南京長(zhǎng)江二橋南汊斜拉橋合龍技術(shù)
發(fā)布時(shí)間：2010-01-14 共2頁(yè)
二、合龍方案實(shí)施關(guān)鍵技術(shù)
1．合龍桁架及合龍段加強(qiáng)件的設(shè)計(jì)
合龍桁架位于箱梁豎腹板的外側(cè)，不影響合龍段吊進(jìn)的位置上。合龍桁架主要目的是保證南北江側(cè)20 號(hào)梁段在合龍過(guò)程中的變形協(xié)調(diào)及在合龍段焊接過(guò)程中承受部分由溫度產(chǎn)生的軸向力。合龍桁架安裝好后要經(jīng)歷數(shù)個(gè)白天的強(qiáng)烈日照，日照產(chǎn)生很大的體系升溫及箱梁頂板升溫。由于豎腹板外側(cè)空間有限，故不可能設(shè)置很強(qiáng)大的構(gòu)件。為了避免由于升溫產(chǎn)生的巨大的軸向力，將該構(gòu)件與20號(hào)梁段的連接在合龍段匹配前設(shè)計(jì)為不傳遞軸向力的連接。根據(jù)這種思路，最后設(shè)計(jì)出來(lái)的合龍桁架僅由每側(cè)4根C28b的槽鋼組成。
合龍段加強(qiáng)件位于合龍段及20號(hào)塊頂?shù)装澹摷訌?qiáng)件通過(guò)拼接板采用高強(qiáng)螺栓連接。其作用是保證合龍段吊進(jìn)后通過(guò)鎖定加強(qiáng)件來(lái)阻止合龍間隙的進(jìn)一步變化，以便于合龍段的焊接，加強(qiáng)件需要抵抗夜間溫度變化產(chǎn)生的軸向力。
在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了三種工況來(lái)進(jìn)行上述合龍輔助構(gòu)件的計(jì)算：①主塔臨時(shí)約束未解除前，合龍桁架承受日照升溫。日照升溫按體系升溫20℃、頂板升溫50℃考慮。若該工況合龍桁架與豎腹板固接，則合龍桁架將變得很龐大，而且塔下應(yīng)力也難以通過(guò)；②主塔臨時(shí)約束未解除前，合龍桁架與合龍段加強(qiáng)件共同承受體系降溫8℃，此時(shí)合龍桁架承受軸向力。該工況主要模擬合龍段匹配完成后主腹板焊接完成前的夜間溫度變化。在該工況下合龍間隙變化計(jì)算僅為 2.6mm，可滿(mǎn)足焊接要求；③主塔臨時(shí)約束解除后，合龍桁架與合龍段加強(qiáng)件承受日照升溫。該工況偏于安全地不考慮合龍段已焊接好的主腹板參與受力。
在合龍過(guò)程中，該組合龍輔助構(gòu)件工作良好，確保了合龍段吊入并在匹配過(guò)程中兩側(cè)懸臂端變形協(xié)同，并保證了在焊接過(guò)程中焊縫寬度不會(huì)隨溫度的降低而擴(kuò)大。在主塔臨時(shí)約束解除后，該組輔助構(gòu)件亦經(jīng)歷了白天日照的考驗(yàn)。www.Ｅxamda.CoM
2．24h連續(xù)觀測(cè)
為了掌握一天內(nèi)溫度變化及合龍間隙變化規(guī)律，在合龍前安排了24h 的連續(xù)觀測(cè)。觀測(cè)頻率一般為20：00——8：00為半小時(shí)一次，其余時(shí)段為一小時(shí)一次。溫度測(cè)量采用三種手段：①采用溫度計(jì)測(cè)量大氣溫度；②采用點(diǎn)溫計(jì)測(cè)量鋼箱梁溫度；③采用埋置于15號(hào)梁段的22個(gè)溫度應(yīng)力測(cè)點(diǎn)測(cè)量鋼箱梁溫度。合龍間隙測(cè)量在鋼箱梁上共布置了17個(gè)測(cè)點(diǎn)以測(cè)量頂?shù)装寮案拱宓暮淆堥g隙，采用了兩組人員同步測(cè)量。
