李荣乐
中铁十四局集团第四工程有限公司 250002
摘 要 钢箱系杆拱桥通过拱、梁结构形式的融合,共同承担外界各种所用力施加的载荷,集中拱、梁优点与一体。钢箱系杆拱的构件繁多,构件在集中加工厂的加工质量能够保证,质量控制的重点是现场的拼接控制。杆件连接主要有两种方式,焊接与栓接;栓接由于检测的时效性偏短,更需加强质量控制。
关键词 钢箱系杆拱 构件 栓接
1[] 引言
随着城市发展,造型各异的桥梁建设项目越来越多。钢箱系杆拱由于自身结构自重轻、结构性能好、造型美观等优点,越来越多的出现在铁路、公路、市政工程建设中,因此钢箱系杆拱的施工质量控制具有十分重要的意义。
2 工程概况
穗莞深城际松福路1号特大桥主桥,在DK068+083.50~DK068+224.80处跨越排涝河及规划松福路互通立交桥的C、E匝道,桥位位于松福路排涝河公路桥的中央绿化带。结构形式采用1-140m钢箱系杆拱桥,支座中心至系梁端部1.55m,至桥面板端部0.55m,主桥桥长141.3m。本桥采用两榀平行钢箱拱肋,拱脚与系梁固结,两榀拱肋横向中心距14.2m,计算跨度L=140.0m,设计矢高f=30.0m,矢跨比f/L=1:4.67,拱轴线采用二次抛物线,设计拱轴线方程为:Y=3/490·X2+6/7·X。桥型立面布置图如下
工地拼装时杆件连接方式:
(1)拱肋、系梁:采用M30高强度螺栓和四面对接方式栓接。
(2)吊杆、横撑:与系梁和拱肋接头采用M24高强度螺栓和四面对接方式栓接。
(3)桥面系纵横梁:纵梁与横梁接头、横梁与系梁接头,其上下翼板(顶板)均为熔透焊接,腹板、下翼板(顶板)均采用M24高强度螺栓焊接。
3 施工方法及内容
3.1 系杆拱杆件进场验收
钢梁杆件运送至现场后,工程部、安质部、物资部、试验室联合对其进行验收。
3.1.1 系杆拱试拼记录:包括钢梁轮廓尺寸及系梁拱度,重点检查工地栓孔重合率,磨光顶紧及板层间缝隙。
3.1.2 钢梁杆件编号、质量、杆件发送号、工地栓接表及拼装部位图。
3.1.3 高强度螺栓成品出厂合格证及其技术资料,工地栓接板面出厂时摩擦系数的试验资料(f>0.55)和随钢梁杆件一道发送的摩擦系数工地试验板不少于3组,进行工地摩擦系数验证(f≥0.45)。
3.2 现场安装部分交验资料
现场安装部分交验资料含高强度螺栓原材料复检检测报告、工地现场产品试板力学性能试验检测报告、高强度螺栓扭矩系数试验记录表、指针扳手检测报告、扭矩系数试验仪标定检测报告。
3.3 施拧方法
高强度螺栓高强度螺栓施拧方法采用扭矩法施工,参照《铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定》(TBJ214-1992),施拧扳手标定次数为每班上班前和下班后各一次。标定误差规定为:上班前标定不得大于规定值的±3%;下班后标定不得大于规定值的±5%,若上班前标定误差大于±3%,应调整至±3%以内;若下班后标定误差大于±5%,应立即检查并有校正记录,同时对该扳手当班施拧的全部螺栓进行紧扣检查。使用完的带响扳手,标定后应放松弹簧。
指针扳手、扭矩系数试验仪委托具有CMA资质的机构进行标定,并由出具标定报告。
3.4 杆件单元预拼及预栓
杆件预拼需根据钢梁杆件预拼图进行,并注意拼装的顺序与钢梁的安装顺序一致。各杆件、节点板等应仔细核对编号尺寸,确认前后方向及内外侧无误后,才能拼装,避免返工。杆件预拼后应满足下列要求:
