双层钢桁梁桥拱梁结合段结构及其施工工艺的制作方法

本发明涉及拱梁结合结构，具体为双层钢桁梁桥拱梁结合段结构。

背景技术：

1、近年来，迫于我国经济的快速发展和城市立体景观发展的需要，修建跨江桥梁选用钢桁架拱桥被广泛应用，钢桁架拱桥跨越能力强、承压能力高和外形刚健稳固，大跨度的钢桁架拱桥必然随着我国交通建设的迅速发展而得到更快的发展。

2、钢结构施工方案的选择主要取决于结构形式，在实际工程中，由于受结构设计特点、桥型布置、自然条件等因素制约，有时需要几种吊装方案结合操作。繁华大道桥是安徽省第一座轨道与城市道路共线的大跨度桥梁结构，主桥采用钢桁架拱桥设计，其中拱梁结合段是该桥梁中结构最复杂、连接节点最多的钢构件，单个构件重达85.3t。单个拱梁结合段连接了6个钢结构杆件和2个桥面系，节点数量多，连接方式有栓接和焊接形式，其中箱型主桁架为三面栓接一面焊接结构，对杆件加工及安装的精度要求非常高。由于繁华大道桥拱梁结合段体量大、结构复杂，所能借鉴的施工经验十分有限，因此急需在拱梁结合段加工及安装方面展开研究和创新，寻找更加可靠的施工方法。

3、为此，安徽省公路桥梁工程有限公司根据繁华大道桥双层钢桁梁桥拱梁结合段施工经验，编制本工法，本工法采用bim技术进行精确制图和下料，提高拱梁结合段加工精度，优化了拱梁结合段栓接工艺，有效降低现场安装误差，为城轨同层钢桁架桥梁施工提供了依据和借鉴：

4、其中，引江济淮繁华大道桥为安徽省内首座市政公路与地铁轨道合建桥，主桥为跨引江济淮河道的双层钢桁架拱桥，采用153m跨双层钢桁架拱桥方案：上层桥宽度47.5m，为城市双向6车道+地铁；下层桥宽度56m，为双向4车道+慢形系统，用钢量达1.2万吨。其中拱梁结合段是该桥梁中结构最复杂、连接节点最多的钢构件，单个拱梁结合段连接了6个钢结构杆件和2个桥面系，节点数量多，连接方式有栓接和焊接形式，其中箱型主桁架为三面栓接一面焊接结构，对杆件加工及安装的精度要求非常高。

5、集贤路是连接合肥市政务文化新区、合肥高新技术产业开发区、合肥经济技术开发区和肥西县的城市快速路，向北连接西二环、合淮路，向南继续延伸并与新g206相交，是贯穿合肥市城市南北的重要通道，跨派河桥为（53.9+132+53.9）米三跨连续钢桁拱桥，钢梁全长239.8米，上拱肋顶至中支点高36.3米，全桥杆件采用高强螺栓拼接。

6、集贤路跨派河桥钢桁拱桥上部结构采用高强螺栓栓接拼装，全桥螺栓25万套，拼接板数量多、型号复杂，安装精度高，项目部通过bim技术优化施工工艺，全桥bim建模，模拟施工并进行碰撞检测，为杆件制造顺序、杆件编号发运及现场拼装提供技术保障，项目采用“桁-箱拱桥梁拱梁结合段施工技术”施工拱梁结合段。

7、针对主桥拱梁结合段构件体量大、连接节点多，对杆件加工及安装的精度要求非常高，传统仰焊质量控制难的问题，因此需要对双层钢桁梁桥拱梁结合段结构对上述问题做出改善。

技术实现思路

1、为了解决人员和机械的投入及窝工，增加施工成本和延长施工工期，随着大跨度钢结构桥梁越来越大，桥梁结构更加趋向于桁架结构设计，钢结构的节点越来越多，造型越来越复杂，本发明提供双层钢桁梁桥拱梁结合段结构及其施工工艺，以解决上述的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、双层钢桁梁桥拱梁结合段结构，包括竖板，所述竖板的基面上安装有节点板，所述节点板的外壁上安装有第一横隔板，所述第一横隔板的外壁上开设有凹槽，所述第一横隔板的一侧且位于竖板的外壁上安装有第二横隔板，所述第二横隔板的外壁上开设有固定槽，所述固定槽的内壁上安装有横板，所述横板的一侧且位于竖板的外壁上安装有固定板，所述竖板的外壁上安装有顶板，所述顶板的外壁上安装有支撑板，所述支撑板的外壁上安装有侧板，所述支撑板的外壁上安装有接头板，所述竖板的内壁上安装有杆件底板，所述竖板一端的内壁上安装有第一节点加劲板，所述第一节点加劲板的一侧且位于竖板的内壁上安装有第二节点加劲板，所述竖板另一端的内壁上安装有侧挡板，所述第一节点加劲板、竖板和杆件底板的外壁上均开设有连接钻孔。

