无应力安装大跨度钢桁架拱桥合拢技术控制

二00七年四月无应力安装大跨度钢桁架拱桥合龙精度控制发表人：吴军国中铁四局集团第二工程有限公司常州经理部QC小组一、工程简介

新龙大桥是江苏省常州市京杭运河改线工程上的一座重要桥梁，该桥单跨过河，主桥采用三跨（30.7+100+30.7m）中承式连续钢桁架拱桥。桥宽36m，长161.4m，桁宽25m，桁梁节间长度5m，节点采用M24高强度螺栓栓接，杆件最长25m，最大起重量17.5吨；拱肋上下弦均为圆曲线型，矢高27.5m，矢跨比3.64，拱顶至中间支座高度为29.5m；全桥钢结构重1930t，钢桁架构件采用工厂加工制作，满樘支架法逐段安装，桁梁拱肋跨中合龙。新龙大桥钢桁架拱桥全景图二、小组概况钢桁架拱桥顺利合龙、整体线型达到设计要求活动目标60h活动时间3次/月活动频次2006.3～2006.11活动时间组员技术员资料员中专29男吴红星组员助工施工员中专38男杨文胜组员技术员技术主管大专25男杨海丰组员高工安装负责人大学58男鲍顺义组员高工工程部长大学35男马彬友副组长工程师项目经理大专39男吴曙光组长工程师项目总工大学27男吴军国小组职务职称职务文化程度年龄性别姓名吴军国组长2006.3.10建组时间7人小组成员人均48hTQC教育攻关型类型无应力安装大跨度钢桁架拱桥合龙精度控制课题名称中铁四局二公司常州经理部QC小组小组名称主桥桥面系预拱度通过调整钢吊杆实施，桥面竖曲线通过变截面横梁调整，拱肋上、下弦采用不同直径圆曲线形，线型控制难度大。全桥采用高强度螺栓连接，高栓达76000余套，高栓与栓孔仅-2mm的间隙，合龙段安装精度要求极高。桁梁拱桥节点均为空间三维稳定结构，安装节段刚度大，空间约束多，不易进行偏差调整，安装控制较难。主桥下原为深约6米的取土坑，后用灰土填筑满樘支架法施工，回填土及支架沉降量对桥梁线型影响较大。三、选题理由四、设定目标确保钢桁梁拱肋顺利合龙，整体线型达到设计要求。确保合拢哟QC小组经过咨询钢结构安装专业公司、外出观摩钢梁施工现场、聘请有经验的专家学者举行专题讲座，联合监控单位进行了理论计算，收集、掌握了部分钢桁架拱桥安装控制的相关资料。在充分掌握资料的基础上，结合本工程实际情况，QC小组召开了专题会议，会上各小组成员畅所欲言，对可能影响拱肋合龙、全桥整体线型的原因进行了分析和讨论，分析出各种影响因素。五、原因分析因果债分析象图桁架拱肋不能顺利合龙施工经验少人新工人未教育技术水平低施工未交底制作公差大图纸转化精度低加工制作加工设备精度低杆件变形运输吊装不规范焊缝收缩除变外部环境温度应力监控监测测量精度低测量仪器精度低测量方案不合理施工方法支承体系沉降量大支架变形量大回填土沉降量大体系转换不合理安装顺序不合理杆件变形量大要因岗确认受表非要因现场验证图纸转化深度、精度关系到杆件加工制作的精度，大型钢结构厂现在多采用CAD软件自动转化，提高了设计图纸精度。图纸转化精度低4非要因调查分析技术交底不完善，不能较好指导施工，聘请了有经验的技术员进行讲课。施工未交底3非要因调查分析对新进场工人进行了专职培训，以老带新，提高了操作技能。新进场工人未教育2非要因调查分析大跨度钢桁架拱桥属集团公司首次施工，可借鉴经验少。通过培训、讲课掌握了测量监控方法，选择了有钢桁梁安装经验的单位合作施工。钢桁梁施工经验少1确认结果确认方法确认内容末端原因序号之一要因现场监测由于桁梁安装正值夏季，钢梁上下面温差达20℃，温差对桁梁轴线影响最大达32mm，合龙温度的选择至关重要。温度应力变形8非要因现场监测拱肋合龙后，桁梁自重仍由支架承重，支架拆除不当将引起杆件内力变化不均匀，从而影响桥梁整体线型效果。体系转换不合理9非要因现场监测钢桁梁杆件全部由板材组焊而成，焊缝收缩引起杆件徐变，对桁梁制作公差有一定影响。焊缝收缩徐变7非要因现场验证较长钢梁杆件比较柔软，运输不当或吊点不对易造成杆件变形或严重旁弯运输吊装不规范6要因现场验证桁梁节点栓孔达76000余个、最大重叠层达5层，制孔精度要求较高，采用机械下料、组焊、制孔等才能确保桁梁加工精度。加工设备精度低

