钢箱梁制造线形控制
——水平预拼技术分析

杨大海

(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

钢箱梁制造线形控制
——水平预拼技术分析

杨大海

(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

芜湖长江公路二桥钢箱梁横截面为弧线形底板，纵向处于半径为25 000 m的圆曲线上。制造时采用水平预拼装方案，先根据设计数据模拟曲线相关参数，以此为基础在水平预拼时结合定测进行控制、调整、检测线形精度，达到了曲线预拼的效果，大大节省了预拼时间与经济投入。

水平预拼；测量；控制；钢箱梁

斜拉桥设计和施工控制的关键任务之一是确定桥梁的制造线形和安装线形，使得桥梁最终达到设计成桥线形和内力状态[1-3]。通常，钢箱梁悬拼施工[4]过程中很难通过顶、底板焊缝宽度来实现梁端标高及倾角的较大调整。但是在制造线形满足适当条件下，可以在拼装过程中不对梁段间夹角进行调整，梁段即能较好地达到理论安装目标线形。因此合理的梁段制造线形对于能否达到成桥目标状态至关重要。而钢梁的预拼装则是检验制造线形是否合格的一个重要手段。

1 概 述

芜湖长江公路二桥主桥跨径布置为100 m+308 m+806 m+308 m+100 m，全长1 622 m，为双塔四索面全漂浮体系斜拉桥，桥塔采用分肢柱式塔，主梁为分离式钢箱梁，主桥桥型布置图如图1所示。

图1 主桥桥型布置图

钢箱梁平曲线为直线，竖曲线参数为：R=25 000 m、E=4.9 m、T=495 m、i=1.98%。上述曲线为设计成桥线形，由于钢箱梁在架设计过程中的弹性压缩、焊接收缩、施工方案等因素[5]，实际预拼装时采用的是制造线型[6-8]。钢箱梁预拼合格后，在桥位以安装线形拼接完成，最终形成成桥线形。

2 钢梁预拼装的目的

预拼装主要控制点为：钢箱梁旁弯、拱度(线形)调整；钢箱梁长度控制；组装钢箱梁临时连接件(匹配件、对拉装置、止推板等)；接口焊缝间隙及相邻接口对接缝错边量的调整；桥位安装架设所用基准线、监控测点的布设等。

钢箱梁标准横断面，见图2所示。

图2 钢箱梁标准横断面图

3 水平预拼装的可行性分析

水平预拼装法：即将钢箱梁节段水平置于胎架上，调整各梁段在总拼胎架上的姿态，到位后量测纵基线位置、横基线间距等参数，通过计算得梁段间接口参数，以调整梁段接口状态，实现梁段制造线形的预演。

3.1 梁段长度、接口间隙的控制

无论是水平还是曲线预拼装，对梁段长度、接口间隙的控制是相同的，都是按照设计提供的数据通过CAD放样得出制造线形的理论长度(顶板长度大于底板长度)。不同之处在于曲线预拼装时梁段之间顶底板间隙是相同值，顶底板匹配件组装时加垫厚度也相同，而水平预拼装时梁段之间顶底板间隙不相同，匹配件组装加垫厚度不同，差值是通过CAD按照箱梁制造线形放样得出。

具体状态见图3、图4所示。

图3 水平预拼装示意图

图4 曲线预拼装示意图

顶、底板长度计算方法：

L=L理-δ1+δ2+δ3

(1)

其中，L为顶底板制造长度；L理为按照制造线形放样得出的顶底板理论长度；δ1为桥位环缝间隙(取值6 mm)；δ2为桥位环缝焊接收缩量(取值3 mm)；δ3为梁段弹性压缩量。

3.2 轴线偏位检验

采用“三纵一横”[9]测量控制网检验钢箱梁纵横基线偏差。水平预拼装与曲线预拼装相同。

3.3 标高检测

曲线预拼装可实际测出各测点标高与理论差值，但梁段制造误差会带入检测结果中。水平预拼装可精确测定梁长、梁段四角高差等指标，然后根据梁长实测数据通过计算机模拟预拼装，得出测点标高数值，并且可以验证环缝间隙[10]是否满足要求。

预拼装其他重要指标如钢箱梁几何精度、梁长、接口匹配、定位装置安装、桥位监控测点布设等，水平预拼装均可以实现。

4 结束语

综上所述，钢箱梁加工制造关键工艺采用水平预拼装是可以实现的。而且水平预拼装具有以下优点：

(1) 缩短制造工期：胎架制作可不考虑纵向起拱因素，缩短了胎架制作周期，加快每轮钢箱梁的制作速度，每轮制作时只考虑因底板板厚差造成的局部尺寸偏差。如果采用曲线预拼装，由于尺寸有变化每轮胎架都要改制，制作周期长。

(2) 横隔板组装精度控制：水平预拼装时，箱梁横隔板是铅垂状态，能更好地控制横隔板组装精度；而曲线预拼装时，横隔板为倾斜状态，组装偏差相对较大。

(3) 由于水平预拼装测量误差小，相对曲线预拼装更有利于控制梁长。

芜湖长江公路二桥钢箱梁加工制造采用了水平预拼装法，该方法改变了以往曲线预拼的传统工艺，有效地降低了拼装成本、缩短了工期、提高了测量精度，可为以后其他钢箱梁制造借鉴参考。

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2016-09-05；修改日期：2016-09-19

杨大海(1982-)，男，安徽阜阳人，硕士，安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司工程师．

U448.27

A

1673-5781(2016)05-0699-03