最新大跨度钢桁桥施工技术.pptppt课件.ppt

大跨度钢桁桥施工技术大跨度钢桁桥施工技术.ppt.ppt 第二座桥也就是我们经常说的鸭绿江大桥还在使用中，是联系中朝两国的纽带。这座桥于一九三七年开工建设，一九四三年交付使用。大桥上行铁路，下行公路。当时公路桥面铺设木板，一九七七年换铺水泥板后就再没有修过。多年没有大修过的鸭绿江大桥钢梁已锈蚀斑斑，路面破损多达三百余处，有的桥面板移位、断裂，致使大桥承重能力减弱。鸭绿江大桥全长九百四十六点二米，其中中方桥长五百六十九点九米。新闻报道中说，这次大桥桥面大修工程投资二百多万元人民币，由沈阳铁路局投资，沈阳铁路局丹东工务段承建。工程每周四四时至周日二十三时闭关昼夜施工，其余时间正常通关。这一工程将于今年十月下旬完工。这次修整后，大桥桥面的承重能力将由原来的十吨提升至二十吨。五十年代拍摄的照片钱塘江大桥(4）钱塘江大桥是我国自行设计建成的一座现代化公铁两用桥梁，位于浙江省杭州市西湖之南，六和塔附近的钱塘江上，是我国自行设计、建造的第一座双层铁路、公路两用桥，横贯钱塘南北，是连接沪杭甬、浙赣铁路的交通要道。大桥于1934年8月8日开始动工兴建，1937年9月26日建成，历时三年零一个月时间。钱塘江大桥的建成不但极大地方便了钱塘江南北的交通，而且与六和塔一起构成了西湖风景名胜区南线宏伟壮丽的景观。大桥全长1453米，分引桥和正桥两个部分。正桥十六孔，桥墩十五座。下层铁路桥长1322.1米，单线行车；上层公路桥长1453米、宽6.1米，由16 孔跨径为65.84m(216 英尺）及2 孔14.63m 上承板梁组成两侧人行道各一点五米，雄伟壮观。大桥如虹飞架南北，铮铮铁骨肩负重任。钱塘江大桥的设计、建造主持者是当代桥梁专家茅以升博士。为了完成建桥重任，茅以升毅然辞去北洋大学教席，只身来到杭州。首次采用气压沉箱法掘泥打桩获得成功，打破了外国人认为“钱塘江水深流急，不可能建桥”的预言。为中国人民长了志气。由他主持制订的建桥方案不但切实可行，而且比美国桥梁专家华德尔提出的方案减少投资约二百万元，终于被当局采纳。雄伟壮丽的大桥，抒发出中华儿女自立于世界民族之林的豪情壮志，而铭刻其中的“殚精竭智千日功，通车之日却炸桥”的扼腕痛心却使国人永志难忘。钱塘江大桥桁架图现代化钢桁桥2 解放后新中国成立后，我国人民发扬自力更生的精神，桥梁建设事业蓬勃发展。我国自主修建的代表性的钢桥主要有武汉，南京、九江、芜湖四座长江上的桥梁。这四座大桥都是公铁两用，铁路为双线，公路为四车道。(l）武汉长江大桥，新中国成立后的1950 年即着手兴建，正桥长1156m，三联三跨128m 的连续钢桁梁，公铁两用桥。钢梁的钢材是进口苏联的Ct3M（三号桥梁钢，屈服强240MPa)，铆接钢梁，由苏联专家技术指导，主要的还是我国自己设计和建造，是我国自力更生建设现化桥梁的开端。米字型钢梁(2）南京长江大桥，是1958 年规划兴建，1968 年建成。正桥全长1576m，计10孔3 联3xl60m 连续钢桁梁桥加一孔128m铆接梁桥。简支梁，钢材为屈服强度350MPa 低合金钢。该桥钢材是在新中国成立后不久，国家经济薄弱，钢材产量很低，制造设备严重缺乏的情况下专门研制的16锰桥钢。