论文部分内容阅读
一、工程概述
藏木雅鲁藏布江特大桥是川藏线铁路拉林段的重要控制性工程,该项目位于藏木水电站上游1.2公里处,跨越雅鲁藏布江大峡谷,距离林芝县城约350公里,距离拉萨约250公里,桥位所在地海拔约3300米,地处地震高烈度区。
主桥采用跨度430m的中承式钢管混凝土拱桥,拱高112米,矢跨比f/l=3.84,拱轴系数m=2.1。主拱圈由两片“内倾式”拱肋组成,倾角4.6091°拱肋中心距由拱角处的25m过渡至拱顶处的7m,拱肋之间采用钢管或钢管K型撑连接。主拱肋钢管单元采Q420qENH;腹杆、横撑、斜撑及横向联接系材质为Q345qENH和 Q420qENH。钢梁总重约1.3万吨。
拱肋为钢管混凝土桁架结构,拱肋截面采用变截面,拱肋越高,截面高度随之平缓降低,拱脚处最高13.2米,拱顶处为7.2米,总宽保持3米不变。拱肋截面均采用四肢桁式截面,即左右侧拱肋截面均由四根钢管混凝土截面组合而成。拱肋钢管采用变管径设计,拱脚局部钢管直径1.8m,其余钢管直径1.6m,中间设2m过渡段;拱肋钢管壁厚为28mm-52mm。拱肋腹杆为H型或箱型杆件。拱肋钢管上连接部位焊接节点板,拱肋腹杆与节点板采用对拼式栓接接头连接,螺栓为M30的高强度螺栓。
二、制造方案概述
根据本桥所处地理位置和运输条件,本桥钢管拱采用林芝加工基地、总拼现场和桥位三地制造模式进行生产。
桥址位于西藏山南地区加查县藏木水电站上游1.2公里处。总拼场地位于桥址上游7.5公里处。加工基地位于林芝八一镇永久片区306省道北侧、林拉公路南侧交汇处,距离八一镇5公里。总拼场地距离林芝加工基地约350公里。
根据本桥地理位置及工程特点,拟定在林芝钢结构加工基地进行弦管单元制造、拱肋腹杆制造、支撑横梁杆件制造和连接件制造。运输至加查总拼装场地后,先将上、下弦管单元接长至吊装节段长度,然后倒运至总拼区域组拼成整体吊装节段后出胎;将整体吊装段翻身后装船运至桥位进行架设。
三、制造工艺流程
1.拱肋吊装节段的制造工艺流程如图9所示。
2.拱肋横向联接的制造工艺流程如图10所示。
3.支撑横梁的制造工艺流程如图11所示。
四、质量控制措施
1 零件制作质量控制
零件是构成钢拱肋构件及其零部件的基本元素。零件制作质量直接影响到部件的组装精度及制作质量,因此必须进行严格控制,可采用如下质量保证措施:
(1)根据零件的具体形状和大小确定下料方法,对较长矩形板件采用多嘴头门式切割机精切下料,对形状复杂的零件采用CAM系统的数控切割机精切下料,钢板对接坡口采用火焰精密切割。
(2)对拱肋平联杆、拱肋横向联接杆件的相贯口采用数控相贯线切割机切割成形。
(3)采用对称切割工艺,减小下料时的热变形。
(4)采用预留切割变形工艺,保证下料尺寸精度。
2 钢管节段质量控制
(1)钢管节段采用大型数控卷板机卷制成形,上料时严格控制其方向,保证卷制后管端平面。
(2)钢管纵缝焊接采用埋弧自动焊机进行,保证焊接质量。
(3)焊缝检测合格后,采用卷板机回圆工艺,保证钢管椭圆度和直径偏差符合规范要求。
3 拱肋H形腹杆质量控制
(1)腹板采用数控切割机精切下料,控制腹杆两端螺栓孔群及外延500mm范围的腹板高度。
(2)在组装胎架上进行H形组装,严格控制两端螺栓孔群及外延500mm范围的组装高度。
(3)采用H形矫正机矫正蘑菇变形,火焰矯正弯曲、扭曲变形和局部不平度,符合制造规则的要求。
(4)采用后孔法工艺,以保证其螺栓孔群位置不受焊接变形的影响。
(5)采用平台划线工艺,保证不同平面螺栓孔群相对位置关系。
(6)采用卡高精度样板摇臂钻钻孔,确保制孔精度。
4 拱肋箱形腹杆质量控制
