安装大跨度钢桁架拱桥合拢技术控制(35页)

节点号(E)
预拱值(mm)
措施4: QC小组结合满樘支架法安装方案，在桁梁节点 中心处设置千斤顶，根据安装阶段节点监测变形量调整 桁梁节点标高，使钢桁拱桥预拱度始终符合设计要求。
节
横梁
点
调 整
系梁
千斤顶
系梁
千斤顶
横梁
示
意
图
措施5: QC小组成员在桁梁安装过程中对受力节点支架处 砼垫层钻孔取芯，发现砼垫层脱空，进行压密注浆，保证基 础的稳定。
5
加工设备精度低
大重叠层达5层，制孔精度要求 较高，采用机械下料、组焊、制
现场验证
孔等才能确保桁梁加工精度。
要因
较长钢梁杆件比较柔软，运输不 6 运输吊装不规范 当或吊点不对易造成杆件变形或 现场验证 非要因
严重旁弯
钢桁梁杆件全部由板材组焊而成， 7 焊缝收缩徐变 焊缝收缩引起杆件徐变，对桁梁 现场监测 非要因
合格率
99% 100% 100% 100% 98% 96% 100% 100% 100% 100% 100% 99%
实施二 针对温度应力变形
措施1:在安装过程中监测温度变化 与桁梁变形量的对应关系，作为桁 梁拱肋合龙段安装误差分析的重要 参考依据。
温度变化△T与桁梁伸长量δ对应关系图
mm 0.30
结
温度应力变形
论
安装顺序不合理
回填土沉降量大
六、制定对策
序号 1 2 3 4
要因
加工设 备精度 低
温度应 力变形
安装顺 序不合 理
回填土 沉降量 大
对策 目 标
措施
采用数 控钻床 提高加 工精度
合龙段安 装时的现 场温度与 加工期平 均温度接 近
制定专 项安装 方案
制定专 项回填 土施工 方案
各工 况合 龙误 差值 对比
差值(mm)
35 30 25 20 15 10
5 0
纵桥向X
各工况合拢差值对比表
工况Ⅰ 工况Ⅱ 工况Ⅲ
横桥向Y
高度Z
实施四 针对回填土沉降量大
措施1:制定详细的施工作业指导书， 彻底清除基底淤泥后分层用石灰土回 填，每层压实度≥96%，灰剂量≥5%。
措施2:提前完成土坑回填土施工， 沉降稳定后再浇筑顶层砼垫层。
在充分掌握资料的基础上，结合本工程实际情况，QC 小组召开了专题会议，会上各小组成员畅所欲言，对 可能影响拱肋合龙、全桥整体线型的原因进行了分析和 讨论，分析出各种影响因素。
因果分析图
加工制作
桁
杆件变形
人
外部环境
架
温度应力
制作公差大
技术水平低
拱
施工未交底
肋
不
能
顺
测量精度低
支承体系沉降量大
杆件变形量大
沉
Βιβλιοθήκη Baidu回填土沉降量观测曲线
降
25
20
沉降量(mm)
观
15
10
测
5
0
曲
-5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
线
观测次数
累计沉降64mm
回填土沉降值
70
沉
60
杆件安装后累
50
计沉降10mm
40
降
30 20
值
10 0 1
累计沉降 安装后沉降
调查分析
非要因
技术交底不完善，不能较好指导
3
施工未交底 施工，聘请了有经验的技术员进 调查分析 非要因
行讲课。
图纸转化深度、精度关系到杆件
4
图纸转化精度低
加工制作的精度，大型钢结构厂 现在多采用CAD软件自动转化，
现场验证
非要因
提高了设计图纸精度。
之二
序 号
末端原因
确认内容
确认方法 确认结果
桁梁节点栓孔达76000余个、最
利
合
监控监测
施工方法
龙
要因确认表
之一
序 号
末端原因
确认内容
确认方法 确认结果
大跨度钢桁架拱桥属集团公司首
1
钢桁梁 施工经验少
次施工，可借鉴经验少。通过培 训、讲课掌握了测量监控方法， 调查分析 选择了有钢桁梁安装经验的单位
非要因
合作施工。
2
新进场工人未教 育
对新进场工人进行了专职培训， 以老带新，提高了操作技能。
钢桁架拱桥顺利合龙、整体线型达到设计要求
三、选题理由
全桥采用高强度螺栓连接，高栓达76000余套，高栓与栓孔 仅-2mm的间隙，合龙段安装精度要求极高。
主桥桥面系预拱度通过调整钢吊杆实施，桥面竖曲线通过 变截面横梁调整，拱肋上、下弦采用不同直径圆曲线形， 线型控制难度大。
桁梁拱桥节点均为空间三维稳定结构，安装节段刚度大，空 间约束多，不易进行偏差调整，安装控制较难。
后钻孔(个)