5确认结果确认方法确认内容末端原因序号之二要因现场监测主桥位于深达6米的取土坑内，基坑回填土沉降量过大将会严重影响桁梁安装线型及增加拱肋合龙难度。回填土沉降量大

12非要因现场监测桁梁采用满樘膺架承重，拱肋支架高达32米，其变形量将严重影响拱肋标高，造成合龙、线型控制困难，支架搭好后进行预压，消除了非弹性变形。

支架变形量大11要因现场验证桁梁杆件空间稳定，安装后很难进行偏差调整，合理的安装顺序能较好保证高栓未施拧前钢梁处于少应力状态，保证了杆件不变形、旁弯。安装顺序不合理

10确认结果确认方法确认内容末端原因序号之三确认结果确认方法确认内容末端原因序号非要因现场验证钢桁拱桥节点均处于三维空间体系，测量控制较难，测量方案是否合理关系到桁架安装的精度及合龙段的安装。测量方案不合理14非要因现场验证由于拱肋合龙段安装精度较高，普通的测量仪器将无法满足合龙精度要求，桁梁线型较难控制。测量仪器精度低13之四回填倦土沉甘降量料大安装凑顺序非不合浆理温度禾应力裁变形加工仪设备市精度肃低通过QC小组迈活动填，组换内成猛员对14条末可端因垦素进搭行充分键分析逮，一丛致认稠为影算响钢部桁梁学拱肋扩顺利山合龙总、线型脾整体璃效果驼的主伙要原陷因有并以下4条结论六、峡制定筝对策06.3.10～06.6.30吴曙光杨海丰杨文胜⑴提高回填土质量；⑵预留固结时间；⑶节点设置向上预抛高量；⑷节点设置千斤顶；⑸压密注浆。回填土安装期内沉降量δ小于15mm制定专项回填土施工方案回填土沉降量大4全过程吴军国鲍顺义杨海丰⑴召开专家论证会；⑵对各工况进行防真分析；⑶分三个阶段逐步调整安装误差。安装方案科学合理制定专项安装方案安装顺序不合理3全过程吴军国鲍顺义杨文胜⑴监测温度变化对桁梁变形的影响，为合龙段安装提供参考依据；⑵合龙温度选择在21±2℃；⑶合理解除临时支座约束。尽可能地减少温度应力对合龙段安装的影响合龙段安装时的现场温度与加工期平均温度接近温度应力变形206.3.10～06.5.10吴曙光吴军国杨海丰⑴杆件下料、组焊、校正、制孔均采用先进的全自动化数控设备，提高加工精度⑵杆件加工完成后进行半跨80m预拼装。确保杆件加工公差符合《<铁路钢桥制造规范》相关要求采用数控钻床提高加工精度加工设备精度低1完成时间负责人措施目标对策要因序号七、警对策狗实施实施猾一针对鹿加工婚设备松精度沉低数控惠钻床措施1：选择弄拥有婚丰富寇桁梁制加工丘经验扬的山挤海关加桥梁安厂负闲责桁用梁加意工制软作，其先概进的竿等离五子切阴割机产、全睁自动怜数控倾钻床照等机旨械设令备确削保了搭桁梁原杆件制作贩公差肤及栓部孔的后精度辨。精密委制孔架的预驶拼节夜点板高栓萄施拧帝节点颂板措施2：每类介杆件疏实行暂首检暂制，派第一根加出工完截成后送进行泡制作却公差凝检查谊，检查合趴格后圣才批话量生锁产，笼出厂谱前进咐行半跨80西m预拼评装，链检查负栓孔震重合唱率及撤加工精强度，走确保盛工地袭一次奋安装吩合格座。桥面尺系试游拼中跨试拼99%100%≤12.0箱型杆件对角线差100%100%0～+0.3±3.0主桁中心距100%100%-0.2～+0.3±3.0对角线100%100%-0.2～+0.2±5拱度100%100%-0.1～0±2.0节间长度100%100%-0.1～+0.1±2.0桁高96%70%2.0≤3.0工型、箱型杆件的弯曲98%70%≤2.53.0工型、箱型杆件的扭曲100%60%-0.1～+0.3±1.0L＞11m100%60%-0.4～+0.2±0.8l≤11m两端孔群中心距100%60%-0.2～+0.3±0.8多组孔群两相邻孔群中心距99%80%-0.1～+0.3±0.4两相邻孔距合格率检查频率平均实测值(mm)允许偏差(mm)项目预拼蹦装现锁场质旨量检畜验对楚比表实施建二针对顽温度磁应力帝变形措施1:在安会装过继程中毫监测搁温度委变化与桁狂梁变所形量证的对杀应关录系，含作为亏桁梁拱涝肋合耽龙段昆安装宫误差顾分析木的重狱要参考秤依据置。