新建太原至焦作铁路1-128m提篮拱制造方案研究--中国期刊网

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新建太原至焦作铁路1-128m提篮拱制造方案研究

发表时间：2020/12/23 来源：《基层建设》2020年第24期作者：白福凯

[导读] 摘要：新建太原至焦作铁路128m钢管拱，是高平跨二广高速特大桥重点控制工程。

        武桥重工集团股份有限公司湖北武汉 430056
        摘要：新建太原至焦作铁路128m钢管拱，是高平跨二广高速特大桥重点控制工程。其拱肋为横桥向倾8°呈提篮式，尼尔森体系简支拱桥，吊杆采用尼尔森吊杆体系。其拱肋线性控制及吊杆预埋管的定位是其项目中最为复杂的工艺。本文通过三维建模，对拱肋线性及预埋管的定位进行研究控制，并为其他相似结构提供相关借鉴经验。
        关键词：提篮拱；工艺；控制点；精度控制
        1 简介
        新建太原至焦作铁路128m钢管拱，位于高平跨二广高速特大桥。梁全长131m，计算跨度为128m，矢跨比为f/L=1：5，拱肋立面投影矢高25.351m，采用悬链线，悬链线系数m=1.347。拱肋面内方程为：Y=25.6-73.7752*【cosh（0.012667X-0.810688）-1】。拱肋在横桥向内倾8°成提篮拱式。拱顶处两拱肋中心距9.774m。

        拱肋横断面采用哑铃型钢管混凝土等截面，截面高度h=3.4m，钢管直径为1.2m，有20mm的钢板卷制而成，每根拱肋的两钢管之间有板厚为20mm的腹板连接。每隔一段距离，在圆形钢管内设置加劲箍，在两腹板中焊接拉杆。拱管内灌注C55自密实补偿收缩混凝土。
        两拱肋之间设1道一字撑和6道K撑。一字撑采用外径1.4m的圆形钢管组成，斜撑采用外径0.9m的圆形钢管组成，钢管内均不填充混凝土。
        吊杆布置采用尼尔森体系，在吊杆平面内，吊杆水平夹角在52.39°～71.18°；横桥向水平夹角为82°。吊杆间距为8米，两交叉吊杆之间的横向中心距为341mm。吊杆均采用127根Φ7高强底松弛镀锌平行钢丝束，冷铸墩头锚，索体采用PES（FD）低应力防腐索体，并外包不锈钢防护。吊杆张拉端设置于拱肋端。吊杆内设磁通量传感器以便对施工过程及后期吊杆应力进行长期监测。全桥共设28对吊杆。
        2 拱肋节段单元划分
        拱肋节段主要由主弦管单元、一字撑、K撑等组成。
        3 总体制造方案
        （1）根据运输及吊装条件，将拱肋合理的划分节段，并放样确定控制坐标；
        （2）按照以折代曲的方法，卷制、接长主弦管，在数控切割机上切割管口相贯线，并在弦管上做好接长标记；
        （3）根据放样的空间坐标控制点，在刚性的平台上进行1：1放出弦管地样，根据地样拼接管节，并在弦管上做好用于线性监控的样冲点；
        （4）全桥以3+1侧卧拼装。完成一个3+1组拼，再调整胎架高度，接着进行下一个3+1组拼。
        （5）下胎架后进行涂装。
        3.1拱肋节段制造工艺
        （1）在基础稳固并已抄平的平台上按施工图放出弦管主要控制点（节段端部控制点、吊杆控制点、横撑接头控制线），做好标识。

（6）将腹板放在平台上，对准中心线点焊固定，将吊杆基准线引到腹板上。

（7）将上下弦管吊装上平台，通过调整装置调整到位，使弦管各控制点与地样重合，将腹板与弦管点焊。

（8）将地样上和腹板内侧吊杆基准线引到弦管上，按照施工图坐标开出吊杆套管孔。

（9）以吊杆中心线为基准，画出弦管加劲板的安装定位线，安装并焊接弦管加劲板（有隔舱板的节段应焊接隔舱板）。

（10）穿入拱肋套管，焊接套管与弦管的焊缝，依次拼装套管加劲板（拼装时应注意加劲板与垫板、弦管和套管密贴），焊接加劲板与垫板、弦管及加劲板间的焊缝，并依次对焊缝进行无损检测。

（11）先在拱肋内将固定垫块安装到位，再安装吊杆套管，再安装另外一个垫块将套管固定。

（12）将横撑接头控制线引到弦管上，找出控制线与弦管轴线的交点，即横撑接头圆心，检查横撑接头四圆心相对尺寸，允差1.5mm，检查合格后以圆心为基准画出横撑接头定位线。

（13）完成后将节段翻身，再将另一侧点焊的腹板焊接完成，焊接采用CO2气体保护焊进行，焊缝要求全熔透。焊接完成后按要求对焊缝进行超声波检测，检测等级为B级，焊缝质量等级为I级，探伤比例100%。
（14）焊缝检测合格后将节段翻身将横撑接头沿线放置，控制好横撑接头的垂直度后焊接横撑接头与弦管的焊缝，此焊缝要求全熔透，超声波探伤等级为B级，焊缝质量等级为I级，探伤比例100%。

        （15）对各焊缝进行无损检测，检测合格后按施工图开焊接坡口。接着进行下一节段的拼装。
        4 结语
        拱肋在横桥向内倾8°成提篮拱式，拱肋拼装及吊杆套管通过建立三维模型，提取其相应的坐标，制造时确保精度控制，可以完美满足现场安装精度。
        胎架的完成一轮3+1后，可以循环调整使用，在保证精度的条件下，还节约了拱肋制造成本。
        质量控制方面从特种工种带证上岗，到原材料、辅材及涂装材料进场进行复检，及零件、单元件、的几何尺寸、焊缝、拼装的检测，每道工序严格把关，做到全方位、全过程的监控。
        本项目为单曲线钢管拱，此项目为同类钢管拱的生产工艺提供了丰富的实践经验，为更复杂的双曲线钢管拱类的生产工艺打下坚实的基础。
        参考文献：
        [1]薛吉岗. 铁路桥梁设计规范的发展及其科学体系[J]. 铁道标准设计，1997，000（006）：7-9.
        [2]金令，邱柏初. 郑焦铁路郑州黄河大桥主桥桥式方案研究[C]// 2010年高速铁路特殊结构桥梁设计技术研讨会. 2010.
        [3]邱柏初. 钢混结合梁在景观桥梁上的运用[J]. 铁道勘察，2012（04）：68-71.