通過(guò)24h 連續(xù)觀測(cè)，我們發(fā)現(xiàn)：①鋼箱梁頂?shù)装搴淆堥g隙與頂?shù)装鍦囟扔兄芎玫耐疥P(guān)系。②從 20：00到凌晨 5：00這個(gè)時(shí)段，溫度均處于緩慢下降階段，每小時(shí)溫度變化梯度小于2．1℃，而且頂?shù)装鍦夭钚∮?℃。在該時(shí)段內(nèi)合龍間隙約減小4.4cm，頂?shù)装彘g隙差小于5mm，而且均為底板間隙稍大于或等于頂板間隙，這有利于合龍段的吊進(jìn)。由于最大可焊間隙可以達(dá)到2.5cm，故該選擇該時(shí)段作為合龍時(shí)段內(nèi)焊縫的最大間隙在4.4/2=2.2cm內(nèi)，這樣，在合龍時(shí)段的大部分時(shí)間間隙可以滿(mǎn)足焊接的要求。
通過(guò)上述觀測(cè)，我們確定20：00為合龍段吊進(jìn)的時(shí)間，并根據(jù)該時(shí)間合龍間隙并考慮6mm的富余來(lái)確定合龍段配切長(zhǎng)度。
在實(shí)施過(guò)程中，合龍段頂板于21：10越過(guò)20號(hào)梁段的底板，并于22：40完成就位。并于凌晨5：00前完成了主腹板的焊接工作。
3．塔下臨時(shí)約束解除
塔下臨時(shí)約束承受軸向力及豎向拉力，由于無(wú)法完全保證全部焊接工作在日照前完成，而合龍段輔助構(gòu)件無(wú)法承受日照產(chǎn)生的強(qiáng)大軸向力，故塔下約束的解除選擇在清晨日照前完成。
塔下拉力采用鋼絞線(xiàn)來(lái)抵抗，在約束解除中要釋放掉約600t的豎向拉力，主梁在塔附近將產(chǎn)生近8cm的上撓，為了避免對(duì)主梁產(chǎn)生沖擊，在解除塔下約束時(shí)，在塔附近主梁上采用重載汽車(chē)進(jìn)行了壓重，待所有約束解除后再逐次開(kāi)走壓重車(chē)輛。
三、幾點(diǎn)體會(huì)
經(jīng)過(guò)多方面的努力，南京二橋南汊斜拉橋按照預(yù)定時(shí)間實(shí)現(xiàn)了順利合龍及塔下臨時(shí)約束的解除。回顧整個(gè)合龍過(guò)程，有以下幾點(diǎn)體會(huì)：
（1）通過(guò)在懸臂端采用水箱壓重來(lái)模擬合龍段重量，可以有較寬裕的時(shí)間來(lái)調(diào)整懸臂端的標(biāo)高及軸線(xiàn)。如早在合龍段起吊后再來(lái)調(diào)整標(biāo)高，一是會(huì)延誤工期，二是一旦遇上有風(fēng)的天氣，合龍段會(huì)擺蕩而影響標(biāo)高的測(cè)量精度。
（2）合龍桁架的采用可以鎖定懸臂端調(diào)整好后的標(biāo)高，避免由于兩個(gè)懸臂可能的不對(duì)稱(chēng)荷載引起的懸臂端標(biāo)高差。
（3）合龍桁架主要目的是保證懸臂端變形協(xié)調(diào)，合龍段加強(qiáng)件主要目的是保證合龍間隙。這兩部分構(gòu)件不需要很強(qiáng)大就可以滿(mǎn)足剛度要求。然而這些構(gòu)件均無(wú)法抵抗在塔下約束解除前日照產(chǎn)生的軸向力，所以在設(shè)計(jì)該部分構(gòu)件時(shí)采用了約束上及時(shí)間上的措施來(lái)避免構(gòu)件直接抵抗日照產(chǎn)生的軸向力是一個(gè)良好的途徑。可以避免強(qiáng)大的合龍段輔助構(gòu)件帶來(lái)的制作、安裝及經(jīng)濟(jì)上的問(wèn)題。