期望值 现实值
实测标高与设计标高对比图
设计标高 实测标高
标高(mm)
12.10 12.00 11.90 11.80 11.70 11.60 11.50 11.40 11.30 11.20
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 节点号
很重要
发表人：
中铁四局集团 第二工程有限公司常州经理部
QC小组
二00七年四月
一、工程简介
新龙大桥是江苏省常州市京杭运河改线工程上的一座重要 桥梁，该桥单跨过河，主桥采用三跨（30.7+100+30.7m）中 承式连续钢桁架拱桥。桥宽36m，长161.4m，桁宽25m，桁梁 节间长度5m，节点采用M24高强度螺栓栓接，杆件最长25m， 最大起重量17.5吨；拱肋上下弦均为圆曲线型，矢高27.5m，矢 跨比3.64，拱顶至中间支座高度为29.5m；全桥钢结构重1930t， 钢桁架构件采用工厂加工制作，满樘支架法逐段安装，桁梁拱 肋跨中合龙。
确保杆件加工 公差符合《< 铁路钢桥制造 规范》相关要 求
尽可能地减 少温度应力 对合龙段安 装的影响
安装方案科 学合理
回填土安装 期内沉降量 δ小于15mm
⑴杆件下料、组焊、校正、 制孔均采用先进的全自动化 数控设备，提高加工精度⑵ 杆件加工完成后进行半跨80m 预拼装。 ⑴监测温度变化对桁梁变 形的影响，为合龙段安装提 供参考依据；⑵合龙温度选 择在21±2℃；⑶合理解除 临时支座约束。
七、对策实施
实施一 针对加工设备精度低
措施1：选择拥有丰富桁梁加工经验的山海关桥梁厂负责桁梁加工制作， 其先进的等离子切割机、全自动数控钻床等机械设备确保了桁梁杆件 制作公差及栓孔的精度 。
精密制孔的预拼节点板
数控钻床
措施2：每类杆件实行首检制，第一 根加工完成后进行制作公差检查，检 查合格后才批量生产，出厂前进行半 跨80m预拼装，检查栓孔重合率及加 工精度，确保工地一次安装合格。
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15△T
y=0.01357+0.01474x
21℃
措施2:合龙段安装温度选择在21±2℃，使安装时杆件 温度应力等效于加工制作时的初始应力，最大限度减 少温度应力对拱肋合龙段安装的影响。
确认方法 确认结果 现场验证 非要因
钢桁拱桥节点均处于三维空
14
测量方案不合理
间体系，测量控制较难，测 量方案是否合理关系到桁架
现场验证 非要因
安装的精度及合龙段的安装。
通过QC小组活动，组内成员对14条末端因素进行 充分分析，一致认为影响钢桁梁拱肋顺利合龙、
线型整体效果的主要原因有以下4条
加工设备精度低
平均实测值 (mm)
-0.1～+0.3 -0.2～+0.3 -0.4～+0.2 -0.1～+0.3
≤2.5 2.0
-0.1～+0.1 -0.1～0
-0.2～+0.2 -0.2～+0.3
0～+0.3 ≤1
检查频率
80% 60% 60% 60% 70% 70% 100% 100% 100% 100% 100% 100%
职称 小组职务
男
27
大学 项目总工 工程师 组长
男
39
大专 项目经理 工程师 副组长
男
35
大学 工程部长 高工
组员
男
58
大学 安装负责人 高工
组员
男
25
大专 技术主管 技术员 组员
男
38
中专
施工员
助工
组员
男
29
中专
资料员 技术员 组员
2006.3～2006.11 活动频次 3次/月 活动时间 60h
主桥下原为深约6米的取土坑，后用灰土填筑满樘支架法施 工，回填土及支架沉降量对桥梁线型影响较大。
四、设定目标
确保合拢哟
确保钢桁梁拱肋顺利合龙，整体线型达到设计要求 。
五、原因分析
QC小组经过咨询钢结构安装专业公司、外出观摩钢梁施工 现场、聘请有经验的专家学者举行专题讲座，联合监控单 位进行了理论计算，收集、掌握了部分钢桁架拱桥安装控 制的相关资料。
八、效果确认
质量
通过近五个月的QC攻关，新龙大桥钢桁架拱肋顺利合龙， 合龙段无后钻孔及扩孔，栓孔重合率达100%，落架后预 拱度完全满足设计要求，全桥线型达到设计整体效果， 得到业主及设计院等的一致好评。
期望值与实际值对比表
不错 不错
