大跨度钢桁架桥的施工与实践-四川水力发电

大跨度钢桁架桥的施工与实践
刘亚琴
(中国水利水电第七工程局,四川郫县　611730)
摘　要:介绍了天生桥一级水电站引水道进水塔大跨度钢桁架桥施工的全过程,包括制作、运输、安装、试验等几个部分。

以供类似工程施工参考。

关键词:进水塔;交通桥;钢桁架;桥面系;静载试验
中图分类号:TV 34 文献标识码:　B 文章编号:100122184(2001)0120082204
1　前　言
天生桥一级水电站引水道进水塔交通桥为提供进水设备安装、运输、维修专用承载100t 的交通桥。

桥型为单跨约30m 的钢桁架桥,桥面为宽8.0
m 钢筋混凝土面板,上铺混凝土路面,两侧设栏杆,并设有维修专用通道。

设计荷载汽车220t (单车),
挂280t 。

交通桥布置见图1、图2。

该交通桥由钢桁架与桥面系两大部分组成,总
图1
　进水塔交通桥平面布置图
图2　A 2A 剖面图
收稿日期:1999206216
重量为90.6t ,见图3。

其中钢桁架部分由5榀桁架
组成,通过纵、横撑架联结。

桁架之间间距为1.7m ,高3.3m ,单榀桁架重量为9.7t ,撑架部分总重为17.5t ,桁架结构完全对称;桥面部分主要由横梁、纵梁、混凝土面板、细石混凝土路面及附属结构组成。

交通桥通过固定铰支座和活动支座分别与座落在高程755m 马道的桥台和4号进水塔相联结。

桥面高程为791m ,固定铰支座(靠山侧)高程为789.50m ,活动支座(塔体侧)高程为789.26m 。

桥面系部分钢结构总重为24.7t ,除少量铰支座为螺栓联结外,其余均为焊接联结。

随着进水塔、拦污栅墩混凝土浇筑高程不断上升,交通桥将成为到进水塔、拦污栅墩等剩余工作施工的唯一通道。

如果交通桥投入使用日期推后,必将
2
8第20卷第1期2001年3月四　川　水　力　发　电Sichuan W ater Pow er V o l .20,N o.1M ar .,2001
图3　桁架结构示意图
影响1998年汛前进水塔下闸蓄水工期,而进水塔汛前能否顺利下闸蓄水,将成为1998年底能否发电的关键项目。

由于种种原因,使交通桥施工工期严重滞后,因此,要求全部工序(制作、拼装、运输、吊装、桥面系的形成及静载试验)必需按计划在1997年12月～1998年2月内完成,以便能在汛前进行塔顶门机、进水塔事故闸门、检修闸门及拦污栅安装。

此外,交通桥属大跨度金属结构,其制作、安装均受施工场地的制约,尤其是30m跨度钢结构的吊装将成为控制交通桥工期的重要环节之一。

2　制作、运输、吊装方案的确定
2.1　制作方案
考虑到交通桥属大跨度超重构件,因此,现场制作为最佳方案。

但根据地形情况,很难找到大小、平整度都能满足要求的场地。

而且当时正值混凝土浇筑高峰期,施工干扰很大,不利金属结构的制作。

最后选定在距进水塔交通桥约2km的钢管厂制作好后再运输至进水塔进行组装。

这样不但可以保证焊接质量,而且还可减少各种焊接设备的搬迁工作。

2.2　运输方案 在最初施工组织设计中的运输方案是将单榀桁架在钢管厂制作好后,将第1榀与第2榀拼接成单元整体、第4榀与第5榀拼接成单元整体(长30m,重约25t)后,再用拖车运输至进水塔,第3榀单独运输。

但由于沿路弯道多,坡度大,运输过程中桁架易扭曲变形,无法保证制作精度。

经反复考虑决定在出厂时不将单榀桁架拼装成整体,也不将相邻的两榀桁架拼装成整体单元。

而是将每榀桁架的拼装分两次进行,在出厂时只拼装两端4跨,中间4跨出厂时不拼装,散件运输至进水塔后再将中间4跨与两端4跨拼装成整体。

其制作出厂状态见图4。

图4　单榀桁架出厂状态图
2.3　吊装方案
将运输至进水塔的散件桁架先按单榀结构形式拼装成整体,然后将第1榀与第2榀拼接成单元整体、第4榀与第5榀拼接成单元整体。

