卢浦大桥钢结构工程关键技术_倪志刚
监理部卢浦大桥主桥钢管桩制作监理细则
监理部卢浦大桥主桥钢管桩制作监理细则卢浦大桥主桥钢管桩制作则监理细则上海华申工程建设监理咨询有限公司二二OOOO年九月目目录一、况工程概况二、据监理依据三、则质量监理细则（一）段准备阶段1、料材料2、设备3、施工组织设计（二）段制作加工阶段1、样放样2、下料3、卷板4、焊接5、检测（三）作卢浦大桥主桥钢管桩制作则监理细则一、工程概况：上海市黄浦江卢浦大桥是市区第四座跨越黄浦江的大桥。
桥位下游距南浦大桥３km，上游距徐浦大桥约7km，桥位处黄浦江江面宽度约480m。
主桥为特大型中承式拱桥，桥梁南北向一跨过江，主跨径550m，边跨100m。
卢浦大桥的主墩基础桩基采用Φ900mm、δ=16mm—20mm的钢管桩，钢材采用Q345C，桩长约70m左右，桩尖位于第9层中。
二、监理依据1、图纸和设计技术要求；2、钢管桩制作施工承包合同；3、钢管桩制作监理合同；4、有关标准、规范：（1）JTJ041-89《公路桥涵施工技术规范》（2）JTJ222-87《港口工程技术规范》第六篇地基基础第二册桩基（3）GB/T1591-94《低合金结构钢》（4）GB1300-77《焊接用钢丝》（5）GB5118-95《低合金钢焊条》（6）GB12470-90《低合金钢埋弧焊用焊剂》（7）GB3323-87《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》（8）GB11345-89《对接焊缝超声波探伤方法和探伤结果的分级》（9）GB4708-92《钢制压力容器焊接工艺评定》（10）《钢结构工程质量检验评定》GB50221-955、经过审核批准同意的施工组织设计（必须包括重点内容、焊接工艺）；6、经讨论认可的监理实施细则；7、验收表式；8、《上海市卢浦大桥钢管桩制作质量管理实施办法》。
三、质量监理细则（一）、准备阶段1、材料（1）所采购钢板、焊剂必须有质保书或合格证，钢板按照每60T为一批做原材料复试，原材料复试应包括机械性能和化学性能的测试，原材料复试必须全部合格。
卢浦大桥主桥工程施工技术
卢浦大桥位于上海市区，是一座连接浦西快速路交通主干道和浦东地区的重要越江设施。
作为世界第二大中承式钢结构拱桥，卢浦大桥自2003年建成通车以来，已经经历了20年的日晒雨淋。
为了提升大桥的安全性和美观度，隧道股份城市运营不断探索实践，形成了一套对交通低影响、对环境更友好的大型钢结构桥梁涂装更新技术。
本文将针对卢浦大桥主桥工程施工技术进行详细介绍。
卢浦大桥主桥工程施工技术主要包括以下几个方面：1. 三角区施工技术卢浦大桥主桥三角区主要包括钢拱座、立柱、钢拱肋、桥面加劲梁、锚箱和端横梁等部分。
钢拱座的安装是关键步骤，它是连接主边跨拱肋、大立柱与砼承台的关键部位，是全桥受力的核心点。
每个钢拱座重约290吨，将每个拱座分成6块制作，在工厂内进行预拼装后，现场安装。
2. 大立柱安装大立柱上面与Z9桥面加劲梁相连，下端与主边跨拱肋交汇到主墩承台上。
单根大立柱长36米左右，断面为55米的矩形，重210吨。
立柱利用300吨吊车单机吊装，根据300吨履带吊的起吊能力，大立柱分段制作，其中下段为24米，重134吨，现场分段吊装拼接。
3. 岸上部分拱肋安装岸上部分拱肋浦东、浦西每侧各分成若干段，采用现场组装的方式进行安装。
拱肋的安装精度要求较高，需要进行精确的测量和调整。
