管在拱肋合攏對接時會產(chǎn)生錯邊，我們可通過卷揚機(jī)對拱肋的松、緊來對拱肋線形及兩岸拱肋間高低的相對位置進(jìn)行少量的調(diào)整，使拱肋在豎向方向滿足設(shè)計要求。

2、合攏口間橫向相對位置的調(diào)整

拱肋在豎轉(zhuǎn)過程時，由于拱肋豎轉(zhuǎn)的軸與支座存在配合誤差，使拱肋的合攏口會產(chǎn)生橫橋向的誤差，拱肋間橫向相對位置的調(diào)整方法采取在離合攏口最近的豎腹桿上布置鋼絞線。可以通過拉緊鋼絞線對兩岸拱肋合攏口間橫向相對位置進(jìn)行少量的調(diào)整，拱肋內(nèi)部橫向的調(diào)整，采取在合攏口主弦管上布置兩對精扎螺紋鋼。通過緊松精扎螺紋鋼對拱肋內(nèi)弦管間的橫向相對位置進(jìn)行少量的調(diào)整，并在拱肋內(nèi)形成拉力斜撐，能夠?qū)袄邇?nèi)的橫向位移進(jìn)行約束，如圖3所示。

4、合攏后的合攏段內(nèi)部結(jié)構(gòu)

鋼管拱豎轉(zhuǎn)到位后，采取豎橫向調(diào)整將拱肋調(diào)節(jié)到設(shè)計位置后，需對拱肋進(jìn)行剛性連接及調(diào)節(jié)拱肋內(nèi)應(yīng)力，我們采取 2個千斤頂+2個內(nèi)襯管的方法實現(xiàn)，千斤頂及內(nèi)襯管布置位置如圖四所示：

管內(nèi)內(nèi)應(yīng)力采用千斤頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，千斤頂大少的選擇由設(shè)計內(nèi)應(yīng)力決定，鋼管拱豎轉(zhuǎn)到位后，利用千斤頂來調(diào)節(jié)拱肋間的相互內(nèi)應(yīng)力至設(shè)計要求，拱肋合攏段千斤頂結(jié)構(gòu)如圖五

拱肋線性及內(nèi)內(nèi)應(yīng)力達(dá)到設(shè)計要求后，需對拱肋進(jìn)行臨時鎖定，我們采取內(nèi)襯管結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)剛性鎖定如圖六（合攏段長度為1600mm）:

A、鋼管拱豎轉(zhuǎn)單位后，通過豎向、橫向調(diào)節(jié)線性及利用千斤頂調(diào)節(jié)拱肋內(nèi)應(yīng)力達(dá)到設(shè)計要求后，通過拱肋內(nèi)襯管將鋼管拱進(jìn)行拱肋安全、迅速的進(jìn)行臨時、剛性鎖定。

B、將鋼管拱內(nèi)部φ336X16X550的套筒滑動到如圖7所示的位置，然后進(jìn)行焊接鎖定:

當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)計合攏溫度后，安裝拱肋合攏段主弦管（主弦管分2-8塊），合攏段的長度由于拱肋存在彈性變形需在設(shè)計的理論長度上加放余量，在安裝焊接完成2-4塊主弦管后，將拱肋內(nèi)部、臨時連接結(jié)構(gòu)拆除，將剩余的合攏段主弦管安裝焊接完成后，拱肋永久鎖定。

參考文獻(xiàn)：

1、《機(jī)械設(shè)計手冊》機(jī)械工業(yè)出版社

2、GB700-2006 《碳素結(jié)構(gòu)鋼》 中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會。

3、TB10212-98《鐵路鋼橋制造規(guī)范》

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