将拼装好的单元整体用布置在高程755m马道的30t高架圆筒门机及布置在高程791m平台的40t汽车吊辅以手动葫芦共同将桁架吊至设计位置。

2.4　交通桥制作安装工艺流程图(见图5)
3　桁架吊装施工
图5　交通桥制造与安装工艺流程图
3.1　支座安装
3.1.1　测量放线
交通桥支座预埋件安装按测量-→预埋-→验收-→浇筑的顺序进行。

施工时根据控制点座标分别放出各支座纵横中心线及高程点,作出每个支座调整线架及支架。

3.1.2　组焊预埋板
在支座预埋件按规定清点验收合格后,将地脚螺栓以每4根为1组焊接在预埋板上。

支承面、支座和地脚螺栓的标高、偏差应严格控制,技术标准应符合图纸要求和《钢结构工程施工及验收规范》(GBJ205283)规定。

预埋板焊接好后在板上划出中心线。

3.1.3　就位调正预埋板
将预埋板放至支架上,根据线架及量测仪器调整预埋板纵横中心位置及控制高度在允许范围内。

3.1.4　复查加固
经自检合格、再请监理复检后,将地脚螺栓预埋板与一期锚筋加固焊接牢固,复查合格后进行混凝土回填,并轻微震捣密实。

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基础混凝土预凝后再装配支座,活动支座按计算膨胀线装配。

3.2　桁架吊装
3.2.1　吊装要求
交通桥装卸、运输和堆存时不得损坏构件并防止变形,需堆放的构件必须置于枕木上,已成形的构件予以矫正并重新检验。

运输顺序必须遵循安装顺序:钢桁架——桥面系,并应成套供应。

钢桁架吊装顺序为:上游两榀单元整体——下游两榀单元整体——中间单榀。

3.2.2　现场拼装
现场拼装在进水口高程791m桥台上进行。

先将单榀桁架散件按设计结构形式拼装成整体。

再将下游侧第1榀、第2榀两单元拼装成一整体、上游侧第4榀、第5榀两单元拼装成一整体,待上、下游侧桁架整体吊装就位后,再吊装中间单榀桁架就位,并在空中将中间单榀桁架与相邻两榀的横向联结系拼装好,使整个桁架按设计要求联结成整体。

拼装好的单元跨距、高度、起拱及联结孔间距等偏差应满足规范要求。

3.2.3　吊装就位
吊装顺序为:上游侧单元整体、下游侧整体、中间单榀桁架。

用高程791m平台的40t汽车吊挂好与固定支座联结的端头,用高程755m马道上的30 t高架圆筒门机挂好桁架与活动支座端联结的端头,再配以手动葫芦。

两吊车配合提升、回转、变幅,逐渐将桁架抬吊移至安装位置,调平后,两端穿入连接销,摘除吊钩,完成上、下游两榀桁架的吊装后,中间单榀桁架只用圆筒门机直接吊装就位。

3.2.4　调整连接
在桁架全部吊装就位后搭设脚手架,调整垂直度,检查合格后,再逐根吊装焊接支撑角钢。

桁架连接完毕后,即可安装桥面系纵横梁及走道栏杆,检验合格后作部分补漆。

桁架部分施工完成后,可进行桥面系的施工。

3.2.5　焊　接
交通桥桁架及桥面系部件全部采用手工电弧焊接,焊接材料(包括焊丝、焊剂、焊药)按照质量证明书规定进行烘焙,且随用随取。

焊接材料使用前必需检查有无掉皮、锈蚀、油污等质量缺陷。

4　施工技术要求
该交通桥施工除了遵循相关技术规范外,还必须满足以下技术要求:
4.1　钢桁架制作安装要求
(1)制造钢桁架的材料应符合设计图纸所要求的钢种、钢号、规格等规定,并附出厂材质证明书。