4、作为本发明优选的方案，所述竖板设置有两组且分别位于第一横隔板相对立的外壁上，所述节点板设置有多组且分别位于凹槽的内壁上。

5、作为本发明优选的方案，所述第一横隔板设置有多组且分别位于竖板的外壁上，所述第二横隔板位于第一横隔板之间。

6、作为本发明优选的方案，所述凹槽设置有多组且分别位于第一横隔板的外壁上，所述固定槽设置有多组且分别位于第二横隔板的外壁上，所述横板设置有两组且分别位于固定槽的内壁上。

7、作为本发明优选的方案，所述横板和固定板分别连接在节点板的外壁上，所述固定板设置有两组且分别位于竖板的外壁上，所述顶板插拔连接在竖板的外壁上。

8、作为本发明优选的方案，所述支撑板设置有多组且分别位于顶板的外壁上，所述支撑板分别位于竖板的一侧，所述支撑板的一端连接在凹槽的内壁上且连接方式为插拔连接，所述侧板设置有多组且分别位于支撑板的外壁上。

9、作为本发明优选的方案，所述侧板分别位于竖板相对立的外壁上，所述接头板的横截面位于t形结构，所述接头板设置有多组且分别位于竖板相对立的外壁上，所述杆件底板的端面和节点板的端面相平齐。

10、作为本发明优选的方案，所述第一节点加劲板和第二节点加劲板分别设置有两组且分别位于竖板的内壁上，所述第二节点加劲板的横截面为凹形结构，所述竖板、杆件底板和第一节点加劲板的外壁上均开设有连接钻孔，所述连接钻孔设置有多组且分别位于竖板的外壁上，所述连接钻孔设置有多组且分别位于杆件底板相对立的外壁上。

11、与现有技术相比，本发明通过在双层钢桁梁桥拱梁结合段结构中采用bim技术对拱梁结合段进行三维建模，根据bim模型放样结果进行下料及加工，采用套料软件自动排版，保证构件下料和加工精度，传统工艺中采用cad进行平面放样，不能直观地反映各个细节的尺寸，在拱梁结合段拼装时，由于零件大小不一，主零件采用埋弧焊接（机器焊接）保证了焊缝质量及外观，小构件采用手工焊，保证焊接构件精度可控，采用在拱梁结合段上焊接临时吊耳方法，在胎架上多次翻身的方法对拱梁结合段进行厂内焊接，焊缝均为平焊和立焊，克服了传统仰焊质量控制难、安全风险大的问题，拱梁结合段在试拼装时桁架上均焊接了定位控制点，厂内采用“卧拼法”试拼装，采用经纬仪控制桁架线型方便，施工现场采用全站仪对拱梁结合段进行多点定位，保证安装准确，双层钢桁架拱梁结合段施工新工艺，与传统施工方法相比，能有效的减少人员和机械的投入及窝工，大大节省施工成本和缩短施工工期，从而解决主桥拱梁结合段构件体量大、连接节点多，对杆件加工及安装的精度要求非常高，传统仰焊质量控制难的问题。

技术特征：

1.双层钢桁梁桥拱梁结合段结构，包括竖板（1），其特征在于：所述竖板（1）的基面上安装有节点板（2），所述节点板（2）的外壁上安装有第一横隔板（3），所述第一横隔板（3）的外壁上开设有凹槽（4），所述第一横隔板（3）的一侧且位于竖板（1）的外壁上安装有第二横隔板（5），所述第二横隔板（5）的外壁上开设有固定槽（6），所述固定槽（6）的内壁上安装有横板（7），所述横板（7）的一侧且位于竖板（1）的外壁上安装有固定板（8），所述竖板（1）的外壁上安装有顶板（9），所述顶板（9）的外壁上安装有支撑板（10），所述支撑板（10）的外壁上安装有侧板（11），所述支撑板（10）的外壁上安装有接头板（12），所述竖板（1）的内壁上安装有杆件底板（13），所述竖板（1）一端的内壁上安装有第一节点加劲板（14），所述第一节点加劲板（14）的一侧且位于竖板（1）的内壁上安装有第二节点加劲板（15），所述竖板（1）另一端的内壁上安装有侧挡板（16），所述第一节点加劲板（14）、竖板（1）和杆件底板（13）的外壁上均开设有连接钻孔（17）。