(3）九江长江大桥建成了双线铁路、四车道公路，铁路桥长7675米，公路桥长4460米，江中有桥墩10个，共架设11孔钢梁，正桥全长1806.7m，主跨180+216+180(m）的刚性桁梁柔性拱，专门开发了15锰钒氮桥梁钢（15MnVNq)，焊接构件最大板厚达56mm，最大跨度达216m 的栓焊梁，少焊多栓。大桥铁路引桥采用的无碴无枕预应力箱形梁，在我国建桥史上还是第一次。主河槽216米宽的大跨度，也居全国桥梁之首。九江长江大桥施工图九江大桥公路引桥九江长江大桥柔性钢拱结构图芜湖长江大桥(4）芜湖长江大桥，正桥全长2193.7m，主跨为180+312+150(m）矮塔斜拉桥，加劲梁为钢筋混凝土板与钢桁梁结合共同受力的结合钢桁梁，开发了综合性能优异的14 锰铌桥梁钢（14MnNbq)，实现了厚板（50）焊接整体节点的栓焊梁，达到了多焊少栓的焊接桥梁，为全焊无栓的铁路桥梁打下基础。因受飞行净空的限制，桥塔高度受到限制梁，如果是高塔，跨度可以增大。所以这种体系的桥梁，增大跨度留有很大空间。芜湖长江大桥夜景芜湖长江大桥夜景芜湖长江大桥邮票芜湖长江大桥邮票悬臂拼装施工悬臂拼装施工万宜铁路万州长江大桥中铁大桥局负责承建的万宜铁路万州长江大桥主体工程全面完工，工程进入大桥通气管道、照明线路等附属设施安装阶段。于2002年底动工的万州长江大桥是三峡库区第一座长江铁路大桥，工程总造价约1.84亿元，全长1106.3米，主跨为长360米的刚性拱柔性梁的钢桁拱桥，是目前国内跨度最大的铁路桥梁。三跨钢桁架梁拼装施工二、钢桥的主要特点及使用范围二、钢桥的主要特点及使用范围钢材是抗拉、抗压和抗剪强度均较高的匀质材料，钢材是抗拉、抗压和抗剪强度均较高的匀质材料，因此钢桥具有很大的跨越能力，且结构设计得相因此钢桥具有很大的跨越能力，且结构设计得相对比较纤细。对比较纤细。钢桥的构件适合用工业化方法制造，便于运输，钢桥的构件适合用工业化方法制造，便于运输，工地安装速度快，因此施工工期较短。钢桥在受工地安装速度快，因此施工工期较短。钢桥在受到破坏后，易于修复和更换，适宜于战备和灾害到破坏后，易于修复和更换，适宜于战备和灾害恢复的快速抢修。恢复的快速抢修。钢桥易于腐蚀，因此需要经常检查和定期喷涂防钢桥易于腐蚀，因此需要经常检查和定期喷涂防腐涂料，近年来虽然研究出了一些长效的料，但腐涂料，近年来虽然研究出了一些长效的料，但价格也比较昂贵，因此钢桥的养护费用比其他桥价格也比较昂贵，因此钢桥的养护费用比其他桥梁较高。梁较高。三、桥梁用钢材的主要性能1 1 钢的强度性能钢的强度性能桥梁用钢的强度有三个主要指标：一是弹性极限。拉桥梁用钢的强度有三个主要指标：一是弹性极限。拉伸试件在卸载后有残余变形，加载过程中出现的应变也很伸试件在卸载后有残余变形，加载过程中出现的应变也很小。二是屈服强度。（也称为屈服点），当应力在性极小。二是屈服强度。（也称为屈服点），当应力在性极限与屈服极限之间时，试件开始出现塑性变形，卸载后有限与屈服极限之间时，试件开始出现塑性变形，卸载后有残余变形；当应力达到屈服强度时，应力即使不再增大，残余变形；当应力达到屈服强度时，应力即使不再增大，应变却会继续扩大到一定程（约为应变却会继续扩大到一定程（约为2%）。三是极限强度，）。三是极限强度，当应力达到时，试就被拉断。当应力达到时，试就被拉断。桥梁结构要保持正常运营，就必须使桥梁结构要保持正常运营，就必须使钢杆件的应在弹性极限以下，所以设钢杆件的应在弹性极限以下，所以设计应力必须小于弹性极。