(2)钢材裁切边缘应整齐,无毛刺、反口、缺肉等缺陷,裁切零件允许偏差应符合下列规定:板件和型钢长度:±2mm;型钢剪切线与边缘垂直度:≤1.5 mm。

(3)制成的孔应成正圆柱孔或方圆柱孔,孔缘无损伤不平,刺屑消除干净。

(4)钢桥的焊接应按设计图纸要求进行,对所有焊缝应进行仔细检查,确保焊接质量。

不合格的焊缝应进行处理,采取补强措施,处理后的焊缝应满足有关规范要求。

(5)钢桁架构件成品经检验符合要求后,应进行钢桁架试装。

试装时,每拼完一个单元(或节间),应检查和调整几何尺寸,然后再进行下一单元试装,以免试装终了难于调整。

(6)试装结束后,按图纸要求进行组装,确保焊接质量。

4.2　钢桁架桥安装技术要求。

(1)钢桁架及部件表面采用喷砂或酸洗除锈,必须将表面氧化铁皮和铁锈清除干净,然后按设计图纸要求涂防锈漆。

(2)钢桁架桥架设必须在进水塔和桥台混凝土达到28d龄期设计强度后进行。

架设前,应对桥台高程、桥台尺寸、中心线及每榀跨距进行复测,必须在符合允许偏差范围内方得架设。

(3)拼装钢桁梁应先处理桥台承垫处,其标高应符合设计要求,支座底板与承垫之间的间隙用M20水泥沙浆垫实。

(4)钢梁安装后的允许偏差值见表1。

表1　钢梁安装后的允许偏差值表
序号项 目允许偏差 mm 一钢梁与设计中线和高程关系
1墩台处钢梁中线对设计中线偏差±10
2
简支梁与连续梁间、两联(孔)间相邻横梁中
线相对偏差
±5 3墩台处钢梁底部与设计高程偏差±10
4两联(孔)相邻横梁相对高差偏差5
二支座与设计中线关系
5支座纵横线扭转偏差±1
6
固定支座纵横线中点与设计位置顺桥向偏
差:连续梁或60m以上简支梁
60m以下简支梁
±20
±10 7
辊轴或活动橡胶支座位置偏移按设计气温安
装,灌注定位前
±10 8支座底板四角相对高差2
(5)钢桁架桥安装就绪后,应将一切未涂漆或已涂而剥落者需补涂防锈漆。

(6)重部件运输时,车辆应尽量靠近中间行驶,行驶速度不得大于10km h。

禁止在桥面上突然刹
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车和加速。

(7)若在桥面堆放设备及材料等,应尽量均匀的置于桥面中间带,且不大于设计荷载。

(8)未浇筑铺装层混凝土之前,车辆不得直接在桥面上行驶,如遇特殊情况需要行驶车辆时,必须在桥面上采取压力扩散措施(如铺设垫板等)。

5　静载试验
由于钢桁桥结构复杂、制作安装要求高,为验证其结构安全度,需对钢桁桥进行静载试验,以检验施工质量。

试验荷载为挂——80t,分三次加载(第一次加载30%,第二次加载60%,第三次加载至标准荷载),级间间歇30m in,加至标准荷载后,保持恒载12～18h。

卸荷分两次卸完,级间间歇10m in。

测点布置在中间一榀和最外侧任一榀的A、B、C、D、E杆的中间部位见图6。

在三次加载情况下,分别对A～E杆件进行应力测试(设计允许值[Ρ= 140M Pa);对中间一榀桁架的3点进行挠度测量(设计允许值[f M=38mm);分别对未加载、加载两种情况作垂直位移测量;在未加载、加标准荷载两种情况下,对中间一榀桁架的活动支座,做水平位移测量。

图6　静载试验示意图
试验最终所得数据均在允许范围内,并经半年多的实际使用(已通过80t重车),交通桥并未出现超过荷载现象,说明交通桥的施工方法是可行的。

6　结　语
天生桥30m大跨度钢桁架桥结构复杂,制作安装要求较高,我局采用了分节、分榀、双吊车抬吊等施工方法,克服施工工期紧、场地狭窄、超大超重件吊装等困难,按时保质完成了交通桥施工任务。

为实现1998年汛前进水塔下闸蓄水目标,提供了有利条件。

静载试验虽未获得可靠的实验数据,但通过近半年运行实践证明,其结构安全度是符合规范要求的。

该方法不失为一种成功的施工方法。

作者简介:
刘亚琴(1970年2),女,河北张家口人,中国水利水电第七工程局总工办助理工程师,从事技术管理工作.
四川省水力发电工程学会运行专委会举行年会
2000年12月22～24日,省水电学会运行专委会在乐山市召开2000年工作年会。