(1)腹板采用数控切割机精切下料,控制腹杆两端螺栓孔群及外延500mm范围的腹板高度。
(2)隔板机加工周边,便于箱型截面宽度和高度的控制。
(3)在组装胎架上进行箱形组装,严格控制两端螺栓孔群及外延500mm范围的组装高度和宽度。
(4)采用后孔法工艺,以保证其螺栓孔群位置不受焊接变形的影响。
(5)采用平台划线工艺,保证不同平面螺栓孔群相对位置关系。
(6)采用卡高精度样板摇臂钻钻孔,确保制孔精度。
5 拱肋节点板质量控制
(1)采用数控钻钻孔或卡高精度样板摇臂钻钻孔,确保制孔精度。
(2)加劲板两与节点板焊接边进行机加工,便于控制节点板组合件宽度。
(3)在平台上进行节点板组合件组装,使用定位样板定位,保证两块节点板上螺栓孔同心。
6 拱肋弦管接长质量控制
(1)钢管节段接长在专用地胎上进行,以保证其线形符合设计要求。
(2)通过预先在钢管节段上划出的纵、横基准线进行精确定位。
(3)在节段中间不焊接的接口处圆周方向设置带孔马板,用于在总拼场进行接长时准确定位。
(4)在弦管端头管内设置米字支撑,防止钢管在吊运过程中变形。
(5)采用埋弧自动焊进行对接环缝的焊接,保证其焊接质量。
7 哑铃形弦管单元质量控制
(1)在专用拼装胎架上进行拼装,以控制其截面宽度、扭曲、拱肋节点板的位置、垂直度等。
(2)使用经纬仪进行平联杆、节点板定位线的精确返线。
(3)在弦管两端设置临时连接件,以保持两端的截面形状。
8 拱肋吊装节段质量控制
在总拼胎架上进行拱肋吊装节段的总拼,控制拱肋线形。
采用卧式拼装,弦管支撑点均处于同一水平面内,便于测量和控制。
(3)拱肋吊装节段进行匹配组装,保证其接口处截面形位尺寸的一致性。
(4)使用水平千斤顶调整拱肋弦管单元平面位置,可使其精确就位。
作者簡介:
王建荣(1978-)男,中专,助理工程师,从事钢结构制造及安装技术工作。
藏木雅鲁藏布江特大桥是川藏线铁路拉林段的重要控制性工程,该项目位于藏木水电站上游1.2公里处,跨越雅鲁藏布江大峡谷,距离林芝县城约350公里,距离拉萨约250公里,桥位所在地海拔约3300米,地处地震高烈度区。
主桥采用跨度430m的中承式钢管混凝土拱桥,拱高112米,矢跨比f/l=3.84,拱轴系数m=2.1。主拱圈由两片“内倾式”拱肋组成,倾角4.6091°拱肋中心距由拱角处的25m过渡至拱顶处的7m,拱肋之间采用钢管或钢管K型撑连接。主拱肋钢管单元采Q420qENH;腹杆、横撑、斜撑及横向联接系材质为Q345qENH和 Q420qENH。钢梁总重约1.3万吨。
拱肋为钢管混凝土桁架结构,拱肋截面采用变截面,拱肋越高,截面高度随之平缓降低,拱脚处最高13.2米,拱顶处为7.2米,总宽保持3米不变。拱肋截面均采用四肢桁式截面,即左右侧拱肋截面均由四根钢管混凝土截面组合而成。拱肋钢管采用变管径设计,拱脚局部钢管直径1.8m,其余钢管直径1.6m,中间设2m过渡段;拱肋钢管壁厚为28mm-52mm。拱肋腹杆为H型或箱型杆件。拱肋钢管上连接部位焊接节点板,拱肋腹杆与节点板采用对拼式栓接接头连接,螺栓为M30的高强度螺栓。
二、制造方案概述
根据本桥所处地理位置和运输条件,本桥钢管拱采用林芝加工基地、总拼现场和桥位三地制造模式进行生产。
桥址位于西藏山南地区加查县藏木水电站上游1.2公里处。总拼场地位于桥址上游7.5公里处。加工基地位于林芝八一镇永久片区306省道北侧、林拉公路南侧交汇处,距离八一镇5公里。总拼场地距离林芝加工基地约350公里。
根据本桥地理位置及工程特点,拟定在林芝钢结构加工基地进行弦管单元制造、拱肋腹杆制造、支撑横梁杆件制造和连接件制造。运输至加查总拼装场地后,先将上、下弦管单元接长至吊装节段长度,然后倒运至总拼区域组拼成整体吊装节段后出胎;将整体吊装段翻身后装船运至桥位进行架设。
