鋼箱梁制造線形控制
——水平預拼技術分析

楊大海

(安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

鋼箱梁制造線形控制
——水平預拼技術分析

楊大海

(安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

蕪湖長江公路二橋鋼箱梁橫截面為弧線形底板，縱向處于半徑為25 000 m的圓曲線上。制造時采用水平預拼裝方案，先根據設計數據模擬曲線相關參數，以此為基礎在水平預拼時結合定測進行控制、調整、檢測線形精度，達到了曲線預拼的效果，大大節省了預拼時間與經濟投入。

水平預拼；測量；控制；鋼箱梁

斜拉橋設計和施工控制的關鍵任務之一是確定橋梁的制造線形和安裝線形，使得橋梁最終達到設計成橋線形和內力狀態[1-3]。通常，鋼箱梁懸拼施工[4]過程中很難通過頂、底板焊縫寬度來實現梁端標高及傾角的較大調整。但是在制造線形滿足適當條件下，可以在拼裝過程中不對梁段間夾角進行調整，梁段即能較好地達到理論安裝目標線形。因此合理的梁段制造線形對于能否達到成橋目標狀態至關重要。而鋼梁的預拼裝則是檢驗制造線形是否合格的一個重要手段。

1 概 述

蕪湖長江公路二橋主橋跨徑布置為100 m+308 m+806 m+308 m+100 m，全長1 622 m，為雙塔四索面全漂浮體系斜拉橋，橋塔采用分肢柱式塔，主梁為分離式鋼箱梁，主橋橋型布置圖如圖1所示。

圖1 主橋橋型布置圖

鋼箱梁平曲線為直線，豎曲線參數為：R=25 000 m、E=4.9 m、T=495 m、i=1.98%。上述曲線為設計成橋線形，由于鋼箱梁在架設計過程中的彈性壓縮、焊接收縮、施工方案等因素[5]，實際預拼裝時采用的是制造線型[6-8]。鋼箱梁預拼合格后，在橋位以安裝線形拼接完成，最終形成成橋線形。

2 鋼梁預拼裝的目的

預拼裝主要控制點為：鋼箱梁旁彎、拱度(線形)調整；鋼箱梁長度控制；組裝鋼箱梁臨時連接件(匹配件、對拉裝置、止推板等)；接口焊縫間隙及相鄰接口對接縫錯邊量的調整；橋位安裝架設所用基準線、監控測點的布設等。

鋼箱梁標準橫斷面，見圖2所示。

圖2 鋼箱梁標準橫斷面圖

3 水平預拼裝的可行性分析

水平預拼裝法：即將鋼箱梁節段水平置于胎架上，調整各梁段在總拼胎架上的姿態，到位后量測縱基線位置、橫基線間距等參數，通過計算得梁段間接口參數，以調整梁段接口狀態，實現梁段制造線形的預演。

3.1 梁段長度、接口間隙的控制

無論是水平還是曲線預拼裝，對梁段長度、接口間隙的控制是相同的，都是按照設計提供的數據通過CAD放樣得出制造線形的理論長度(頂板長度大于底板長度)。不同之處在于曲線預拼裝時梁段之間頂底板間隙是相同值，頂底板匹配件組裝時加墊厚度也相同，而水平預拼裝時梁段之間頂底板間隙不相同，匹配件組裝加墊厚度不同，差值是通過CAD按照箱梁制造線形放樣得出。

具體狀態見圖3、圖4所示。

圖3 水平預拼裝示意圖

圖4 曲線預拼裝示意圖

頂、底板長度計算方法：

L=L理-δ1+δ2+δ3

(1)

其中，L為頂底板制造長度；L理為按照制造線形放樣得出的頂底板理論長度；δ1為橋位環縫間隙(取值6 mm)；δ2為橋位環縫焊接收縮量(取值3 mm)；δ3為梁段彈性壓縮量。

3.2 軸線偏位檢驗

采用“三縱一橫”[9]測量控制網檢驗鋼箱梁縱橫基線偏差。水平預拼裝與曲線預拼裝相同。

3.3 標高檢測

曲線預拼裝可實際測出各測點標高與理論差值，但梁段制造誤差會帶入檢測結果中。水平預拼裝可精確測定梁長、梁段四角高差等指標，然后根據梁長實測數據通過計算機模擬預拼裝，得出測點標高數值，并且可以驗證環縫間隙[10]是否滿足要求。

預拼裝其他重要指標如鋼箱梁幾何精度、梁長、接口匹配、定位裝置安裝、橋位監控測點布設等，水平預拼裝均可以實現。

4 結束語

綜上所述，鋼箱梁加工制造關鍵工藝采用水平預拼裝是可以實現的。而且水平預拼裝具有以下優點：

(1) 縮短制造工期：胎架制作可不考慮縱向起拱因素，縮短了胎架制作周期，加快每輪鋼箱梁的制作速度，每輪制作時只考慮因底板板厚差造成的局部尺寸偏差。如果采用曲線預拼裝，由于尺寸有變化每輪胎架都要改制，制作周期長。

(2) 橫隔板組裝精度控制：水平預拼裝時，箱梁橫隔板是鉛垂狀態，能更好地控制橫隔板組裝精度；而曲線預拼裝時，橫隔板為傾斜狀態，組裝偏差相對較大。

(3) 由于水平預拼裝測量誤差小，相對曲線預拼裝更有利于控制梁長。

蕪湖長江公路二橋鋼箱梁加工制造采用了水平預拼裝法，該方法改變了以往曲線預拼的傳統工藝，有效地降低了拼裝成本、縮短了工期、提高了測量精度，可為以后其他鋼箱梁制造借鑒參考。

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[3] 狄 謹，武 雋．自錨式懸索橋主纜線形計算方法[J]．交通運輸工程學報，2004，4(3)：38～43．

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[9] 薛宏強.測量技術在鋼箱梁制造中的應用[J].城市建設理論研究，2012(12)：40～46.

[10] 洪 軍,楊元錄.斜拉橋預制鋼箱梁節段橋位拼裝工藝及焊接變形[J].鋼結構，2001，16(3)：11～13.

2016-09-05；修改日期：2016-09-19

楊大海(1982-)，男，安徽阜陽人，碩士，安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司工程師．

U448.27

A

1673-5781(2016)05-0699-03