桥梁施工与组织管理第12章钢桥的施工课件

1、桥梁施工及组织管理 Bridge construction and organized management第十二章 钢桥施工9/19/20221第12章 钢桥施工（CHAPTER 12 Steel bridge construction ）1、构件制作2、钢桥安装3、施工控制与质量检查第十二章 钢桥施工9/19/202221、构件制作（1）作样（2）号料（3）切割（4）矫正（5）制孔（6）组装（7）焊接（8）试拼装第十二章 钢桥施工9/19/20223（1）作样包括：样板与样条作用：在钢料上定出切割线和螺栓孔位置样板：普通样板，机器样板样条：用于较长的型钢或钢板下料注意：(1)对铣刨加工件要

2、考虑加工余量，焊接构件要按工艺要求放出收缩余量，各拼装构件节段要放总装余量。(2)按设计图放出设计钢桥的预拱度。 第十二章 钢桥施工9/19/20224（2）号料用样板或样条在钢料上画出切割线即号料可确保精度、减少不同的尺寸误差第十二章 钢桥施工9/19/20225（4）矫正钢材在生产、运输、加工中都可能产生变形钢板、角钢可用辊压机矫正弯曲变形较大的料件可用顶弯机、火焰加热进行矫正第十二章 钢桥施工9/19/20227（5）制孔号孔：借助于样板或样条在钢料上打出钉孔位置冲点过程：画线钻孔、扩孔套钻、机器样板钻孔、数控钻床钻孔孔壁应光滑无损伤组装件预先钻小孔，组装后扩孔第十二章 钢桥施工9/19

3、/20228（7）焊接自动焊、半自动焊、手工焊第十二章 钢桥施工 焊机导线熔池焊条焊钳保护气体焊件电弧埋弧焊机器9/19/202210焊缝形式（1）对接焊缝正对接焊缝（2）角焊缝T型对接焊缝斜对接焊缝9/19/202211焊缝缺陷焊接缺陷是指在焊接过程中产生于焊缝金属或附近热影响区钢材表面或内部的缺陷。影响焊缝质量和连接强度，使焊缝受力面积削弱，且在缺陷处引起应力集中，易形成裂纹，并易于扩展引起断裂。 9/19/202212焊缝质量要求一级焊缝：要求对全部焊缝作外观检查及作无损探伤检查，对抗动力和疲劳性能要求较高处可采用。二级焊缝：要求对全部焊缝作外观检查外，对部分焊缝作无损探伤检查。对有较大

4、拉应力的对接焊缝以及直接承受动力荷载构件的较重要的焊缝，可部分采用。三级焊缝：只要求对全部焊缝作外观检查。用于一般钢结构。9/19/202214（8）试拼装拼装前必须进行试拼装成批生产的构件不必全部试拼装第十二章 钢桥施工9/19/202215制造示例（切割）钢板剪切示意 角钢剪切示意 手工焰切数控多头切割机9/19/202217制造示例（矫正）角钢矫正机示意 马刀形弯曲及火焰矫正 顶弯机工作示意 火焰矫正 9/19/202218制造示例（边缘加工）刨边机9/19/202219制造示例（制孔）覆盖式机器样板及钻孔套 数控钻床 摇臂钻床 9/19/202220制造示例（焊接）半自动埋弧焊杆件组焊

5、9/19/202221制造示例（整形）H形杆件的焊接变形 H形杆件矫正机示意 钢梁矫正 9/19/2022222、钢桥安装（1）悬臂拼装法（2）拖拉法（顶推法）（3）整孔架设（4）桁架法组拼钢梁（5）横移法（6）浮运法第十二章 钢桥施工9/19/202224悬臂拼装法采用爬行吊机，将杆件逐根的依次拼装在平衡梁上或已拼好的部分钢梁上，形成向桥孔中逐渐增长的悬臂，直至拼至次一墩(台)上。钢梁在悬臂安装关键问题：降低钢梁的安装应力；伸臂端挠度的控制；减少悬臂孔的施工荷载；保证钢梁拼装时的稳定性。9/19/202225简支桁梁半悬臂安装示意图 临时杆件吊机9/19/2022279/19/202228减

6、小悬臂内力和挠度的措施临时加固伸臂支点附近的杆件临时加固伸臂支点附近的梁体辅助吊索塔架（单层或双层）墩旁设置托架（减少悬臂长度）9/19/2022299/19/202230九江长江大桥双层辅助吊索塔架9/19/202231构件的连接普图螺栓连接高强螺栓连接刨平顶紧承托(板)Fe9/19/202232高强度螺栓预拉力的建立方法A、转角法 施工方法：初拧用普通扳手拧至不动，使板件贴紧密； 终拧初拧基础上用长扳手或电动扳手再拧过一定的 角度，一般为120o180o完成终拧。特点：预拉力的建立简单、有效，但要防止欠拧、漏拧 和超拧；B、扭矩法 施工方法：初拧用力矩扳手拧至终拧力矩的30%50%，使 板