①预拼单元重量不得超过吊机额定重量。
②部件编号、数量和方向符合设计图和预拼图要求。预拼时应将不同长度的高栓、冲钉的数量分区用记号笔按预拼图上的标记划分在节点板上。
③拼装后的杆件、节点板、拼接板之间应密贴,其板层密贴程度满足0.2mm塞尺插入板缝间深度不超过20mm。
④栓孔重合率应达到《制造规则》对工厂试拼质量要求,即主桁的螺栓孔应100%自由通过较设计孔径小0.75mm的试孔器;桥面系和连接系的螺栓孔应100%自由通过较设计孔径小1.0mm的试孔器。
⑤对板层较多而错孔大的孔眼,不得盲目用大锤敲打冲钉强行通过,应查明原因后再作处理。
⑥组拼时,先在四角上打四个定位冲钉,穿部分高栓,将板缝夹紧后再均匀打入25%的冲钉,其余孔穿75% 高栓并拧紧。要注意高栓垫圈、帽子不能装反,冲钉的圆柱部分(即有效长度)要穿过板束,预拼完的节点按高栓施拧工艺进行初拧和终拧,节点中心处留三排钉孔不上高栓,以利桥上安装。
3.5 初拧
高强度螺栓初拧采用普通扳手施拧,其扭矩值取终拧值的50%,初拧后应对每个螺栓用敲击法检查,检查合格后,涂上白色油漆作上初拧标记。高强度螺栓终拧采用电动扳手施拧,终拧扭矩值按下式计算:
进场验收合格的高强度螺栓,按不同规格工地随机取样8套进行高强度螺栓扭矩系数试验。从试验数据求数理统计值确定施拧K值。螺栓扭矩系数值,标准偏差等均应符合现行《铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定》(TBJ214)的有关规定。
拧紧高强度螺栓的电板施拧时应设专线并配稳压器,以保证电压稳定。电动扳手需编号建立台帐,详细记录每台电动扳手施拧螺栓的部位和数量。电动扳手应定期标定。电动扳标定时,取5次算术平均值应不小于施拧扭矩的±3%。每把扳手每班施拧前和施拧后都需要检查。电扳施拧时的误差超过±3%时,该电扳应重新标定或更换扳手,并对本班次已经施拧的螺栓逐个进行检查,欠拧的补拧,超拧的更换高强度螺栓重新施拧。首先进行变形缝卷材附加层铺设,然后进行大面积铺设。顶面宜横向,从低处向高处铺设,其他具体做法同边墙防水做法。
3.6 终拧检查
设专职人员组成检查小组,当天拧好的螺栓在24小时之内检查完毕。螺栓检查扳手使用指针式扭矩扳手采用紧扣法检查,读取螺栓刚刚紧扣微小转动的扭矩值为检查扭矩,检查扭矩与规定值比较:
超拧值与欠拧值不大于规定值的10%者为合格。每个节点抽查的螺栓,不合格率超过抽查总数的20%时,应继续抽查直至累计总数80%合格率为止。
指针式扳手使用前及使用一段时间应定期标定:采用扭矩仪一一对应的方法进行,其误差严格控制在±1%范围内,以保证检查扭矩的准确性。主桁节点及纵横梁连接处,每一个螺栓群抽查螺栓的数量不少于总数的5%,且每个主桁节点抽查螺栓数量不少于2个。终拧检查合格的螺栓群,用红白油漆做出规定的标记,并在螺栓、螺母、垫圈外露部分及时涂上锌黄底漆。
4 结束语
钢箱系杆拱作为城市的一道靓丽风景线,施工质量紧连社会关切。松福路1号特大桥1—140m钢箱系杆拱桥通过构件拼装的施工,摸索出一套完整的施工高强螺栓工艺做法,为类似工程施工提供了借鉴。
参考文献
[1] 铁道部科学研究院. TBJ214-92,《铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定》[S].北京.铁道部,