100 80 60 40 20 0 栓孔重合率(%)
全部达到期望值的100%
措施3:桁梁拱肋合龙后，固结永久支座，解除临时支座 约束，防止产生温度集中应力破坏桁梁杆件线型。
实施三 针对安装顺序不合理
措施1: 根据现场现实情况，拟定多种安装施工方案， 邀请国内知名钢结构专家参与方案论证，确定采用桥 面系支点合龙，拱肋跨中合龙的满樘支架法方案。
满樘 支架法
措施2:分别就安装过程、下拱弦、上拱弦合龙等工况进行仿真分析，
行预压，消除了非弹性变形。
确认结果 要因 非要因
主桥位于深达6米的取土坑
12
回填土沉降量大
内，基坑回填土沉降量过 大将会严重影响桁梁安装
现场监测
线型及增加拱肋合龙难度。
要因
之四
序号 13
末端原因 测量仪器精度低
确认内容
由于拱肋合龙段安装精度较 高，普通的测量仪器将无法 满足合龙精度要求，桁梁线 型较难控制。
桥面系试拼
高栓施拧节点板
中跨 试拼
预拼装现场质量检验对比表
项
目
两相邻孔距 多组孔群两相邻孔群中心距
l≤11m 两端孔群中心距
L＞11m 工型、箱型杆件的扭曲 工型、箱型杆件的弯曲 桁高 节间长度 拱度 对角线 主桁中心距 箱型杆件对角线差
允许偏差 (mm) ±0.4 ±0.8 ±0.8 ±1.0 3.0 ≤3.0 ±2.0 ±2.0 ±5 ±3.0 ±3.0 2.0
加密拼接节点支架，设置分配梁，确保桁梁处于少应力状态，从理 论上保证钢桁梁顺利合龙的可行性及线型的整体效果。
措施3: QC小组经过认真分析，将全桥合龙分解成三个合龙阶段，
工况Ⅰ为桥面系在支点处合龙，利用活动支座调整基座轴线及标高； 工况Ⅱ为拱肋下弦在跨中合龙，合龙段安装前精密测量合龙误差，选 择合龙温度，吊入合龙段，利用冲钉分次校正达到拱肋合龙；工况 Ⅲ为拱肋上弦在跨中合龙。三个阶段有效地将合龙段安装误差层层减 少，确保全桥最终顺利合龙。
安全
的哟
钢桁梁安装施工期间，未发生一例机械吊装、 人员伤亡事故，现正在审报集团公司安全
文明标准工地。
缩短 不少
工期
于2006年4月30日开始吊装至 2006年9月10日全桥支架拆除， 用时133天，比计划工期提前21天。
制作公差有一定影响。
由于桁梁安装正值夏季，钢梁上
8
温度应力变形
下面温差达20℃，温差对桁梁 轴线影响最大达32mm，合龙温
现场监测
要因
度的选择至关重要。
拱肋合龙后，桁梁自重仍由支架
9
体系转换不合理
承重，支架拆除不当将引起杆件 内力变化不均匀，从而影响桥梁
现场监测
非要因
整体线型效果。
之三
序号
末端原因
措施3: 根据理论计算的结果，在设计预拱度的基础上 加设0.4/1000线性预抛高量，补偿基础及支架沉降。
预抛高量设置表
线性预抛高量对比表
设计预拱值 实际预拱值 预抛高量
200 150 100 50
0 -50 -100 -150 -200 -250 -300 -350 -400
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
二、小组概况
小组名称
课题名称
类型 小组成员 姓名 吴军国 吴曙光 马彬友 鲍顺义 杨海丰 杨文胜 吴红星 活动时间 活动目标
中铁四局二公司常州经理部QC小组
无应力安装大跨度钢桁架拱桥合龙精度控制
攻关型 7人
TQC教育 建组时间 2006.3.10
人均48h 组长 吴军国
性别 年龄 文化程度 职务
⑴召开专家论证会；⑵对
各工况进行防真分析；⑶
分三个阶段逐步调整安装
误差。
⑴提高回填土质量；⑵预
留固结时间；⑶节点设置
向上预抛高量；⑷节点设
置千斤顶；⑸压密注浆。
完成 负责人 时间
吴曙光 06.3.10 吴军国 ～ 杨海丰 06.5.10
吴军国 鲍顺义 杨文胜
全过程
吴军国 鲍顺义 杨海丰
全过程
吴曙光 06.3.10 杨海丰 ～ 杨文胜 06.6.30
确认内容
确认方法
桁梁杆件空间稳定，安装
后很难进行偏差调整，合
10
安装顺序不合理
理的安装顺序能较好保证 高栓未施拧前钢梁处于少
现场验证
应力状态，保证了杆件不
变形、旁弯。
桁梁采用满樘膺架承重，拱肋 支架高达32米，其变形量将
11 支架变形量大 严重影响拱肋标高，造成合龙、 现场监测
线型控制困难，支架搭好后进