7、件贴紧密； 终拧初拧基础上，按100%设计终拧力矩拧紧。特点：简单、易实施，但得到的预拉力误差较大。9/19/202233C、扭断螺栓杆尾部法（扭剪型高强度螺栓）施工方法： 初拧拧至终拧力矩的60%80%； 终拧初拧基础上，以扭断螺栓杆尾部为准。特点：施工简单、技术要求低易实施、质量易保证等9/19/202234高强度螺栓的施工要求 由于高强度螺栓的承载力很大程度上取决于螺栓杆的预拉力，因此施工要求较严格：1）终拧力矩偏差不应大于10%；2）如发现欠、漏和超拧螺栓应更换；3）拧固顺序先主后次，且当天安装，当天终拧完。 如工字型梁为：上翼缘下翼缘腹板。9/19/202235高强度螺栓摩擦面抗滑移

8、系数摩擦型高强度螺栓是通过板件间摩擦力传递内力的，而摩擦力的大小取决于板件间的挤压力（P）和板件间的抗滑移系数 ；板件间的抗滑移系数与接触面的处理方法和构件钢号有关，其大小随板件间的挤压力的减小而减小； 9/19/202236摩擦面的抗滑移系数在连接处构件接触面的处理方法 构件的钢号 Q235钢Q345钢、Q390钢Q420钢喷砂（丸） 0.450.500.50喷砂（丸）后涂无机富锌漆 0.350.400.40喷砂（丸）后生赤锈 0.450.500.50钢丝刷清除浮锈或未经处理的干净轧制表面 0.300.350.409/19/202237安装时临时支承布置 主要类型有：临时活动支座、临时固定支

9、座、永久活动支座、永久固定支座、保险支座、接引支座等。 支座随拼梁阶段变化与作业程序的变化将互相更换交替使用。 9/19/202238误差调整措施误差原因： 1 由于梁的自重引起的变形； 2 温度变化的影响； 3 制造误差； 4 临时支座的摩阻力对钢梁变形的影响 5 受日光偏照和偏载的影响 调整方法：钢梁纵移 ：温差法 、顶落梁法钢梁横移 ：千斤顶等调整9/19/202239拖拉法架设钢梁 (一)半悬臂的纵向拖拉 在拖拉过程中有时需要在永久性的墩(台)之间设置临时性的中间墩架，以承托被拖拉的桥跨结构。(二)全悬臂的纵向拖拉 全悬臂的纵向拖拉指在两个永久性墩(台)之间不设置任何临时中间支承的情况

10、下的纵向拖拉架梁方法。 9/19/202240半悬臂拖拉法半悬臂拖拉（采用临时支墩） 半悬臂拖拉（采用浮船） 9/19/202241全悬臂拖拉法全悬臂拖拉（采用导梁） 全悬臂拖拉（孔跨临时连接） 9/19/202242整孔架设 用架桥机架梁 钓鱼法架梁 整孔架设 9/19/202243膺架法拼组钢梁 序可分为杆件预拼、场地及支架布置、钢梁拼装、钢梁铆合或栓合等 横移法施工 用于旧桥改建 浮运法施工 岸上将钢梁拼铆(或栓合)成整孔后，利用码头把钢梁滚移到浮船上，再浮运至预定架设的桥孔上落梁就位。 有支架节段安装法把钢梁在其横截面方向划分成数个纵向节段及横向分段。在现场则在钢梁纵向分段的横截面附近

11、处设立临时支架，然后用吊机把梁节段按安装程序吊装就位，全部梁吊装固定后，即可落梁、卸架。 9/19/202244组拚浮运赝架(b)拼装主桁(c) 浮运船组浮起钢梁(d) 浮运就位9/19/202245浮运安装实例谢克哈里发桥 位于巴林，桥主跨为钢系杆拱结构，跨长121米，总重3000吨。DLT负责该桥钢结构安装工程的 设计，并参与3000吨主跨的工厂拼装，海运到工地以及提升至指定位置等工作。 9/19/2022469/19/2022473、施工控制与质量检查（1）施工控制（2）质量控制 质量控制内容：材料检测、设备检定、施工准备、编制施工组织设计(大纲)、施工制造和安装过程控制和桥梁验收各项目