4. 主桥桥面施工技术卢浦大桥主桥桥面结构包括两侧三角区、中跨桥面以上拱肋及由水平索和中跨桥面加劲梁组成的部分。
桥面施工的关键是保证桥面的平整度和承载能力。
桥面施工中采用了高强度螺栓连接，以确保结构的稳定性和安全性。
5. 绿色涂装更新工艺技术创新为了提升大桥的安全性和美观度，隧道股份城市运营探索实践，形成了一套对交通低影响、对环境更友好的大型钢结构桥梁涂装更新技术。
该技术采用了可移动式防护棚等自主创新成果，完成了卢浦大桥桥面以下结构外表面、桥面系以上主拱及附属设施涂装施工。
综上所述，卢浦大桥主桥工程施工技术涵盖了多个方面，包括三角区施工技术、大立柱安装、岸上部分拱肋安装、主桥桥面施工技术以及绿色涂装更新工艺技术创新等。
新型大跨混合结构桥梁关键技术研究 2021年度上海市土木工程学会科技进步奖
新型大跨混合结构桥梁关键技术研究2021年度上海市土木工程学会科技进步奖摘要：一、引言1.背景介绍2.研究目的二、新型大跨混合结构桥梁的关键技术1.混合结构概述2.关键技术内容a.设计与分析方法b.施工技术c.运维与管理三、2021年度上海市土木工程学会科技进步奖1.评奖背景2.获奖成果概述3.获奖意义四、研究进展与成果应用1.研究历程2.技术创新3.成果应用案例五、结论与展望1.研究结论2.不足与挑战3.未来研究方向正文：一、引言随着我国城市化进程的加快，基础设施建设日新月异，桥梁工程作为基础设施的重要组成部分，其技术水平与发展速度也在不断提升。
大跨混合结构桥梁作为一种新型的桥梁结构，兼具混凝土梁桥和钢结构桥的优点，具有良好的应用前景。
本文将介绍2021年度上海市土木工程学会科技进步奖获奖项目——新型大跨混合结构桥梁关键技术研究，探讨其研究内容、成果与应用。
二、新型大跨混合结构桥梁的关键技术1.混合结构概述大跨混合结构桥梁是指在大跨度桥梁中采用混凝土梁与钢结构相结合的一种桥梁结构。
混合结构桥梁充分利用了混凝土梁桥的刚度和钢结构桥的经济性，有效提高了桥梁的整体性能。
2.关键技术内容（1）设计与分析方法针对大跨混合结构桥梁的特点，研究了相应的设计与分析方法。
提出了混合结构桥梁的力学模型，为设计提供了理论依据。
同时，开发了相应的设计软件，实现了混合结构桥梁的快速设计与分析。
（2）施工技术针对混合结构桥梁的施工特点，研究了施工过程中的关键技术。
包括混凝土梁与钢结构的施工顺序、施工工艺及施工过程中的安全控制等。
提出了施工过程中钢结构与混凝土梁的协同施工技术，提高了施工效率。
（3）运维与管理为了确保混合结构桥梁的安全运行，研究了运维与管理的关键技术。
包括桥梁健康状况监测、结构性能评估、维修养护策略等。
提出了基于大数据与人工智能的桥梁运维管理系统，实现了混合结构桥梁的智能化运维。
三、2021年度上海市土木工程学会科技进步奖1.评奖背景上海市土木工程学会科技进步奖是为了表彰在土木工程领域取得卓越成绩的单位和个人。
浅析卢浦大桥大位移伸缩缝的主要病害和更换施工技术
浅析卢浦大桥大位移伸缩缝的主要病害和更换施工技术摘要：伸缩缝直接影响桥梁的使用寿命、影响行车安全，伸缩缝的损坏会使桥梁受到车辆冲击荷载的增加﹐使桥面铺装层逐渐破坏。
本文主要阐述了卢浦大桥大位移伸缩缝的结构形式和主要病害，分析了伸缩缝损坏的原因，并且提出了伸缩缝更换施工技术措施，保证卢浦大桥的安全通行，同时为桥梁伸缩缝病害的维修提供参考。
