一種全焊桁架節(jié)段模塊化拼裝方法與流程

本發(fā)明涉及一種全焊桁架節(jié)段模塊化拼裝方法，屬于橋梁制技術領域。

背景技術：
隨著社會經濟的飛速發(fā)展，陸上交通的壓力越來越凸顯，為了解決這一壓力，大量的鐵路、高速公路等項目的修建勢在必行，為了跨越道路通過的大江大河，大跨度的橋梁的使用就趨于必然，人們也在對不同距離的橋梁的結構進行設計。本發(fā)明研究的橋梁中，滬通大橋包括主航道橋、專用航道橋、簡支鋼桁梁橋以及兩岸陸路引橋，全長11.072km，大橋按功能分為上下兩層，分別為上層公路層，下層鐵路層，如果采用傳統(tǒng)的拼裝工藝繁瑣，而且在現(xiàn)場拼裝時定位精確度很難保證，所以如果按照傳統(tǒng)的拼裝工藝遠遠不能滿足工程周期的要求，而且在操作過程中需要將工件吊上吊下，這樣又增加了安全風險，傳統(tǒng)的橋梁制造方法適合制造跨度小的橋梁，對于全長11.072km的大橋采用傳統(tǒng)的方法制造起來比較繁瑣，操作不方便，且造橋成本高，因此急需研制一種制作方法簡單、操作方便且精度高的桁架節(jié)段拼裝工藝，該滬通大橋采用95個模塊拼裝而成，總重127927.976t。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種全焊桁架節(jié)段模塊化拼裝方法，能夠降低橋梁在江面上制造的難度，提升造橋效率。為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案為：一種全焊桁架節(jié)段模塊化拼裝方法，其創(chuàng)新點在于：該方法把桁架節(jié)段的各組件分為若干個模塊，各模塊獨立拼裝；包括:S1.桁片模塊的拼裝方法；S2.橫聯(lián)片模塊的拼裝方法；S3.上層公路橋面模塊的拼裝方法；S4.下層鐵路橋面模塊的拼裝方法；S5.公路結合段縱橫梁拼裝方法；S6.桁架整節(jié)段模塊的拼裝方法；具體包括以下步驟：S1.桁片模塊的拼裝方法：桁片模塊包括上弦桿、下弦桿和斜腹桿，桁片模塊的拼裝在胎架A上完成；首先將上弦桿和下弦桿平行定位在胎架A上，上弦桿與下弦桿進行調整使其符合拱度線形，調整各方位的尺寸要求后，采用臨時定位措施將上弦桿與下弦桿進行定位固定；將斜腹桿用頂鎬配合安裝在上弦桿與下弦桿之間，再將斜腹桿與上下弦桿節(jié)點進行焊接，先焊上弦桿與斜腹桿之間的焊縫，再焊下弦桿與斜腹桿之間的焊縫，上下弦桿及斜腹桿的中心線匹配偏差控制在≤±0.5mm；將焊接完成的整體桁片進行解體，使其變成單桁片模塊，留下一段單桁片的模塊作為母段，參與下一輪的拼接；S2.橫聯(lián)片模塊的拼裝方法：橫聯(lián)片模塊包括節(jié)點、腹桿和橫聯(lián)片下弦桿，橫聯(lián)片模塊在胎架B上完成；首先在胎架B上定位橫聯(lián)片下弦桿，橫聯(lián)片下弦桿按照單根制作，用蓋板接料后組焊成工形弦桿且兩端節(jié)點預留二切量；依次在胎架B上拼裝焊接腹桿和節(jié)點，節(jié)點在橫聯(lián)片高度方向上預留二切量；在焊接和修整完橫聯(lián)片后，根據橫聯(lián)片體的長度和高度劃線切割節(jié)點；在運輸和吊裝過程中采用臨時連接件進行加固，以避免變形；S3.