但由于钢材计应力必须小于弹性极。但由于钢材弹性极限不易准确测量，而弹性极限弹性极限不易准确测量，而弹性极限屈服强度又很接近，故工程上一般采屈服强度又很接近，故工程上一般采用屈服强度代弹性极限作为桥梁用钢用屈服强度代弹性极限作为桥梁用钢构件的应力控制标准，并采一定安全构件的应力控制标准，并采一定安全系数来确定桥梁用钢的容许应力。系数来确定桥梁用钢的容许应力。2 2 钢的塑性及韧性荷载作用下的钢材钢的塑性及韧性荷载作用下的钢材若在断裂前产生较大的塑性变形，则称此钢材若在断裂前产生较大的塑性变形，则称此钢材具有延展性，或称此材具有塑性。钢材的塑性具有延展性，或称此材具有塑性。钢材的塑性常用静力拉伸试验中的延伸率和断面收缩率来常用静力拉伸试验中的延伸率和断面收缩率来衡量。衡量。塑性良好的钢材，不仅使钢结构在破坏前产生塑性良好的钢材，不仅使钢结构在破坏前产生较大的变形，形成结构物破坏的预兆，较大的变形，形成结构物破坏的预兆，:引起人引起人们的注意；而且塑性与韧性有关，塑性良好的们的注意；而且塑性与韧性有关，塑性良好的钢材，常常韧性也较好，因此对桥梁用延伸率钢材，常常韧性也较好，因此对桥梁用延伸率应加以规定。应加以规定。钢材的冷弯试验钢材的冷弯试验 该试验是从另一个方面来揭示钢材的塑性，它反映了钢材的冷加工性能。试验通常用宽度等于两倍厚度的钢板条作试件，将试件冷弯180度，弯心直径d 等于1.5a、2a 或3a（试件厚度a）.若试件冷弯后，弯曲处的外表及侧面无裂缝或分层现象，则认为合格。冷弯性能较好的钢材，有利于制造，故桥梁用钢需进行冷弯试验钢材的韧性是指钢材破坏前所吸收的机械能量。若外载施予钢材的机械能量没有其他方面的损失，则钢材的韧性可以认为是钢材破坏所需要的能量。单向拉伸试验所得出的应力应变图，在曲线下的总面积，能表达单向拉伸情况下的韧性，但不能反映复杂应力状态下的韧性。目前，我国是以冲击韧性试验中的冲击能量来衡量钢材的韧性。3 钢的脆性断裂钢结构在静力或加载次数不多的动荷载作用下发生断裂，这种断裂简单地可分为两类：一种是断裂前构件有较大的变形，例如单向拉伸试杆的断裂（低炭钢），就是属于这一种，这种断裂称为塑性断裂（或称韧性断裂）；另一种断裂，是断裂前构件变形甚小，裂缝开展速度甚快（可达1800 m/s），断裂发生突然，这种断裂称为脆性断裂（简称脆断）。从微观考察及断口外貌观察可知；钢材的塑性断裂表现为材料晶粒内部在剪应力作用下发生永久相对位移以至最后断裂。断口面与剪应力方向平行，断口呈纤维状，色泽灰暗，不能反光。而钢材的脆性断裂表现为材料晶粒在拉应力作用下断裂，断口面与拉应力方向垂直，断口能反光，晶粒状的外观明显。若从力学观点来分析，钢材的塑性断裂是由于剪应力超过晶粒抗剪能力而产生，而脆性断裂是由于拉应力超过晶粒抗拉能力而产生。故若剪应力先超过晶粒抗剪能力，则将发生塑性断裂，若拉应力先超过晶粒抗拉能力，则将发生脆性断裂。因此，钢材是发生塑性断裂抑或脆性断裂，它和剪应力与拉应力的比值有关。在多向拉应力的情况下，最大剪应力与最大拉应力的比值，要比受单向拉应力时为小，因此，多向拉应力的应力状态是引起脆断的一个重要因素。钢材的脆断与其韧性有密切关系，韧性不好的钢材，在不利条件下（例如低温及快速加载等），有可能使钢材发生脆断，因此常用冲击韧性来判断钢材的脆断倾向。