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500米级钢管混凝土拱桥的创新建造技术

时间:2023-09-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:待所有焊接工作结束后,做好标记,可将铰轴钢管脱出,送往预拼装场地拼装,铰座矫正后制作完成。图3-12拱铰轴制作——铰轴和铰座试装

500米级钢管混凝土拱桥的创新建造技术

铰轴由铰轴钢管和铰座两部分组成:铰轴钢管为单一直缝钢管;铰座由弧形板、加劲板、支撑板和底钢板组合焊接而成。要求铰轴钢管能在铰座中自由转动,且与弧形板面均匀接触,避免应力中将铰轴压坏。因其焊接变形控制难度很大,之前大桥一般加工精度都不理想,其局部间隙都达到10~15 mm,致使拱脚位置安装标高降低,导致安装精度大大下降,因此必须高度重视拱铰轴的施工。

3.4.2.1 铰轴钢管制作

铰轴钢管的制作工序为下料→卷管→焊接接缝→矫圆→接长,要求焊缝不高出母材,将高出部分修磨平整。

3.4.2.2 铰座制作

在底钢板上定好支撑钢板的定位线,安装支撑钢板,并进行焊接。安装加劲板,并焊接定位。将弧形板紧贴在已完成的铰轴钢管上固定,再将弧形板与铰轴钢管一并安放在支撑钢板上,定位符合要求后,将支撑钢板与弧形板焊接。待所有焊接工作结束后,做好标记,可将铰轴钢管脱出,送往预拼装场地拼装,铰座矫正后制作完成。

3.4.2.3 焊接质量控制

铰座结构的特点是钢板厚且需熔透焊,形状为头轻脚重不规则,极易产生过大的焊接变形,因此焊接质量关键控制点为焊接变形。针对上述特点,在制作过程通过以下方式给予控制。

1)刚性固定

铰座为非对称结构,全桥共有4个,将它们两两背靠背固定在一起,形成对称结构,通过对称焊接的方式减小焊接变形。具体做法是将两块钢底板叠放在一起,在预留螺栓孔的位置安装螺栓并拧紧,板四周缝隙间断点焊固定,使两钢底板固定为一个整体,再进行支撑钢板、加劲板及弧形板的安装焊接(图3-10)。

弧形板与铰轴钢管匹配紧贴工序中,弧形板与钢管初步紧贴后,在弧形板及钢管上钻孔安装螺栓固定。将弧形板四周固定焊缝清除,再次对螺栓进行施拧,使弧形板中部也与钢管紧贴。待弧形板与钢管完全紧贴后,在弧形板四周再次点焊固定。将固定好的弧形板组合体安装在完成焊接的支撑板上,两侧对称焊接。所有焊缝均采用CO2气体保护焊,两名焊工同时对称焊接。焊接完成24 h后,进行超声波检测,将不合格部分返工至合格。(www.xing528.com)

2)热矫正

通过刚性固定完成所有装配、焊接工作后,需要进行热矫正,进一步减小焊接变形。热矫正分两次进行,第一次热矫正在焊缝检查合格后底钢板刚性固定解除前,对焊缝位置进行应力消除,该过程需两人同时操作,对称进行。完成应力消除后送到存放区域存放,让其自然应力释放。第二次热矫正在刚性固定解除后进行。将背靠背固定的铰座打开后,底钢板处及弧形板处仍存在超过标准的变形,此时需要针对变形部位进行二次热矫正(非焊缝位置),矫正温度控制在600~800℃,全程温度计监控。先进行底钢板平整度矫正,矫正位置与支撑钢板位置相对应,根据每处变形的大小确定火焰矫正位置的长度,呈直线布置;弧形板的矫正通过加热相应的支撑板进行,矫正区呈侧面三角形和板厚方向直线布置。矫正应少量多次,保证足够的间隔冷却时间,边矫正边测量,忌大面积、多次对同一区域加热(图3-11)。

图3-10 拱铰轴制作——两两背靠背固定焊接

图3-11 拱铰轴制作——热矫正

矫正结束后,将铰座送至预拼装场地与制作完成的铰轴分段进行试装,确保铰轴和铰座密贴检验合格后才可送往工地安装(图3-12)。

图3-12 拱铰轴制作——铰轴和铰座试装

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