上層公路橋面模塊的拼裝方法:上層公路橋面模塊包括公路橋面板單元和T型橫梁單元，上層公路橋面模塊的拼裝在胎架C上完成；上層公路橋面模塊組拼采用連續(xù)匹配組焊及試拼裝并行的工藝方案，每輪組拼四個整節(jié)段，在上一輪拼裝完成后留下一段作為下一輪的母段參與拼裝；首先將公路橋面板進行二合一拼裝形成公路單節(jié)橋面板，其次再將T型橫梁定位在模擬弦桿的胎架C上，然后公路單節(jié)橋面板按照由中部向兩側的順序在T型橫梁上進行拼裝，拼裝后先將公路單節(jié)橋面板之間的縱縫焊接起來，再將橫縫焊接起來，最后焊其他的焊縫，在焊接后的公路單節(jié)橋面板上劃二切非基準端線，依照所劃的二切非基準端線進行相鄰的中部公路單節(jié)橋面板拼裝，然后再拼裝相鄰的中部公路單節(jié)橋面板兩側的公路單節(jié)橋面板，按照以上的順序重復安裝上層公路模塊；為保證公路橋面板與主桁弦桿水平板的接口匹配精度，在公路橋面板拼焊完成后，劃線切割兩邊，控制橋面寬度；S4.下層鐵路橋面模塊的拼裝方法：下層鐵路橋面模塊包括頂板單元、底板單元、縱梁單元和板式橫梁單元，下層鐵路橋面模塊的拼裝在胎架D上完成；將頂板單元與底板單元分別進行二合一拼裝形成鐵路單節(jié)橋面頂板與鐵路單節(jié)橋面底板，將鐵路單節(jié)橋面底板由中間向兩邊鋪設，將鐵路單節(jié)橋面底板焊接起來，先焊接縱縫，再焊接橫縫，最后焊接板式橫梁單元與頂板單元、底板單元的焊縫，胎架D放置在鐵路單節(jié)橋面底板上，將板式橫梁單元定位在模擬弦桿的胎架D上，將縱梁單元垂直嵌入板式橫梁單元進行拼裝且暫不焊接，將頂板單元拼裝鋪設在縱梁單元與板式橫梁的上端，按照先鋪設中部的頂板單元，再鋪設兩側的頂板單元的順序進行；頂板單元和底板單元分別與桁片模塊的下弦桿的上下水平板熔透焊接，板式橫梁單元與桁片模塊的下弦桿焊接；S5.公路結合段縱橫梁拼裝方法：公路結合段包括橫梁、縱梁和聯(lián)系梁；公路結合段縱橫梁拼裝在胎架E上完成，胎架E上設置有縱梁、橫梁定位裝置及縱向橫向基線；首先依照胎架上的橫向基線將橫梁在胎架E上依靠下支墩設定的高度進行定位，橫梁定位完成后將橫梁兩端預留的二切量切割，然后依靠胎架E端部定位裝置及縱向基線定位組裝縱梁，再在兩橫梁之間鋪設有垂直于縱梁的兩道聯(lián)系梁，最后進行焊縫，焊接采用先焊橫梁與縱梁焊縫，后焊聯(lián)系梁焊縫的順序進行；S6.桁架整節(jié)段模塊的拼裝方法：桁架整節(jié)段包括桁片模塊、橫聯(lián)片模塊、上層公路橋面模塊和下層鐵路橋面模塊；桁架整節(jié)段模塊拼裝在胎架F上完成，胎架F上要設置臨時支撐與固定裝置，確保拼裝的穩(wěn)定安全與拼裝精度；首先在胎架F上定位一側的下層鐵路橋面模塊，其次在下層鐵路橋面模塊的側端采用臨時定位措施安裝中間桁片模塊，然后在中間桁片模塊的另一側采用臨時定位措施將另一側的下層鐵路橋面模塊進行拼裝，將兩塊下層鐵路橋面模塊在中間桁片模塊兩側定位拼裝完成后，再在兩塊下層鐵路橋面模塊的兩側分別安裝側邊桁片模塊，接著在中間桁片模塊與兩側邊桁片模塊之間采用臨時定位措施輔助安裝橫聯(lián)片模塊，最后再在橫聯(lián)片上方安裝上層公路橋面模塊；拼裝完成后進行質量停止點檢測，合格后解體下胎轉運，留下母段參與下輪次整節(jié)段拼裝；桁架整節(jié)段安裝首段按照以下順序進行拼裝:(1)一側下層鐵路橋面模塊定位；(2)中間桁片模塊拼裝；(3)另一側下層鐵路橋面模塊拼裝；(4)兩側桁片模塊拼裝；(5)橫聯(lián)片模塊拼裝；(6)上層公路橋面模塊拼裝；后續(xù)的桁架整節(jié)段按照以下順序拼裝推進：(1)中間桁片模塊拼裝；(2)兩側下層鐵路橋面模塊拼裝；(3)兩側桁片模塊拼裝；(4)橫聯(lián)片模塊拼裝；(5)上層公路橋面模塊拼裝；上層公路橋面模塊的公路橋面板以及橫梁在與桁片模塊的上弦桿焊接時均采用熔透焊接，下層鐵路橋面模塊在整節(jié)段間連接時，其頂?shù)装鍐卧B接為熔透工地對接，整節(jié)段間除上下層橋面板采用焊接連接外其余均采用高強度螺栓連接。