关键词：大位移伸缩缝、主要病害、原因分析、技术措施1 前言2003年6月28日建成通车的卢浦大桥，位于上海市区南北中轴线的南端，北起浦西鲁班路，跨越黄浦江，南至浦东济阳路，全长3900米，其中主桥全长750m，是上海市重要越江桥隧之一。
卢浦大桥在主桥浦东、浦西过渡墩处设有2处480型大位移伸缩装置，在中跨的拱粱相交位置设置有2处320型大位移伸缩装置，主要承担着主桥和主跨的纵向伸缩变形。
卢浦大桥通车至今，伸缩装置已使用近20年，病害整体呈现逐步加剧的特征。
伸缩装置的整体结构性能老化下降导致行车经过时产生抖动，对桥面行车安全产生影响，同时产生的异响也影响到了周边居民的生活环境；中钢梁已无法实现桥梁梁体热胀冷缩位移的均衡，各部件的变形及松动致使伸缩装置的受力不平衡，增加了伸缩装置结构的磨损，严重时极可能导致伸缩装置的断裂，影响大桥结构安全。
故卢浦大桥大位移伸缩装置必须及时维修更换。
2 大位移伸缩缝的结构形式卢浦大桥在主桥浦东、浦西过渡墩处设有2处480型大位移伸缩装置，在中跨的拱粱相交位置设置有2处320型大位移伸缩装置，主要承担着主桥和主跨的纵向伸缩变形。
大位移伸缩装置均为模数式伸缩装置，主桥辅助跨两端的480型伸缩装置可分为四段，分别位于浦西引桥、浦东引桥、内环下匝道、内环上匝道，四段480型伸缩装置总长为55.45m。
两处主跨拱梁结合部组合的大位移伸缩缝装置，平面布置呈“Ω”型，为320型模数式伸缩装置，总长为51.12m。
伸缩缝示意图及结构图如下：3 大位移伸缩缝的主要病害（1）异响、抖动全部4条伸缩装置能听到异响，特别是浦西处480型伸缩装置异响严重、当异响加剧时，说明伸缩装置的整体结构性能老化下降，零部件之间的载货传递出现间隙。
卢浦大桥结构分析课件
适用性分析
分析离散元分析在卢浦大桥结构分 析中的适用性，探讨其对于解决某 些特定问题的优势。
案例分析
选择卢浦大桥中的典型结构或部位， 进行离散元分析的案例演示，展示 该方法在实际工程问题中的应用。
大桥的数值模拟和计算
计算方法选择
介绍在卢浦大桥结构分析中采用的数值模拟方法，如有限元法、 有限差分法、离散元法等，并比较各种方法的优缺点。
尊重环境和文化
在结构设计中，设计师充分尊重了桥梁所处的环境和文化背景。例如，主塔的设计灵感来 源于中国的传统元素，与周围的环境和文化相协调。同时，桥梁的建设也尽量减少了对环 境的影响，如采用环保材料和施工方法等。
03 卢浦大桥的结构 分析和计算方法
大桥的有限元分析
原理介 绍
阐述有限元分析的基本原理，将连续体离散为有限个元素，通过节 点连接，运用变分原理建立元素之间的平衡方程。
在加固工程完成后，进行大桥 的再次性能评估和荷载试验， 验证加固效果。通过对比加固 前后的性能指标，评估加固工 程对提高卢浦大桥承载能力和 延长使用寿命的效果。
THANKS
感谢观看
加固方案
施工过程
成效评估
针对卢浦大桥的结构特点和性 能评估结果，制定合适的加固 方案。例如，可采用粘贴钢板 加固法、体外预应力加固法等 方法对关键部位进行加固。
详细阐述卢浦大桥加固工程的 施工步骤和技术要求，包括表 面处理、加固材料安装、质量 检验等环节。确保施工过程符 合规范要求，保证加固工程的 质量。
评估指标
根据检测结果和荷载试验数据，计算卢浦大桥的关键性能指标，如强度储备系数、刚度退化程度、疲劳寿命等。这些 指标可用于评估大桥的安全性和耐久性。
维修建议 基于性能评估结果，提出针对性的维修加固建议，如加固关键构件、更换破损材料、改善排水系统等， 以延长卢浦大桥的使用寿命。
技术创新是创鲁班奖工程的必由之路.