出席会议的有来自省水电学会、青工委以及运行专委会成员单位的代表20余人。

会议由运行专委会副主任委员兼秘书长丁瑞卿主持。

他首先欢迎各位代表赴会,并介绍了会议日程。

省水电学会副理事长兼秘书长樊天龙代表省水电学会在会上讲话,介绍了电力体制改革问题,电力发展以及所存在的弊端。

传达了国发33号文件精神和刚刚举行的大渡河流域开发有限公司授牌情况、省水电学会常务理事会会议情况,使与会代表开阔了眼界,对四川省的水电形势加深了了解。

四川大学教授、四川大学中国西部开发研究院副院长马光文博士在会上向与会代表介绍了全国电力体制改革及四川省电力体制改革实施方案的制订情况,使大家对正在研究制定的电力体制改革的方案有了一定的了解。

在会议进行的论文交流中,与会代表就电力体制改革及厂网分开所面临的形势和任务,水电站设备改造与检修,水电厂运行管理及在电力市场中的对策等方面的经验进行了广泛的交流,其中,书面交流的文章有9篇。

会议还进行了优秀论文的评选及颁奖,研究制订了专委会2001年的工作计划。

在完成各项议程后,会议圆满结束。

本刊记者　李燕辉
四川省水力发电工程学会2000年秘书工作会议召开
2000年11月23～24日,四川省水电学会在成都召开了2000年秘书工作会议。

出席会议的有来自省学会,各专、工委会、射洪明珠集团分会、四川省水电工程局分会、水电五局分会等代表20余人。

省学会副理事长兼秘书长樊天龙首先发言,对出席会议的代表表示欢迎,并介绍了参加今年全国科协会议的情况,以及省学会开展的明台电站咨询、映秀湾电厂合作研究等情况,他高度赞扬了“千厂千会”活动的开展。

张玉惠副秘书长在会上介绍了刚刚结束的“南方十二省(市、区)水电学会联络会议”的精神,给与会者开阔了眼界,对广东现在的用、发电情况也向与会者作了介绍。

会上,地勘、科普、五局、四川省工程局、明珠公司、青工委、川大分会、武警水电三总队、造价与概预算、二滩公司、运行及学术、编委会等专(工)委、分会的秘书们先后介绍了各自2000年开展的工作,以及2001年的计划安排,使大家相互之间增进了了解,互通信息,对学会的工作有了较为全面的认识。