所述桁片模塊在桁架整節(jié)段模塊拼裝中，兩桁片之間的弦桿采用高強度螺栓連接，桁片模塊的斜桿之間也采用高強度螺栓連接。所述桁片在露天的環(huán)境中定位組裝及測量需要在日出之前，避開日照影響，日照下焊接時要考慮胎型與桁片線膨脹系數(shù)影響，以防胎型變形影響尺寸精度。所述桁片組裝時腹桿與上弦桿用限位檔角限位不要點焊，待腹桿與下弦桿焊縫完成后再定位焊接，使之在下弦節(jié)點焊接時腹桿在長度方向上有自由伸縮的空間，減少焊接收縮對桁高的影響。所述桁架整節(jié)段模塊的拼裝在拼裝桁片模塊時，同一整節(jié)段的三片整體桁片桁高偏差方向一致，且在允許偏差范圍內。所述焊接的部位在焊接完成后需要利用超聲波探測儀器對焊接的部位進行探傷檢測。所述胎架E的上設置的定位裝置在其端部設置栓孔與端縱梁栓孔利用沖釘定位。本發(fā)明的優(yōu)點在于：該全焊桁架節(jié)段模塊化拼裝方法實現(xiàn)了橋梁的模塊化拼裝，把桁架節(jié)段模塊劃分為若干小模塊進行獨立的拼裝，都能實現(xiàn)相關小模塊之間的匹配拼裝，拼裝工序合理且拼裝操作簡單，在生產的場地就能夠將橋梁的部分模塊拼裝起來，降低了現(xiàn)場造橋的難度，減少了橋梁制造的勞動量，縮短了橋梁制造的時間，提升了工作的效率；橋梁的鋼結構材料采用Q500qE的第六代高強度鋼，增加了橋梁鋼材的強度；在全焊桁架節(jié)段拼裝的過程中每個模塊的拼裝都采用專門的胎架，確保了每個節(jié)段模塊拼裝的精度；在每個焊接部位焊接完成后均采用超聲波探測儀器對焊接部位進行探傷，確保了焊接的效果。附圖說明下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。圖1為桁架節(jié)段模塊化拼裝的立體圖。圖2為桁片模塊的拼裝結構圖。圖3為桁片模塊的拼裝流程圖。圖4為橫聯(lián)片模塊的拼裝結構圖。圖5為橫聯(lián)片模塊的拼裝流程圖。圖6為上層公路橋面模塊工藝流程圖。圖7為下層鐵路橋面模塊的拼裝結構圖。圖8為下層鐵路橋面模塊拼裝流程圖。圖9為桁架整節(jié)段模塊的拼裝流程圖。如圖1至圖9所示:1、桁片模塊；11、上弦桿；12、下弦桿；13、斜腹桿；2、橫聯(lián)片模塊；21、節(jié)點；22、腹桿；23、橫聯(lián)片下弦桿；3、上層公路橋面模塊；4、下層鐵路橋面模塊；41、頂板單元；42、底板單元；43、縱梁單元；44、板式橫梁單元；6、桁架整節(jié)段模塊。具體實施方式下面的實施例可以使本專業(yè)的技術人員更全面地理解本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。如圖1至圖9所示的一種全焊桁架節(jié)段模塊化拼裝方法：該方法把桁架節(jié)段的各組件分為若干個模塊，各模塊獨立拼裝；包括:S1.桁片模塊1的拼裝方法；S2.橫聯(lián)片模塊2的拼裝方法；S3.上層公路橋面模塊3的拼裝方法；S4.