钢箱拱与桥面系斜交且栓接式拱脚段制作工艺技术.pdfVIP

钢箱拱与桥面系斜交且栓接式拱脚段制作工艺技术

摘要：浙江省缙云县鼎湖大桥为不对称下承式钢拱桥，采用两个不对称钢箱

拱肋与桥面系钢箱梁组合而成，拱脚与桥面系钢箱梁采用栓接结构形式。其大拱

肋面向东方，象征着太阳，小拱肋面向西方，象征着月亮，寓意为“日月同辉”。

独特创兴的结构形式，特殊的受力情况，选择可操作性工艺的同时又不影响整体

受力体系，能充分保证拱脚连接处的加工精度，成为难度较大的课题。结合该桥

技术特点，综合分析各种工序产生的不利的影响，提出了采用拱脚节段立体对拼

刚性固定装焊工艺，实践证明，该工艺完全满足设计及现场安装要求。

关键词：鼎湖大桥；拱脚栓接；立体对拼；刚性固定；装焊工艺

1概况

缙云县鼎湖大桥连接县城至官店，横跨好溪，为42省道与330国道连接线

工程的一部分。出于景观建设的需要，该桥由2条外倾的非对称拱、圆弧形曲线

钢箱梁和倾斜的吊杆共同组成多元空间结构，其主跨径为90.8米，桥面系桥宽

为34m～44.7m。该桥大拱肋向外倾斜74°，平面内失高28米，小拱肋向外倾斜

70°，平面内失高16米。效果图如图1所示。

图1缙云县鼎湖大桥效果图

两肋拱轴线均采用悬链线，拱肋采用矩形封闭性钢箱型结构。大拱肋截面高

度由拱顶处1.2m渐变至拱脚处2m，拱肋宽度为1.8m不变。拱肋顶底板及腹板

距主墩位线水平距离为17m范围内钢板厚度为40mm，其余位置拱肋钢板厚度为

30mm。小拱肋截面高度和宽度均为1.5米，拱肋顶底板及腹板均为45mm。拱

肋拱脚段设有60mm法兰板，与桥面系端横梁顶板采用高强度螺栓连接。本桥主

材均采用Q345qD钢材。桥型立面及侧面如图2所示。

图2缙云县鼎湖大桥效果图桥型立面及侧面布置图

2拱脚段施工特点及难点分析

拱肋拱脚段与桥面系端横梁采用高桥螺栓连接，由于拱肋倾斜，其法兰板为

不规则的几何形状，同时孔群的也为不规则分布，小拱肋拱脚法兰板由165个

M30高强螺栓与桥面系端横梁顶板连接，大拱肋拱脚法兰板由150个高强螺栓

与桥面系端横梁顶板连接，大、小拱肋分别外倾74°和70°，拱肋由62根吊杆与

桥面连接。拱脚端通过法兰板与主拱四周壁板为T型熔透焊，同时四周有密集

加劲与法兰板及壁板焊接，最窄间距为226mm，加劲长均达到500～1000mm。

整体体系结构复杂，加工精度要求极高。

如何保证桥面系端横梁顶板和法兰板连接处的平面度是该工程的施工重点

与难点。通过对项目设计图纸及施工工况的分析，该处结构具有以下特殊性:

法兰板孔群与拱肋四周壁板距离很近，间距大多为70mm左右，法兰板与拱

肋斜交，使得法兰板与拱肋的定位精度及角度精度控制较高，以避免制造误差造

成螺栓无法穿过或对主拱线形的影响。

密集加劲群空间狭长，同时焊接工艺要求极高。采用常规方法逐层装配，必

将造成加劲与壁板焊缝因空间狭小而无法装配。

法兰板板厚60mm，拱肋壁板板厚40mm，且法兰板断面平整度要求极高，

常规的装配方法已无法满足要求。由于结构本身的限制，一旦发生焊接变形，将

无法通过常规的矫正方法矫正。

综合各种特征的分析，法兰板装焊方案的选择尤为重要，在初步方案比选时，

有三种方案可供选择。方案一：常规先焊后栓法。拱肋节段制造时，法兰板与拱

脚节段一起装焊，但在单个节段与法兰板一起焊接时，其法兰板为自由边，在焊

接过程中变形风险较大，且不易矫正。由于拱脚节段长度及截面的影响，即使采

用大型铣边机进行机加工来保证焊后法兰板平面度的也难以实现；方案二：工地

先定再焊后栓法。端横梁制造时，法兰板与端横梁顶板四周边缘焊接形成刚性固

定，拱脚节段在桥面系安装完毕后进行现场定位，焊接拱脚四周壁板与法兰板焊

缝，焊接完后安装高强螺栓。由于拱脚处结构受力复杂，且工地露天环境的影响

到焊接质量，更多不利因素难于预测和监控。方案三：双节段空间立体对拼装焊

法。根据线形要求，制造双拼胎架，使两拱肋拱脚处法兰板端面在胎架上密贴，

采用临时螺栓及定位销钉固定两法兰板，即同侧拱肋拱脚法兰板在拱脚节段对拼

时形成刚性约束，然后施焊四周壁板与法兰板焊缝。该方案即保证了螺栓孔群的

精度及通过率，又解决了焊接变形的问题。

3拱脚段法兰板装焊施工工艺

根据方案比选，决定选用“双节段空间立体对拼