钢材的冲击韧性与温度有关，在低温时，冲击韧性将显著下降。冷加工对钢材的抗脆断性能也有影响。冷加工降低塑性，因而也降低冲击韧性。钢材经冷加工后，在室温下放置一定的时间，或在较高的温度（100300 ）放置较短的时间，钢材的强度与塑性将产生变化，它的冲击韧性将有所下降，钢材性质的这个变化过程称为机械时效。常用的机械时效处理方法是：将钢材拉伸到塑性变形10%，然后在250 人工时效一小时，随后在空气中冷却。经过机械时效后的钢材冲击韧性将显著降低，故桥梁钢也要求做时效后的冲击韧性试验，以判断钢材在时效后的抗脆断性能。影响钢材的抗脆断性能的因素很多，除上面提到的外，还有：(1）钢材的抗脆断性能与加载速度有关。加载速度愈高，钢材愈容易发生脆断。(2）钢材的抗脆断性能与钢材的化学成分有关。含碳较多的钢材，共抗脆断性能将有所降低。(3）试件的大小也影响抗脆断性能。厚钢板比薄钢板较易脆断。(4）残余应力对抗脆断性能也有影响。低温下发生低应力的脆断，常与残余应力有关。(5）焊接工艺也影响钢材的抗脆断性能。离焊缝近的过热区，其冲击韧性将显著下降。例如，16Mn 钢的角焊缝接头的过热区，其在20oC 的冲击韧性试验得出的冲击能量，比母材要低得多，某些试验数据表明降低值共达30 左右。4 钢的疲劳强度疲劳破坏的概念：拉伸试件在静载作用下，当应力达到极限强度b 时，试件才会被拉断。若试件所受的荷载是变化的，时大时小，或时而受拉，时而受压，在这样的荷载多次反复竹下，即使试件的最大应力低于极限强度b，甚至低于屈服强度，试件也可能破坏，这种破坏是一种突然的脆性断裂，通常称为疲劳破坏。钢构件的疲劳破坏形成过程是：首先在构件中开始形成微观裂纹，由于裂纹根部的应力集中而使其逐渐扩展，削弱了构件的截面，在反复荷载作用下，最后发生突然的断裂。四、钢材的可焊性焊接钢结构，其焊缝及与焊缝相邻的基本钢材（热影响区），在施焊过程中，往往易于产裂缝，在构件使用过程中，也易发生脆断现象。由于焊接时的高温作用，焊缝及热影响区的钢材，在冷却后内部组织发生变化，力学性能也随之有所改变，一般是钢材的塑性与冲击韧性下降；同时，焊接后常留有残余应力，再加上焊缝本身的某些缺陷（如气孔、裂纹、夹渣、根部未焊透等），使焊接钢结构易于发生裂纹与脆断。要避免发生裂纹与脆断，应注意下列三点：(l）选用适宜于焊接的基本钢材、焊条（焊丝）及焊剂。(2）选用适当的焊接方法和焊接工艺。(3）采用合适的结构形式。第二节 钢桁架桥的杆件制造由于钢桁架桥是在工厂制作杆件或构件，运送到工地进行安装的，所以，精确的工厂制造是其顺利建设的重要前提。工厂加工应以设计图为依据，绘制制造详图和钢桥的制造工艺准则。为使钢桥制造满足设计技术要求及有关规范规定，同时还要适应工厂生产条件和工艺技术水平。一般设计制造工艺时应达到如下要求：确保钢梁重要焊缝强度和韧性要求；传剪焊缝采用俯位焊接；保证各构件和节段焊缝质量优良，各节段端口尺寸误差最小；尽量批量生产，减少专用设备的投人，降低制造费用，提高经济效益。钢桥的制造加工包括下列工艺烈过程：作样、号料、钢料切割和矫正、号孔和钻孔、杆件组装、焊接、结构试拼装、除锈和油漆、包装输等。一、样板与样条样板是由一块薄铁皮制成的板，其外形尺寸和实物一样，有些样板上面钻有小眼孔，出螺栓孔位置。