下層鐵路橋面模塊4的拼裝方法；S5.公路結合段5縱橫梁拼裝方法；S6.桁架整節(jié)段模塊6的拼裝方法；具體包括以下步驟：S1.桁片模塊1的拼裝方法：桁片模塊包括上弦桿11、下弦桿12和斜腹桿13，桁片模塊1的拼裝在胎架A上完成；首先將上弦桿11和下弦桿12平行定位在胎架A上，上弦桿11與下弦桿12進行調整使其符合拱度線形，調整各方位的尺寸要求后，采用臨時定位措施將上弦桿11與下弦桿12進行定位固定；將斜腹桿13用頂鎬配合安裝在上弦桿11與下弦桿12之間，再將斜腹桿13與上下弦桿節(jié)點進行焊接，先焊上弦桿11與斜腹桿13之間的焊縫，再焊下弦桿12與斜腹桿13之間的焊縫，上下弦桿及斜腹桿13的中心線匹配偏差控制在≤±0.5mm；將焊接完成的整體桁片進行解體，使其變成單桁片模塊，留下一段單桁片的模塊作為母段，參與下一輪的拼接。S2.橫聯(lián)片模塊2的拼裝方法：橫聯(lián)片模塊2包括節(jié)點21、腹桿22和橫聯(lián)片下弦桿23，橫聯(lián)片模塊2在胎架B上完成；首先在胎架B上定位橫聯(lián)片下弦桿23，橫聯(lián)片下弦桿23按照單根制作，用蓋板接料后組焊成工形弦桿且兩端節(jié)點預留二切量；依次在胎架B上拼裝焊接腹桿22和節(jié)點21，節(jié)點在橫聯(lián)片模塊2高度方向上預留二切量；在焊接和修整完橫聯(lián)片模塊2后，根據橫聯(lián)片模塊2的長度和高度劃線切割節(jié)點；在運輸和吊裝過程中采用臨時連接件進行加固，以避免變形。S3.上層公路橋面模塊3的拼裝方法:上層公路橋面模塊3包括公路橋面板單元和T型橫梁單元，上層公路橋面模塊3的拼裝在胎架C上完成；上層公路橋面模塊組拼采用連續(xù)匹配組焊及試拼裝并行的工藝方案，每輪組拼四個整節(jié)段，在上一輪拼裝完成后留下一段作為下一輪的母段參與拼裝；首先將公路橋面板進行二合一拼裝形成公路單節(jié)橋面板，其次再將T型橫梁單元32定位在模擬弦桿的胎架C上，然后公路單節(jié)橋面板按照由中部向兩側的順序在T型橫梁上單元32進行拼裝，拼裝后先將公路單節(jié)橋面板之間的縱縫焊接起來，再將橫縫焊接起來，最后焊其他的焊縫，在焊接后的公路單節(jié)橋面板上劃二切非基準端線，依照所劃的二切非基準端線進行相鄰的中部公路單節(jié)橋面板拼裝，然后再拼裝相鄰的中部公路單節(jié)橋面板兩側的公路單節(jié)橋面板，按照以上的順序重復安裝上層公路橋面模塊3；為保證公路橋面板31與主桁弦桿水平板的接口匹配精度，在公路橋面板拼焊完成后，劃線切割兩邊，控制橋面寬度。S4.下層鐵路橋面模塊4的拼裝方法：下層鐵路橋面模塊4包括頂板單元41、底板單元42、縱梁單元43和板式橫梁單元44，下層鐵路橋面模塊4的拼裝在胎架D上完成；將頂板單元41與底板單元42分別進行二合一拼裝形成鐵路單節(jié)橋面頂板與鐵路單節(jié)橋面底板，將鐵路單節(jié)橋面底板由中間向兩邊鋪設，將鐵路單節(jié)橋面底板焊接起來，先焊接縱縫，再焊接橫縫，最后焊接板式橫梁單元44與頂板單元41、底板單元42的焊縫，胎架D放置在鐵路單節(jié)橋面底板上，將板式橫梁單元44定位在模擬弦桿的胎架D上，將縱梁單元43垂直嵌入板式橫梁單元44進行拼裝且暫不焊接，將頂板單元41拼裝鋪設在縱梁單元43與板式橫梁44的上端，按照先鋪設中部的頂板單元41，再鋪設兩側的頂板單元41的順序進行；頂板單元41和底板單元42分別與桁片模塊1的下弦桿12的上下水平板熔透焊接，板式橫梁單元44與桁片模塊1的下弦桿12焊接。