会议对2001年将要开展的几项工作做了初步安排,樊秘书长在总结时,希望各专(工)委会在新的一年工作中作出更大的成绩。

会议在完成了预定的议程后,圆满结束。

本刊记者　李燕辉
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ABSTRACT
Genetic Threshold Auto -Regressive M odel for Pred icti ng Annua l Ruu -Off
J I N Ju 2liang 1　YAN G X iao 2hua 2　D I
N G J ing 3(1.C ivil Engineering Co llege ,H efei Industry U niversity ,Hofei ,A nhui ,230009Ch ina ;
2.L ogistic D apartm ent,Hohai U niversity,N anjing,J iangsu,210098,Ch ina;
3.H ydropow er Co llege ,Sichuan U niversity ,Chengdu ,Sichuan ,610065,Ch ina )
Abstract :To effectively utilize the i m po rtant info rm ati on of the secti on interdependence during the ti m e series of annual run 2off ,th resho ld auto 2
regressive (TA R )model is suggested to p redict annual runoff .A si m p le and general schem e is p resented fo r establish ing TA R model
.W ith the i m p roved genetic algo rithm by the autho rs ,bo th of th resho ld values and auto -regressive coefficients can be op ti m ized ,and the difficulty
p roblem of modeling of TA R is reso lved ,w h ich gives a strong too l fo r w idely app lying TA R model
.T he case study show s that the schem e is p ractical and efficient ,and that TA R model can successfully reduce model erro rs ,and ensure good stability and accuracy of the model fo recasting by contro lling th resho ld valves .A s a general m ethod ,the schem e has m aj o r theo retic valve and w ide -ranging app licati on fo r p redicting of nonlinear ti m e series .Key words :annual runoff ti m e series ;p redicti on ;th resho ld auto 2regressive model ;genetic algo rithm
Character istics of Stress and D isplace m en t i n Rockf ill Dam with B itu m i nous Concrete Core
W AN G M in 2shou 1　FAN T ian 2long 2　TAN G J ian 2sheng 2　J I AN G X iao 2m ing 2
(1.Sichuan U niversity ,Chengdu ,Sichuan ,610056,Ch ina ;2.Sichuan Pow er Company ,Chengdu ,Sichuan ,610061,Ch ian )
Abstract :T he paper m ainly p resents distributi on of stress and disp lacem ent in rockfill dam w ith bitum inous concrete co re under self w eigh t ,
w ater p ressure and lateral p ressure of rockfill
.It is assuredly helpful to w ell know these characteristics fo r either p roper design of rockfill dam w ith bitum inous concrete co re ,o r reasonable constructi on .
Key words :bitum inous concrete ;co re ;rockfill dam ;stress ;disp lacem ent
Vertica l La the Rebuild and Turbi ne Guide Vane Bear i ng Hole Bored Together
DA I R en 2hua
(Yingxiuw an H ydropow er Pow er P lant ,W enchuan ,Sichuan ,623003,Ch ina )
Abstract :Fo r R epair fo r spare parts of turbine ,a series of mo re integrated repairing techniques are summ arized by our p lant th rough continuous research and p ractice .V ertical bo ring head is refitted on vertical lathe to bo re turbine head cover and guide vane bearing ho le on bo ttom ring together .In th is w ay ,p recisi on and speed fo r back installati on in general overhaul is i m p roved and econom ic benefit is obvi ous .It is valuable to popularize th is technique at pow er p lants in a mountainous area .
Key words :vertical lathe ;rebuild ;guide vane bearing ho le ;bo re together
Con struction and Opera tion for Large Span Steel Truss Br idge
L I U Ya 2qin
(Ch inese 7th Constructi on Bureau of W ater Conservancy and H ydropow er Engineering ,P ixian ,Sichuan ,611730,Ch ina )
Abstract :Constructi on of large span steel truss bridge fo r intake tow er of headrace at T ianshengqiao I H ydropow er Stati on is introduced ,including fabricati on ,transpo rtati on ,installati on and test .It is p rovided to si m ilar p ro jects fo r reference .Key words :intake tow er ;access bridge ;steel truss ;bridge floo r system ;dead load test
Opti m iza tion of Techn ica l Param eters for M ono -tun i ng Har m on ic F ilter
GUO Xu 2hu i H E J ian 2m in
(E lectrical Engineering Co llege ,Southw est J iao tong U niversity ,Chengdu ,Sichuan ,610031,Ch ina )
Abstract :O n the basis of discussi on about the m agnified harmonic currents caused by the filter,som e po int of view s about coo rdinating and choo sing param eters of filter are put fo rw ard ,especially on the capacity distributi on of the capacito rs and reacto rs ,the percentage of the filtrated harmonic currents and group ing .In additi on ,there m ust be som e contro l strategies taken to attain a comp rehensive op ti m izati on ,the contro l restraints under m enti oned could be taken .F inally ,an actual electric tracti on stati on is studied ,the si m ulated results are analysed .Key words :mono 2tuning harmonic filter ;tuning degree ;filter rate
Applica tion of Or ien ta tion Conversion Program for D iscon ti nuous Plane i n Eng i neer i ng Geology
TAO H ua 2lian
(H ydropow er Constructi on Co rpo rati on of Chengdu H ydroelectric Investigati on and D esign Institute ,SPC ,D ujiangyan ,Sichuan ,611830,China )
Abstract :P reparati on ,characteristics ,app licati on dom ain and app licati on m ethod of o rientati on conversi on p rogram are p resented in the paper .Key words :o rientati on conversi on p rogram ;A uto CAD ;L isp L anguage
Theory and Applica tion of Flood Con trol D ec ision Support Syste m (FCD SS )for Hydropower Sta tion
YAN G Yun 2jie 1　L I AN G N ian 2sheng 2
(1.H ubeiN ati onalities Co llege ,Enshi ,H ubei ,445000,China ;2.H uazhong U niversity of Science and Techno logy ,W uhan ,H ubei ,430070,China )
Abstract :Based on basic p rinci p le of D ecisi on Suppo rt System (D SS )and acco rding to requirem ents and real conditi ons fo r flood contro l of hydropow er stati on ,theo ry of FCD SS fo r a hydropow er stati on is studied tho rough ly in aspect of its functi ons ,structures ,database subsystem ,interface subsystem and model subsystem .T he research findings have been app lied in hydropow er stati on w ith satisfacto ry results .Key words :flood contro l ;decisi on suppo rt system ;hydropow er stati on ;database m anagem ent system ;interface ;model
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01第20卷第1期2001年3月
四　川　水　力　发　电
Sichuan W ater Pow er
V o l .20,N o.1
M ar .,2001。