样条是一条带形的薄铁皮，上面标志有杆件的切割线及栓孔位置。对于板等重要部件，还有机器样板。样板和样条应准确无误，按施工详图作样后，还要对照钢桥设计图复核。并应标注有容：产品名称、杆件编号、钢料类别、栓孔直径、预留量等。二、号料和号孔利用样板、样条可以在钢材上把零件的切割线划出，称为号料。号料使用样板、样条直接使用钢尺，这是为了避免出现不同的尺寸误差，而使钉孔错孔。号料的精确度应和放精度相同。号孔是利用样板或样条，用样冲在钢料上打上冲点，以表示钉孔的位置。如果机器样板则不必进行号孔。三、钢料切割和矫正钢料的切割方法有剪切、焰切、联合剪冲和锯切四种。剪切是使用剪切机进行的，对于16Mn 钢板，目前可切厚度在1620。对于剪切机不能剪切的厚钢板，或因形状关系不能使用剪切的板材都采用焰切。焰切分手工切割、半自动切割和自动切割机切割。联合剪冲用于角钢的剪切。锯切主要用于对槽钢、工字钢、管材及大型角钢的切割，锯切的工具为圆锯机。由于钢材的轧制、运输、切割等过程中可能会产生变形，因此需要进行矫正。矫正分为冷矫和热矫两种。对于钢板和角钢常采用冷矫，即采用辊压机来赶平或调直。对于切割后呈马刀形弯曲的料件，当宽度不大时，可以在顶弯机上矫正。对于宽厚钢板的马刀形弯曲，则一般采用热矫，即用火焰加热进行矫正，火焰温度应控制在600 800 范围内。四、钻孔钻孔的发展过程为：划线钻孔；护孔套钻；机器样板钻孔；数控程序钻床钻孔。样板亦称机器样板。样板是在厚1220mm 的钢板上，按照孔眼设计位置，精确地嵌人经过渗碳淬火处理的钢质钻孔套。钻孔套是旋制的，硬度比钻头大2度3度 洛氏硬度级。钻孔套直径公差只有0.05mm，孔心距公差为0.25mm。钻孔时将机器样板覆盖在要加工的部件上，用卡具夹紧，钻头即通过钻孔套钻制加工部件的安装孔。用样板钻出的孔，精度高而划一，并可省去号孔工作。使用机器样板钻孔可以使杆件达到互换作用，但对于不同规格的单构件则不能使用同一样板来钻孔，如钉孔排列不同或钉孔的间距不同。因此，设计者应尽量使结构物的设计标准化、模数化以减少机器样板的数量，提高机器样板的利用率。用数控坐标式钻床钻孔可达到很高的精度，也可以使工字型杆件的工地栓孔一次钻成。五、组装杆件栓焊钢梁的主析杆件截面形式大多数为H 形。H 形杆件的组装是在胎型上进行的，为了便于进行定位焊，组装胎型最好是转动式。为了保证组拼质量，对组成杆件的各零件的相对位置、相互间的密贴程序以及整个杆件的外轮廓形状和尺寸，在组装过程中均要进行检查。六、焊接钢桥采用的焊接方法有自动焊、半自动焊和手工焊三种。对于焊接工艺应进行评定试验，按照 铁路钢桥制造规则 规定，对要施焊的钢桥构件所采用的焊接方法、焊接材料、焊接位置，钢桥制造工厂应进行一系列的工艺试验和评定，如对埋弧自动焊、CO2气体保护焊、手工焊、陶质衬垫CO2：气体保护单面焊双面成型等多种焊接连接形式，几十种焊缝形式的焊接，都要选出合理的焊接工艺参数，保持较高的工艺水平。对于焊接单元件、节段以及工地接头工艺应有以下几项严格要求：焊接方法、焊接材料、焊工资质、缝口清理、定位焊、产品试板、焊接程序、焊接质量检验等。在零件正确顶紧就位后，即可进行定位焊。定位焊的焊缝长度每段为5070，各段之间距离大的可以大于600mm。焊接质量在很大程度上决定于施焊状况。