S5.公路結合段縱橫梁拼裝方法：公路結合段包括橫梁、縱梁和聯(lián)系梁；公路結合段縱橫梁拼裝在胎架E上完成，胎架E上設置有縱梁、橫梁定位裝置及縱向橫向基線；首先依照胎架上的橫向基線將橫梁在胎架E上依靠下支墩設定的高度進行定位，橫梁定位完成后將橫梁兩端預留的二切量切割，然后依靠胎架E端部定位裝置及縱向基線定位組裝縱梁，再在兩橫梁之間鋪設有垂直于縱梁的兩道聯(lián)系梁53，最后進行焊縫，焊接采用先焊橫梁與縱梁焊縫，后焊聯(lián)系梁焊縫的順序進行。S6.桁架整節(jié)段模塊6的拼裝方法：桁架整節(jié)段包括桁片模塊1、橫聯(lián)片模塊2、上層公路橋面模塊3和下層鐵路橋面模塊4；桁架整節(jié)段模塊6拼裝在胎架F上完成，胎架F上要設置臨時支撐與固定裝置，確保拼裝的穩(wěn)定安全與拼裝精度；首先在胎架F上定位一側的下層鐵路橋面模塊4a，其次在下層鐵路橋面模塊4的側端采用臨時定位措施安裝中間桁片模塊1，然后在中間桁片模塊1a的另一側采用臨時定位措施將另一側的下層鐵路橋面模塊4b進行拼裝，將兩塊下層鐵路橋面模塊4在中間桁片模塊1a兩側定位拼裝完成后，再在兩塊下層鐵路橋面模塊4的兩側分別安裝側邊桁片模塊1b，接著在中間桁片模塊1a與兩側邊桁片模塊1b之間采用臨時定位措施輔助安裝橫聯(lián)片模塊2，最后再在橫聯(lián)片上方安裝上層公路橋面模塊3；拼裝完成后進行質量停止點檢測，合格后解體下胎轉運，留下母段參與下輪次整節(jié)段拼裝；桁架整節(jié)段安裝首段按照以下順序進行拼裝:(1)一側下層鐵路橋面模塊4a定位；(2)中間桁片模塊1a拼裝；(3)另一側下層鐵路橋面模塊4b拼裝；(4)兩側桁片模塊1b拼裝；(5)橫聯(lián)片模塊2拼裝；(6)上層公路橋面模塊3拼裝；后續(xù)的桁架整節(jié)段按照以下順序拼裝推進：(1)中間桁片模塊1a拼裝；(2)兩側下層鐵路橋面模塊4拼裝；(3)兩側桁片模塊1b拼裝；(4)橫聯(lián)片模塊2拼裝；(5)上層公路橋面模塊3拼裝；上層公路橋面模塊3的公路橋面板以及橫梁在與桁片模塊1的上弦桿11焊接時均采用熔透焊接，下層鐵路橋面模塊4在整節(jié)段間連接時，其頂?shù)装鍐卧B接為熔透工地對接，整節(jié)段間除上下層橋面板采用焊接連接外其余均采用高強度螺栓連接。桁片模塊1在桁架整節(jié)段模塊拼裝中，兩桁片之間的弦桿采用高強度螺栓連接，桁片模塊1的斜桿之間也采用高強度螺栓連接。桁片模塊1在露天的環(huán)境中定位組裝及測量需要在日出之前，避開日照影響，日照下焊接時要考慮胎型與桁片線膨脹系數(shù)影響，以防胎型變形影響尺寸精度。桁片模塊1組裝時腹桿與上弦桿11用限位檔角限位不要點焊，待腹桿與下弦桿焊縫完成后再定位焊接，使之在下弦節(jié)點焊接時腹桿在長度方向上有自由伸縮的空間，減少焊接收縮對桁高的影響。桁架整節(jié)段模塊6的拼裝在拼裝桁片模塊時，同一整節(jié)段的三片整體桁片模塊1桁高偏差方向一致，且在允許偏差范圍內。焊接的部位在焊接完成后需要利用超聲波探測儀器對焊接的部位進行探傷檢測。胎架E的上設置的定位裝置在其端部設置栓孔與端縱梁栓孔利用沖釘定位。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。