技术创新是创鲁班奖工程的必由之路——上海卢浦大桥主桥工程建设纪实上海市基础工程公司卢浦大桥主桥为中承式全钢箱形拱桥，全长750米，主跨跨径550米，超过当时世界跨度最大的三座桁架拱桥，被誉为“世界第一拱”。
其造型美观，巨大拱肋两头大并逐渐向中间收腰，如同精心编织的花篮提柄，富有现代气息，但由此也带来了诸多“世界级难题”。
如上海软土地基上巨大弯拱形成的20000吨水平推力的解决、三角区吊装的实施、拱上吊机的设计运行、拱肋合龙等。
承担主桥安装重任的上海市基础工程公司把卢浦大桥建设目标锁定为创鲁班奖工程，敢为人先，敢于创新，通过一系列科技攻关的新思路、新措施，破解了大桥安装中的质量、精度、工期、安全等难题，仅用了两年零八个月时间（2000年11月14日开工，2003年6月28日竣工通车），建成了被国外造桥专家定论为要用十年时间才能完成，集三种架桥工艺（斜拉索、悬索、拱桥）于一身的高科技、高标准、高风险的卢浦大桥主桥。
同时，在建设过程中未发生一起重大伤亡事故，从而创造了我国大型桥梁建设史上的一个奇迹。
一、工程特点及施工难点卢浦大桥作为一座创多项世界第一的特大跨度拱桥，对基础公司来说是一种全新的挑战。
其施工难度主要体现在以下几个方面：1、卢浦大桥采用中承式提蓝箱拱，拱轴线为倾斜的悬链线，不断变化的空间结构体系，加上日照、温度、风载等对主桥结构体系的影响，施工控制难度极大；2、施工措施的工作量十分庞大，全桥安装过程中仅临时钢结构用量就达13000多吨；3、大桥安装精度要求高、构件重量大(最重达860吨)，施工中需要研制大量的专用机械和设备；4、大桥除合龙段外，全部采用一段段钢箱梁连续焊接而成，钢结构制作、现场焊接的工作量大、工期紧，高空作业、现场焊接条件差，最厚的钢板达100米；5、大桥地处闹市，施工场地狭小，操作空间限制多；6、为平衡拱座近20000吨的水平推力而设置的16根高强钢丝水平索，创了多项世界记录，长度最长（761.369米），直径最大（180米）、重量最大（110吨），其安装、过江、张拉等都具有相当大的困难；7、施工周期短，而且为了早日缓解浦江两岸的交通拥堵现状，本工程的设计与施工交替进行，增大了施工的难度。
卢浦大桥钢结构桥梁除湿技术浅谈
３ １３ 除湿 后 大 桥 内部设 计 参 数 ．．
温度 ： ≤４ Ｃ； ２ｏ 相 对 湿 度 ： Ｈ≤４ ％； Ｒ ５
上 海 地 处 温 带 ，长 江 中 下 游 地 区 的 黄 梅 多雨 季 节 以及 夏季 高 温 高 湿 对 大 桥 的 中跨 系梁 、中拱 肋箱 ， 边跨 系梁 中 的 内防 腐 带 来 了新 的课 题 。 从跨 江 、 大桥建造历 史记载 ， 海 由于 江 、 表 海 面大 量 水 份 的蒸 发 ，使 桥 始 终 处 于 极 高 的 湿 环 境 中 ， 桥 腐 蚀 、 锈 的 现 象 时 有 发 生 ， 生 概 率 也 大 生 产
中 图 分 类 号 ： ４ ８３ 文 献 标 识 码 ： 文 章 编 号 ：０９ ７ １ （ ０ ０）６ Ｏ ２ — ２ Ｕ ４ ．６ Ｂ １０ — ７６ ２ １ ０ － １０ ０
１ 立 交及 桥 梁 发 展 概 况
随 着 我 国科 学 技 术 的 进 步 ， 业 水平 的 提 高 ， 工
跨 系梁 、 中跨 横 梁 。 除 湿 方 式 ： 轮 除湿 机 ， 气 不 断 被 干 燥 ， 转 空 转 轮 不 断再 生 ， 而 复始 ， 证 除湿 机 持 续 恒 定 的 工 周 保
作状态。 ３３ 工 程数 据 （ 表 １ ． 见 ）
卢 浦 大 桥 除 湿 系统 设 置 主 要 结 合 拱 桥 特 点 ，
的设 计 要 求 。 我 国 虎 门 大 桥 ， 扬 大 桥 、 阴大 桥 、 庆 鹅 润 江 重
公 岩 大 桥 等 工 程 ， 采 用 除 湿 防腐 技 术 。 也 由于上 述 各 桥 的结 构 形 式不 同 ， 统设 计 大 桥 除 湿 系 统 采用 除湿 与 循 环 干 风 系 统 相 结合 的除 湿 系 统设 计 ，并 考 虑 分 段 区域 控 制 。
上海市卢浦大桥(引桥)工程第标段施工监理