12、 质量控制目标：确保施工质量的有效控制，使施工按质、按量、按期、按设计工艺要求以及符合施工规范和质量标准。 第十二章 钢桥施工9/19/202248钢桥制造安装实例石板坡大桥重庆石板坡长江大桥加宽改造工程采用在原桥上游平行新建一座桥梁的方案实施。新建桥梁出取消6号墩（5号墩与7号墩间一跨跨过主河槽）外，其余墩位与原桥墩位对应。桥梁跨径组成为：87.75+ 4138+ 330+ 133.75米。 桥梁结构采用连续梁与连续刚构混合连续体系。其中、墩为墩梁分离（简单支承），、墩为墩梁固结。桥梁主跨（、墩间）采用钢预应力混凝土混合形式，即中部108米采用钢箱梁。（10322.5）9/19/202249

13、钢箱制造（1）钢箱梁制造分为单元件制造、钢箱梁总装、现场合拢焊接三个部分，其中钢箱梁总装在船台同时进行。（2）零件下料采取预加补偿量一次下料的工艺方案。节段面板、底板、腹板等平直矩形零件在各自专用下料平台上连同坡口一次下料完成，其它零件采用数控精密切割。 （3）单元件制造在工厂专用生产线上进行。工序为：胎架制造拼板装配拼板焊接划线纵肋无马装配预变形亚船形焊接平台矫正、检查喷砂涂装。9/19/202250单元件划分 中顶板单元件边面板单元件底板单元件横隔板单元件腹板单元件中纵隔板单元件9/19/202251顶板单元件制造 顶板划线。板、U肋加工成形。在专用装配机上组装U肋。在专用船形胎架上焊接（

14、亚船形摇摆胎架）。在专用矫正平胎架上矫正。9/19/202252U肋部件组装 U形加劲肋装配机布置在桥面板单元件组装胎架上组装，胎架上设置有钢板定位装置，便于钢板吊装准确落位。U形加劲肋定位是靠装配机装配。9/19/202253焊接 、矫正 焊缝采用药芯焊丝CO2气体保护自动焊，在预变形亚船形焊接旋转胎架上进行。焊接前施加单元件焊接预变形，焊接后通过单元件液压矫正装置并辅以火工矫正控制单元件制作质量。9/19/202254钢箱梁总组装 6789NJPJ786786966755454354325432154321第5节段制造第4、6节段制造第3、7节段制造第2、8节段制造第1、9节段制造节段间环

15、焊缝焊接形成整体节段PJ、NJ钢砼节段制造及节段间预拼装9/19/202255钢箱梁运输、转向定位、出水运输：采用浮运方案，将钢箱梁建造好经密封处理后置入长江航道内，用推轮顶推钢箱梁；转向定位：建立钢箱梁转向定位“绞车钢缆拖挂系统”，在桥位处，整体转向90o 。出水：旋转抬头、平行上升、恢复水平 ，避免底平面水平出水而产生的巨大瞬间附加载荷。 动画9/19/202256钢砼接头吊装27a节段施工完成挂篮拆除吊装支架安装吊装支架加工、验收、试验合格吊装设备安装设备调试验收合格起吊至离船1m位置船运至桥位处、定位、抛锚、吊具安装监控监测初始数据设备设施检查吊装就位纵横竖调整竖向平面锁定监测三维空间

16、状态支撑梁操作平台钢筋波纹管内模砼浇筑养护穿索张拉压浆钢砼结合面压浆钢箱梁吊装准备9/19/2022579/19/202258钢砼接头就位辅助措施9/19/202259钢箱梁吊装施工简介 主跨跨中钢箱梁长为103m，重约1350t。钢箱梁由工厂加工制作，浮运至桥位处进行整体吊装。 钢箱梁吊装以重庆桥梁工程总公司同英国多门朗科技有限公司组成钢箱梁吊装联合体，确保钢箱梁吊装工作顺利实施。9/19/202260套北岸缆绳北岸对接出水适宜高度南岸连接转向、定位挂南岸缆绳切割附属设施提升到位补焊报验现场焊接解除吊装合拢成功等待适宜的温度、气候条件挂吊具3h2h5h2h1h6h2h8h3h11h1h2h1

17、4h12h12h26hh62h36h110h48h134h24hh：持续时间h：累计时间大桥主跨钢箱梁合拢过程运输、初步到位及切割部分附属设施提升至28米9/19/202261吊装系统结构示意图吊装支架提升千斤顶计算机控制系统数据电缆1、在5#悬臂梁（南端）、7#墩悬臂梁（北端）设置吊装系统，共设四个吊点。2、使用8台DL-S418千斤顶，2台DL-L114/4/D柴油驱动液压泵站。3、南北岸吊装系统通过一条数据电缆连接，由一台DL-P40计算机控制系统控制，DL-P40系统可以适时连续监测每台千斤顶荷载和行程。4、在提升过程中，控制系统可以适时连续显示各千斤顶的受力信息，如果某台千斤顶受力值在其荷载允许变化幅度外，整个系统将停止提升，千斤顶自动锁定。5、待查出超载原因后，控制系统操作人员可以对超载千斤顶进行调节，知至其达到力的同步性范围为