2.根据权利要求1所述的双层钢桁梁桥拱梁结合段结构，其特征在于：所述竖板（1）设置有两组且分别位于第一横隔板（3）相对立的外壁上，所述节点板（2）设置有多组且分别位于凹槽（4）的内壁上。

3.根据权利要求1所述的双层钢桁梁桥拱梁结合段结构，其特征在于：所述第一横隔板（3）设置有多组且分别位于竖板（1）的外壁上，所述第二横隔板（5）位于第一横隔板（3）之间。

4.根据权利要求1所述的双层钢桁梁桥拱梁结合段结构，其特征在于：所述凹槽（4）设置有多组且分别位于第一横隔板（3）的外壁上，所述固定槽（6）设置有多组且分别位于第二横隔板（5）的外壁上，所述横板（7）设置有两组且分别位于固定槽（6）的内壁上。

5.根据权利要求1所述的双层钢桁梁桥拱梁结合段结构，其特征在于：所述横板（7）和固定板（8）分别连接在节点板（2）的外壁上，所述固定板（8）设置有两组且分别位于竖板（1）的外壁上，所述顶板（9）插拔连接在竖板（1）的外壁上。

6.根据权利要求1所述的双层钢桁梁桥拱梁结合段结构，其特征在于：所述支撑板（10）设置有多组且分别位于顶板（9）的外壁上，所述支撑板（10）分别位于竖板（1）的一侧，所述支撑板（10）的一端连接在凹槽（4）的内壁上且连接方式为插拔连接，所述侧板（11）设置有多组且分别位于支撑板（10）的外壁上。

7.根据权利要求1所述的双层钢桁梁桥拱梁结合段结构，其特征在于：所述侧板（11）分别位于竖板（1）相对立的外壁上，所述接头板（12）的横截面位于t形结构，所述接头板（12）设置有多组且分别位于竖板（1）相对立的外壁上，所述杆件底板（13）的端面和节点板（2）的端面相平齐。

8.根据权利要求1所述的双层钢桁梁桥拱梁结合段结构，其特征在于：所述第一节点加劲板（14）和第二节点加劲板（15）分别设置有两组且分别位于竖板（1）的内壁上，所述第二节点加劲板（15）的横截面为凹形结构，所述竖板（1）、杆件底板（13）和第一节点加劲板（14）的外壁上均开设有连接钻孔（17），所述连接钻孔（17）设置有多组且分别位于竖板（1）的外壁上，所述连接钻孔（17）设置有多组且分别位于杆件底板（13）相对立的外壁上。

9.根据权利要求1-8上述任意所述的双层钢桁梁桥拱梁结合段结构的施工工艺 ，其步骤具体如下：

技术总结
本发明涉及拱梁结合结构技术领域，具体为双层钢桁梁桥拱梁结合段结构及其施工工艺，包括竖板，所述竖板的基面上安装有节点板，所述节点板的外壁上安装有第一横隔板，所述第一横隔板的外壁上开设有凹槽，所述第一横隔板的一侧且位于竖板的外壁上安装有第二横隔板，所述第二横隔板的外壁上开设有固定槽；本发明通过BIM技术对拱梁结合段进行建模和三维放样，保证拱梁结合段加工精度，螺栓制孔准确；通过在拱梁结合段上焊接组合了埋弧焊和手工焊，采用在台架上多次翻身的方法焊接拱梁结合段，克服了传统方法焊接质量难以控制问题；通过拱梁结合段出厂前在结合段上焊接定位控制点，现场采用全站仪对拱梁结合段进行多点定位，保证安装准确。

技术研发人员：钱申春,张飞,郑浩,程涛,崔健,王生涛,鲍艮平,杨庆,钟剑
受保护的技术使用者：安徽省公路桥梁工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13