施焊位置有：俯焊、仰焊、平焊等。焊用的材料品质、机具胎型的质量、电流强度、电弧电压、焊丝的输送速度及焊接速度等影响焊接质量。焊接完毕后应检查焊缝质量。焊缝中主要缺陷有：裂缝、内部气孔、夹渣、未溶透、咬烧穿及焊缝尺寸不合规定等。对于所有的焊缝均应进行外观检查。内部检查以超声波探伤为主。若仍有疑问，可用x 或射线透视进行检查。当杆件施焊后会产生不同程度的焊接变形，如H杆件，会产生盖板不平以及蘑菇状变形、腹板弯曲、杆件扭曲、马刀形弯曲等，可在施焊前对构件进行预弯以抵消焊接变形，或在特制胎型内焊接，也可用机械法或火焰加温矫正。七、结构试拼装栓焊钢梁某些部件，由于运输和架设能力的限制，必须在工地进行拼装。运送工地的各部件，在出厂之前应进行试拼装，以验证工艺装备是否精确可靠，桥试拼装按主桁、桥面系、桥门架及平纵联四个平面进行。试拼装时，钢梁主要尺寸如桁高、跨度、上拱度、主桁间距等的精度应满足有关标准的要求。新设计的以及改变工艺装备钢梁，均应进行试拼装，对于成批连续生产的钢梁，一般每10 20 孔应试拼装一次。八、钢桥的除锈、油漆和运输钢桥的各零部件在油漆之前，表面的氧化铁皮、铁锈、湿气及油脂等均应进行清的钢料除锈方法为：打砂、喷铁丸、机械外力除锈法，即铁丸直径为0.2 lmm。化学除锈酸洗法，酸洗是利用酸溶液与金属氧化物的化学反应，除掉钢料表面的氧化铁皮和铁锈。对于除锈后的钢桥构件，应涂以两度防锈底漆使钢材表面与空气隔绝以防再锈蚀。在栓焊钢构件的工地安装螺栓孔部位、节点板和拼接板，则应涂以能保证摩擦系数的防锈涂料，漆膜总厚度为18m。对于城市及大气污染严重地区的钢桥，也可用热锌、热铝喷涂工艺进行防护，或用氯磺化聚乙烯涂刷，其厚度不小于140m；或用改性环氧树脂胺等防护涂料。当钢桥在工地悬臂安装以后，可再涂两度面漆防护，重要部位应涂三度面漆防护。当钢桥构件在工厂制造完毕，并涂完底漆后，应对钢构件编号，连同钢桥施工径图，发送杆件表及工地螺栓等一并运往工地。近些年来，随着桥梁向“长跨、轻质、高强、整体”发展，钢桥的制造技术、工艺水平提高。目前，钢桥的制造技术发展的主要特点是：(1）普遍应用电子计算机进行计算机辅助设计（CAD）和绘图（CADD）系统的开发。用精密切割代替刨铣机械加工，用高效切割、自动碳弧气刨开坡口，将光电跟踪技术运用于切割、放样、划线等工序。(2）先进的检测手段。目前常用的x 射线焊缝探伤仪已发展为轻便式，可在杆探伤，全力提高钢梁焊接接头的强度。(3）改进除锈涂油方法和组装成型工艺。第三节 钢桁架桥的悬臂拼装施工钢桁架桥的悬臂拼装施工，主要有下列程序：杆件地面预拼、钢梁杆件悬臂拼装施工、安装临时支承装置、钢梁纵移和横移等。一、杆件预拼杆件预拼是在施工场地布置的预制场内进行。通常是在靠近桥址中线的上游侧或下游侧。预拼场最好为一块平地，场内布置一定的杆件堆放场地和预拼台座。按照操作方便的要求配备吊机走道。龙门吊机走道互相重叠，以便进行杆件横向倒运。龙门吊机下铺设标准轨距线路两条，以便接运发来杆件和向桥上发送预拼好的杆件。除龙门吊机外，预拼场还应配备轨道吊机、汽车吊机等。由桥梁工厂按材料发送表发往工地的都是单根杆件和一些拼接件，为了减少拼装钢梁时桥上的高空作业，减少吊装次数，通常将各个杆件预先拼装成吊装单元，把能在桥下进行的工作尽量在桥下预拼场内进行，以期加快施工进度，安全生产。