卢浦大桥八标监理细则<济阳路立交）第一部分<测量、钻孔灌注桩、打入桩）上海浦桥工程建设监理有限公司二00一年五月二十日目录一、工程简况二、桩基情况三、质量监理细则四、质量监理流程一、工程简况1、工程名称：上海市卢浦大桥<引桥）工程第8标段施工监理2、业主<建设单位）：卢浦大桥投资发展有限公司3、设计单位：上海市政工程设计研究院上海市城市建设设计研究院4、工程范围：卢浦大桥工程自浦西南北高架鲁班路立交<K0+000）至浦东济阳路立交南匝道口止。
全程约8公里多。
全部工程分8个标段实施。
本第8标段工程起止桩号为K7+800—外环线立交。
工程内容主要为连接外环线济阳路立交工程，含济阳路地面道路等。
b5E2RGbCAP5、工程简介：<1）本8标段立交工程总体布置本立交为“半定向+双环”三层式全互通立交。
本立交设1条外环线辅道，8条转向匝道，6条非机动车道和2座人行天桥。
济阳路走地面层，现况外环线跨济阳路位于第二层，两条左转半定向匝道LC 和LD分别跨过外环线位于第三层。
转向匝道LC、LD、RC和RD为双车道匝道，匝道LA、LB、RA和RB为单车道匝道。
其平面位置示意见图1。
p1EanqFDPw非机动车道位于立交外围，走地面层，南北向非机动车道保持贯通，穿越立交各右转匝道时，局部需下挖至3.4～3.5m。
东西向人流和自行车可以通过设置在济阳路主线上的两处人行天桥沟通。
其平面位置示意见图2。
DXDiTa9E3d 济阳路北接卢浦大桥。
南接现况郊区环线浦星公路。
外环线西接徐浦大桥，向东至浦东国际机场。
（2）本8标段立交工程范围济阳路范围为：起止桩号7+800.000～8+718.458外环线辅道范围：起止桩号0+004.930～0+900.000左转匝道范围：⑴LA匝道:起止桩号0+051.865～0+288.449。
匝道长236.584M⑵LB匝道:起止桩号0+054.617～0+275.183。
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文章编号 : 100124632 (2005) 0620134207 ·成果简报·
Vol126 No16
November , 2005
第 6 期 卢浦大桥钢结构工程关键技术
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(纵坡为 ±215 % , 横坡为 2 %) , 造成桥面与拱肋 相交处的结构极为复杂 。图 7 所示三维模型精确而 直观地表现了内部结构的每一个构件 , 实现了拱肋 内部隔板与桥面 、中横梁的协调 , 同时在施工设计 阶段即对无法施工的构件进行了修改和调整 。 114 全桥三维实体模型在建造过程中的重大作用
从国内实际情况看 , 在海沧大桥 、江阴大桥 、 南京二桥和重庆的鹅公岩大桥等工程上都已用过实 芯焊丝和药芯气体保护焊焊丝 。从日本溶接学会 1999 年 5 月公布的日本建筑和桥梁用溶接材料的 数字 , 手工焊条从 1971 年的 65 %降至 1996 年的 10 % , 而实芯焊丝和药芯焊丝则在同一时间段内分 别由 12 % , 3 %升至 31 % , 说明应用范围逐年扩 大[6] 。 从规范角度来说 , 美国桥梁焊接规范 (AWS
通过比较发现 : 本桥的横向联系构件 (包括桥 面下的一字撑 、K 撑 , 桥面以上的一字撑) , 原设 计蓝图尺寸由于计算过程过于复杂 、中间数据有所 省略 , 最终尺寸存在较多的偏差 , 可能对施工带来 不利影响 。因而对这些部套的图纸尺寸 , 均进行了 调整 。
本桥设计周期短 , 设计人员多 , 各部套平行作 业 , 几乎同时出图 ; 且本桥空间构造极为复杂 , 用 计算及二维做图较难表达清楚 。而三维模型的最大 特点是直观 , 各部套在统一坐标系下分别建模后 , 立即就能发现结构构造是否协调 。例如 : 三维建模 后发现 GL2 横隔板与 # 01 桥面梁横隔板 , 中横梁 腹板与 ZN ( S) 6b 中横隔板未能对齐 (后均做了 调整) 。
