[發(fā)明專利]采用全焊整體節(jié)點鋼管桁架弦桿預制單元的橋梁建造工藝

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• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111364362A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設計）人: 劉永健;姜磊;龍辛;劉震北;王文帥;王興;馬印平;張國靖;張之恒;田智娟
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學
• 主分類號: E01D21/00
• 分類號: E01D21/00;E01D6/00;E01D19/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 郭瑤

采用全焊整體節(jié)點鋼管桁架弦桿預制單元的橋梁建造工藝，施工用于支撐桁式結(jié)構(gòu)橋梁上部結(jié)構(gòu)的下部結(jié)構(gòu)，然后，先在工廠預制主桁架結(jié)構(gòu)，主桁架結(jié)構(gòu)包括弦桿節(jié)段、腹桿以及縱橫聯(lián)桿件，然后根據(jù)受力分析，確定含節(jié)點的弦桿節(jié)段、腹桿桿件以及縱橫聯(lián)桿件切割位置，并切割成多段桁架桿件，再將各段桁架桿件運輸至施工現(xiàn)場并拼裝成桁架節(jié)段，再將桁架節(jié)段依次架設在下部結(jié)構(gòu)之上并連接拼裝組成主桁架結(jié)構(gòu)，最終鋪設橋面，完成整個橋梁的建造施工。本發(fā)明建造工藝簡單、加工制作及運輸方便，受外界建造環(huán)境限制少，適合于各種施工條件下施工；預制節(jié)段少，現(xiàn)場連接作業(yè)量小，適用于橋梁快速建設；并且適用于各種桁式結(jié)構(gòu)橋梁的建造。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及橋梁建造技術(shù)領域，尤其涉及采用全焊整體節(jié)點鋼管桁架弦桿預制單元的橋梁建造工藝。

背景技術(shù)

隨著我國對鋼結(jié)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)橋梁建設的大力推進，桁架結(jié)構(gòu)以其力學性能優(yōu)異、承載效率高和施工便捷等優(yōu)點，在橋梁工程中得到了廣泛應用。目前，桁架結(jié)構(gòu)形式發(fā)展多樣，根據(jù)腹桿布置形式的不同，可分為三角形桁架、單斜式桁架、菱形腹桿桁架和K形腹桿桁架等。桁架通過采用不同的桁架形式、改變梁高、改變截面尺寸、桿件內(nèi)填混凝土和內(nèi)壁設置通長開孔加勁板(Perfobond Leiste，簡稱：PBL)等方式以滿足不同跨徑下的力學性能要求。

桁架結(jié)構(gòu)施工方法靈活，既可采用“化整為零”的桿件散拼施工法，亦可采用“集零為整”的節(jié)段拼裝和整孔架設施工法，即先將桁架桿件拼裝成為小節(jié)段或整跨梁端，再運至橋位處安裝桁梁節(jié)段。因此，鋼桁梁橋能夠適應山區(qū)、跨江跨海等不同橋位，以及不同運輸條件、吊裝能力和施工方法的要求。當運輸條件和吊裝能力均較好時，一般采用節(jié)段拼裝或整孔架設施工法施工，其節(jié)段桿件均可在工廠內(nèi)加工制作，節(jié)段質(zhì)量可以得到保證；但在運輸和吊裝能力一般的條件下，采用施工適應性更好的桿件散拼施工法更為常見，在現(xiàn)如今的施工技術(shù)條件下，桿件現(xiàn)場連接質(zhì)量差異性較大，焊接質(zhì)量無法得到保證，且現(xiàn)場工作量較大，尤其在一些需要通過仰焊進行構(gòu)件連接的局部(如腹桿與上弦桿的連接)，仰焊時熔池倒懸在焊件下面，焊縫成形困難，容易在焊縫表面產(chǎn)生焊瘤在背面產(chǎn)生塌陷，還容易出現(xiàn)未焊透、弧坑凹陷等缺陷，熔池尺寸較大，溫度較高，清渣困難，有時易產(chǎn)生層間夾渣，仰焊焊接難度大，焊接質(zhì)量難以得到保證，使得結(jié)構(gòu)優(yōu)良的力學性能不能得到充分發(fā)揮，嚴重影響桁架結(jié)構(gòu)的力學性能及施工速度，阻礙桁架結(jié)構(gòu)的發(fā)展。

在桁架結(jié)構(gòu)中，節(jié)點為桁架設計的關(guān)鍵部位，桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點構(gòu)造復雜，根據(jù)制造與施工工藝的不同，桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點可分為拼接式節(jié)點、整體式節(jié)點和全焊節(jié)點。拼接式節(jié)點是通過在桿件外側(cè)設置節(jié)點板，并采用螺栓使節(jié)點板與桿件密貼，從而實現(xiàn)桿件之間的連接，這類節(jié)點構(gòu)造簡單，拼裝方便，但拼裝工作量較大；整體式節(jié)點是將節(jié)點板和與之相連的弦桿預先在工廠焊接成整體，再在現(xiàn)場進行桿件的拼裝，節(jié)點板同時作為節(jié)點處弦桿的腹板，避免了節(jié)點處焊縫或螺栓的集中，改善了節(jié)點受力；全焊節(jié)點是將桿件直接焊接，構(gòu)造簡潔，結(jié)構(gòu)整體性較好，對施工條件適應能力強，在桁架結(jié)構(gòu)中使用更為廣泛，但各個施工現(xiàn)場所具備的施工條件各不相同，節(jié)點質(zhì)量難以得到保證，并且在焊接過程中容易引入缺陷，使得焊縫位置處出現(xiàn)較大的切口應力，再加之焊縫處有較大的焊接殘余應力，使得節(jié)點焊縫處的應力水平遠遠大于桿件的名義應力，這也是如今阻礙桁架結(jié)構(gòu)發(fā)展的一大問題。

因此，對于桁架結(jié)構(gòu)適用范圍更廣的散拼施工法，如何保證桁架結(jié)構(gòu)建造質(zhì)量與施工速度，是目前急需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鋼管桁架節(jié)段的裝配式橋梁建造工藝，其建造工藝簡單、節(jié)點力學性能好、現(xiàn)場工作量小、施工快速且適用范圍廣，能有效解決桁梁橋建造中的工程質(zhì)量和施工速度問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

采用全焊整體節(jié)點鋼管桁架弦桿預制單元的橋梁建造工藝，包括以下步驟：

首先，施工用于支撐桁式結(jié)構(gòu)橋梁上部結(jié)構(gòu)的下部結(jié)構(gòu)，包括用于支撐橋梁上部結(jié)構(gòu)的基礎和橋墩；