y=0.01357+0.01474x温度功变化领△T与桁既梁伸酒长量δ对应脊关系曾图措施2:合龙冒段安柴装温商度选薯择在21汽±2划℃，使朽安装答时杆如件温度飘应力裳等效银于加辫工制化作时颠的初烟始应借力，饺最大直限度哈减少温敲度应颠力对奴拱肋捉合龙违段安尺装的盛影响捏。措施3:桁梁肉拱肋甚合龙眉后，态固结嫁永久羽支座任，解领除临镰时支得座约束城，防晓止产牙生温但度集蒸中应数力破谢坏桁白梁杆寻件线恶型。21届℃措施1:根据筛现场虹现实逆情况仪，拟疾定多盆种安专装施腐工方鲜案，邀请张国内声知名幕钢结律构专浸家参晕与方亦案论猾证，业确定毙采用颜桥面系愿支点煎合龙茎，拱停肋跨崖中合左龙的妥满樘测支架浪法方贿案。实施仗三针对裙安装芽顺序勤不合怎理满樘支架夜法措施2:分别吧就安价装过敬程、两下拱乎弦、免上拱株弦合僵龙等早工况种进行宏仿真荣分析骆，加密葛拼接里节点睡支架杯，设肾置分陵配梁蜻，确糕保桁涛梁处逃于少虚应力恼状态捐，从既理论上铃保证喘钢桁忽梁顺絮利合拉龙的旱可行僻性及府线型苦的整清体效研果。措施3:QC小组漫经过造认真晕分析爆，将拿全桥俗合龙法分解宏成三集个合个龙阶落段，工况Ⅰ为桥盾面系渔在支积点处吩合龙缘瑞，利胀用活刊动支村座调们整基疫座轴拢线及挖标高寻；工况Ⅱ为拱衰肋下雨弦在康跨中休合龙寺，合笼龙段煤安装牧前精印密测猫量合妈龙误溜差，剪选择合倾龙温离度，巩吊入累合龙点段，苹利用科冲钉查分次示校正永达到腾拱肋块合龙堵；工裤况Ⅲ为拱杰肋上就弦在圈跨中谣合龙拒。三痛个阶织段有超效地甜将合怖龙段壳安装堆误差垃层层预减少，形确保积全桥盲最终嫁顺利军合龙惊。各工况合龙误差值对比实施则四针对贝回填句土沉袜降量掏大措施1:制定雷详细乱的施犯工作秩业指魂导书军，彻底闯清除挤基底与淤泥仪后分愉层用映石灰妈土回填，液每层泥压实西度≥96探%，灰打剂量板≥5%。措施2:提前屯完成不土坑脊回填勿土施昂工，沉降陈稳定仇后再胁浇筑炭顶层截砼垫社层。沉降观测曲线沉降值预抛牌高量键设置年表措施3:根据扩理论柳计算容的结准果，禾在设辆计预市拱度毫的基狼础上加设0.音4/恭10乏00线性费预抛幅高量他，补万偿基承础及佳支架闻沉降孤。措施4:QC小组处结合兼满樘毕支架在法安记装方哭案，由在桁帅梁节游点中心鸡处设狡置千抵斤顶辅，根宣据安嫩装阶者段节或点监兄测变卷形量由调整桁梁嫂节点录标高宜，使揉钢桁顽拱桥弯预拱蛮度始他终符残合设刚计要拢求。措施5:QC小组两成员验在桁驾梁安乓装过舒程中尝对受隙力节针点支只架处砼垫钻层钻栋孔取岔芯，蹦发现阻砼垫激层脱奶空，血进行笼压密煤注浆挨，保座证基础的洪稳定呈。节点调整示意图质量通过捕近五白个月可的QC攻关合，新她龙大规桥钢辛桁架浴拱肋杰顺利精合龙新，合龙限段无亲后钻镰孔及波扩孔坚，栓想孔重四合率胆达10塘0%，落弱架后旦预拱度挠完全病满足横设计患要求窑，全奥桥线厅型达芬到设葬计整识体效蔽果，得到星业主炎及设和计院意等的坟一致歪好评虚。八、亚效果贿确认不错不错钢桁论梁安但装施湖工期里间，宋未发全生一廊例机即械吊色装、人员桃伤亡觉事故睬，现趟正在翅审报宁集团得公司学安全文明热标准料工地岸。于20仿06年4月30日开惯始吊谎装至20湖06年9月10日全谈桥支厌架拆素除，用时13胁3天，罩比计存划工仓期提叛前21天。安全工期很重组要的哟！！缩短不少经过QC攻关围，钢通桁拱闸桥安氧全顺份利合龙弹，节医约成馆本约60万元凑。成本缩短了21天！节约了60万！440万元380万元预算成本实际成本成本154天133天工期计划时间完工时间很可丙观！社会聚效益通过辫科技险攻关辞和现平场调睁研，霞本项壳目QC小组刚不但棍在大积跨度钢桁饱梁拱限桥安拐装过度程中