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D115296) [7 ,8 ]所允许的焊接方法有 SMAW , SAW , FCAW , GMAW , ESW 和 EGW (其中 SMAW 还 可免于评定 , 其他方法均须经过评定) 。特别提出 的仅是 GMAW2S , 即由短路过渡的熔化极金属气 体保护焊在桥梁构件的建造物上不推荐使用 , 只有 经过工程师的书面批准才得使用 。从理论上分析 , 短路过渡形式 , 是气体保护焊熔化极电弧焊中取用 电流值最小的一种焊接方法 , 焊接电流较小 , 使焊 接接头焊缝的熔深较其他过渡形式小 , 为保证质量 起见 , 所以要经过工程师的书面批准 , 并经过焊接 工艺评定 , 而不是禁止使用 。
2) 尽早发现结构中构件相碰现象及无法施工 的狭小空间
由于结构中纵横构件以及各种角度斜向构造较 多 , 极易发生构件相碰 , 或形成狭小空间无法施 工 , 三维建模后非常直观地将其表现出来 , 可以提 早对构造进行调整 。例如 : GL1 , GL2 , ZN ( S) 6a , ZN ( S) 6b 拱肋中桥面延伸板与拱肋顶底板形 成狭小空间 , 及中跨桥面以上拱肋吊杆斜隔板与横 向加劲相碰等等 。
3) 为构件安装和立体预拼装打下坚实的基础 用数学计算方法得出的数据是精确的 , 但得出 的只是一种状态 (成桥状态) 下的数据 。如果在实 际制造中改变坐标系统 , 要得出各构件安装定位数 据 , 通过数学计算办法实现是相当复杂的 , 且容易 出错 。三维建模后 , 实际上一个精确的也是唯一的 全桥结构数据库已建立 。无论在什么状态下进行装 配或预拼装 , 只要进行坐标系的转换 , 即可拿出所 需的所有数据 , 非常方便 、直观 , 效率极高 。 通过三维模型 , 可以在极短的时间内得到大桥 任何部位 、在任何状态下的三维数据 。在拱座安装 过程中 , 及时迅速地提供了各种状态下各结构断面 的安装数据 。在拱肋双榀立体预拼装过程中 , 三维 模型为适应斜切胎架工艺 , 提供了大量的胎架坐标 数据及结构在胎架上的定位数据 。
2 S355N 细晶粒结构钢焊接工艺新 技术
S355N 细晶粒结构钢是一种低碳当量 、Nb + Ti 复合微合金钢板 , 通过控轧控冷工艺使晶粒细 化 。由于加入适量的 Ti , 明显提高了奥氏体抗粗 化的能力 ; 利用适当的 Ti/ N 可获得细小 、均匀的 铁素体晶粒 ; 可以减小强度指标对钢板厚度的敏感 性 , 使厚钢板获得较好性能 ; 可提高采取大线能量 焊接时的韧性[4 ] 。S355N 钢板的机械性能和化学 成分见文献 [ 5 ] 。
卢浦大桥钢结构工程关键技术
倪 志 刚
(江南重工股份有限公司 设计研究所 , 上海 200023)
摘 要 : 上海卢浦大桥为主跨 550 m 的提篮式钢拱桥 , 是目前世界上最大跨径的拱桥 。施工设计中采用两 项关键技术 , 三维实体建模虚拟建造技术和 S355N 细晶粒结构钢焊接工艺新技术 。利用软件 MD T 及自编扩展 模块将卢浦大桥主桥钢结构中所有构件 , 全部用三维实体建模的方式建立在一个三维空间模型之中 。运用三维 实体建模虚拟建造技术 , 解决结构细部尺寸精确计算和匹配问题 , 给出三维建模的原则 、方法及实例 。S355N 细晶粒结构钢焊接工艺新技术解决新工艺技术质量与工期的矛盾 。桥梁主体刚结构采用 S355N 细晶粒结构钢 , 大规模采用 FCAW 焊接方法 , 通过焊接试验 、焊接工艺参数的选择方法 、预热 、后热及其他焊接工艺措施保证 FCAW 焊接方法的实施 。大桥于 2003 年 6 月建成通车 。
针对本工程存在着工程量巨大 、结构体系复 杂 、作业面宽广 、制作场地分散 、制作车间众多 、 边设计边施工状态突出的特点 , 借鉴以往采用同种 钢材桥梁的焊接技术 , 吸收国际上最新的焊接技术 研究成果 , 制订了指导整个工程所有焊接工作的 《卢浦大桥主桥钢结构焊接指导书》, 规定了焊材管 理 、焊接设备 、焊工要求 、焊接工艺评定原则 、焊 接工艺规定 、焊接预热后热 、焊接工艺参数 、焊接 顺序和焊缝质量要求等 , 统一了各施工部门的主要 焊接工艺 。