三、制造工艺流程
1.拱肋吊装节段的制造工艺流程如图9所示。
2.拱肋横向联接的制造工艺流程如图10所示。
3.支撑横梁的制造工艺流程如图11所示。
四、质量控制措施
1 零件制作质量控制
零件是构成钢拱肋构件及其零部件的基本元素。零件制作质量直接影响到部件的组装精度及制作质量,因此必须进行严格控制,可采用如下质量保证措施:
(1)根据零件的具体形状和大小确定下料方法,对较长矩形板件采用多嘴头门式切割机精切下料,对形状复杂的零件采用CAM系统的数控切割机精切下料,钢板对接坡口采用火焰精密切割。
(2)对拱肋平联杆、拱肋横向联接杆件的相贯口采用数控相贯线切割机切割成形。
(3)采用对称切割工艺,减小下料时的热变形。
(4)采用预留切割变形工艺,保证下料尺寸精度。
2 钢管节段质量控制
(1)钢管节段采用大型数控卷板机卷制成形,上料时严格控制其方向,保证卷制后管端平面。
(2)钢管纵缝焊接采用埋弧自动焊机进行,保证焊接质量。
(3)焊缝检测合格后,采用卷板机回圆工艺,保证钢管椭圆度和直径偏差符合规范要求。
3 拱肋H形腹杆质量控制
(1)腹板采用数控切割机精切下料,控制腹杆两端螺栓孔群及外延500mm范围的腹板高度。
(2)在组装胎架上进行H形组装,严格控制两端螺栓孔群及外延500mm范围的组装高度。
(3)采用H形矫正机矫正蘑菇变形,火焰矯正弯曲、扭曲变形和局部不平度,符合制造规则的要求。
(4)采用后孔法工艺,以保证其螺栓孔群位置不受焊接变形的影响。
(5)采用平台划线工艺,保证不同平面螺栓孔群相对位置关系。
(6)采用卡高精度样板摇臂钻钻孔,确保制孔精度。
4 拱肋箱形腹杆质量控制
(1)腹板采用数控切割机精切下料,控制腹杆两端螺栓孔群及外延500mm范围的腹板高度。
(2)隔板机加工周边,便于箱型截面宽度和高度的控制。
(3)在组装胎架上进行箱形组装,严格控制两端螺栓孔群及外延500mm范围的组装高度和宽度。
(4)采用后孔法工艺,以保证其螺栓孔群位置不受焊接变形的影响。
(5)采用平台划线工艺,保证不同平面螺栓孔群相对位置关系。
(6)采用卡高精度样板摇臂钻钻孔,确保制孔精度。
5 拱肋节点板质量控制
(1)采用数控钻钻孔或卡高精度样板摇臂钻钻孔,确保制孔精度。
(2)加劲板两与节点板焊接边进行机加工,便于控制节点板组合件宽度。
(3)在平台上进行节点板组合件组装,使用定位样板定位,保证两块节点板上螺栓孔同心。
6 拱肋弦管接长质量控制
(1)钢管节段接长在专用地胎上进行,以保证其线形符合设计要求。
(2)通过预先在钢管节段上划出的纵、横基准线进行精确定位。
(3)在节段中间不焊接的接口处圆周方向设置带孔马板,用于在总拼场进行接长时准确定位。
(4)在弦管端头管内设置米字支撑,防止钢管在吊运过程中变形。
(5)采用埋弧自动焊进行对接环缝的焊接,保证其焊接质量。
7 哑铃形弦管单元质量控制
(1)在专用拼装胎架上进行拼装,以控制其截面宽度、扭曲、拱肋节点板的位置、垂直度等。
(2)使用经纬仪进行平联杆、节点板定位线的精确返线。
(3)在弦管两端设置临时连接件,以保持两端的截面形状。
8 拱肋吊装节段质量控制
在总拼胎架上进行拱肋吊装节段的总拼,控制拱肋线形。
采用卧式拼装,弦管支撑点均处于同一水平面内,便于测量和控制。
(3)拱肋吊装节段进行匹配组装,保证其接口处截面形位尺寸的一致性。
(4)使用水平千斤顶调整拱肋弦管单元平面位置,可使其精确就位。
作者簡介:
王建荣(1978-)男,中专,助理工程师,从事钢结构制造及安装技术工作。