焊接工艺的基础是工艺评定 ( PQR) 。本工程 工艺评定共进行了 46 项 。 211 扩大了主材为 S355 N 细晶粒结构钢的桥梁的 焊接方法
在以往国内使用 S355N 钢的几座大桥上 , 仅 使用手工焊和埋弧焊 , 药芯焊丝 CO2 气体保护焊 ( FCAW) 未曾用过或很少使用 。在本工程中考虑 到焊接效率及质量 , 参照国内外桥梁规范并进行了 一些试验 , FCAW 最终被大量应用 。其范围已扩 大到 : 承重拱体系 (除熔透焊缝外) , 桥面钢箱梁 体系 (除现场对接焊以外) 的所有焊缝 。 21111 FCAW 在桥梁中的应用现状和扩大 FCAW 应用范围的理由
结合本工程具体施工情况 , 一则所取用的焊接 规范较大 (在 FCAW 时 , 112 mm , I > 120 A) , 有相当的熔深 , 二则均经过焊接工艺评定和工艺试 验 。所以在符合焊接工艺评定的规范数据范围内 , 焊缝质量应该是有保证的 。简单地否定和禁止气体 保护焊在桥梁上的应用 , 从技术 、经济角度都不合 理。
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中 国 铁 道 科 学 第 26 卷
性 。从理论上讲 , 无论是建模还是计算 , 在同一位 置上同一构件的尺寸应完全一致 。但实际计算过程 中会或多或少地省略一些数据 , 从而使最终得到的 构件尺寸产生一些偏差 。而三维建模时 , 数据的偏 差仅仅是软件数据的偏差 (这是相当小的) , 几乎 完全排除了人为因素 , 因而精确度相对较高 。
图 5 拱梁结合部结构图
图 2 卢浦大桥三角区结构图
图 6 桥面以上标准拱肋结构图
图 3 卢浦大桥三角区桥面以下结构图
图 7 拱梁结合部 Z6b 拱肋内部结构图
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1 三维实体建模虚拟建造技术
卢浦大桥施工设计采用了三维实体建模虚拟建 造技术 。这是一种集计算机辅助设计与参数化实体 造型 、装配造型 、二维和三维双关向绘图以及图形 转换器等模块为一体的现代工程设计手段[3 ] 。利 用软件 MD T 及自编扩展模块将卢浦大桥主桥钢结 构中所有构件 , 全部用三维实体建模的方式建立在 一个三维空间模型之中 。在三维模型中对桥梁结构
1) 与设计院蓝图的相互校对及保证结构构造 的协调一致
由于在三维模型建立时尽可能少地利用设计院 蓝图中各部套的现成尺寸数据 , 而是通过最原始的 数据在建模过程中直接得到的 , 因而与设计院蓝图 中通过几何计算得到的各部套尺寸数据存在可比
图 4 三角区 GL1 , GL2 分段结构图
图 1 卢浦大桥全桥三维视图
ห้องสมุดไป่ตู้
收稿日期 : 2004212222 作者简介 : 倪志刚 (1966 —) , 男 , 江苏靖江人 , 教授级高级工程师
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关键词 : 卢浦大桥 ; 钢结构 ; 三维实体建模 ; S355N 细晶粒结构钢 ; FCAW ; 线能量 ; 预热 ; 后热 中图分类号 : U448122 文献标识码 : B
上海卢浦大桥主桥为主跨 550m 的提篮式钢拱 桥 , 是目前世界上最大跨径的拱桥[1 ,2 ] 。桥梁主体 钢结构用钢量 34 243 t , 分成 266 个节段制造 , 采 用 S355N 细晶粒结构钢 。主拱采用独特的陀螺形 断面箱形拱 , 形成了大量小空间多室箱形结构 , 局 部拘束度较大 。为保证结构的尺寸精度和焊接质 量 , 减小焊缝内应力 , 避免出现焊接裂纹等问题 , 在施工设计阶段运用三维实体建模虚拟建造技术 , 解决结构细部尺寸精确计算和匹配问题 。通过对 S355N 细晶粒结构钢焊接工艺试验和研究 , 解决 了钢板焊接问题 。大桥于 2002 年 10 月主拱合拢 , 并于 2003 年 6 月建成通车 。