预拼场的主要工作有：杆件油漆；弦杆与拼接板的预拼；两片纵梁组合的预拼等。而工作量大而又琐碎的是弦杆与拼接板的预拼。1 杆件油漆由工厂发送来的杆件已涂二层底漆，通常是红丹漆。在预拼场内还要涂三层面漆，目前常用的是灰铝锌醇酸磁漆。油漆好的杆件应分类，按节间及拼装次序排列堆放。2 杆件预拼杆件预拼前应绘制预拼图。清楚准确地标明哪些是预拼场应拼钓钉（栓），哪些是桥上才上的钉（栓），并注明不同部位的使用的钉（栓）型号。预拼工作均在拼装台座上进行。台座的间距和高度应方便工作。台座布置如下所示。3 预拱度的设置在预拼工作中如遇弦杆节点设置预拱度转角，应仔细核查认可后才可栓接。预拱度转角是指因预拱度要求在节点板中心线两侧的弦杆螺栓孔的钉线与水平线所成的微小转角，放大后如下图所示。关于预拱度的设置，桥规规定应按（恒载1/2 静活载）形成的挠度曲线设置。在制造钢梁时这种预拱度的形成是利用在上弦大节点处一些节点伸长和另一些节点缩短来构成的。预拱度转角的形成有以下两种做法：(1）随着预拱度在全桥的大小变化，使此a 转角在工厂制造节点板钻孔时，使钉孔线钻成斜排即形成。这种方法对工地拼装比较方便，但桥梁厂需增加钻制斜排钉孔的机器样板，这增加了制造的复杂性。(2）此a 转角在工厂可不必做，即节点板钉线可以做成水平的，a 转角由工地拼装时通过钉孔与冲钉的径差即错孔来形成。目前使用冲钉为25.7 ，钉孔为26.2，容许错孔为(26.225.7)/2=0.25mm。为了方便起见，现场把钢梁各部分杆件名称，分别用该杆件名称的拼音字母的第一个字母来代表。对于每一个节点的组拼，均应预先做好组拼表，标明该节点杆件的组成，并配合螺栓记图进行预拼。二、钢梁杆件拼装由预拼场预拼好的钢梁杆件经验查认可合格后，即可按拼装顺序先后运至提升站，由提升站吊机，再由龙门吊机或爬行吊机把杆件提运至在钢梁下弦平面运行的平板车上，由牵引车运至拼梁吊机下拼装就位。拼梁吊机通常安放在上弦，遇到上弦为曲弦时，也可按放在下弦平面。钢梁拼装必须按一定的拼装顺序图进行，如图所示。在拟定拼装顺序时应考虑下面的主要问题：(l）拼梁吊机的性能，如使用方法、起吊能力、最大吊距等。(2）拼装时，应尽快将主彬杆件拼成闭合的三角形，形成稳定的几何体系，并尽快安装横联结体系，保证钢梁结构的空间稳定。(3）先拼装的杆件不应影响后拼装杆件的安装施工与吊机的运行。(4）主析杆件拼装，应左右两侧对称进行，防止偏载的不利影响。(5）应对有些特殊的拼装引起注意，如钢梁第一个节间的纵梁伸出时，将使端横梁受扭，而横梁抗扭刚度又较差。因此，在拼装纵梁时，应用钢丝绳把纵梁吊于上平联，待前面第二根横梁装上后，即可解除此吊点。伸臂拼装第一孔钢梁时，根据悬臂度大小，需要一定长度的平衡梁，并应保证倾覆稳定系数不小于1.3。平衡梁通常是在路堤上或引桥上满布膺架上进行拼装。为了悬臂架设钢梁的需要，需保持路基或引桥上的线路直通悬臂孔。此时，路基或引桥占据了平衡梁的桥面系的空间，妨碍平衡梁的桥面系及下平纵联的安装，若是平衡梁将形成一个倒置的敞口式桁梁，这不但会影响平衡梁的总体稳定，而且还会影响平衡梁受压下弦杆的稳定。特别是有些杆件，是按拉杆设计，而此时却要承受压力，这对杆件的受力是不利的。因此，这些问题必须引起重视，此时平衡梁应按半穿式析梁进行检算，必要时采取临时措施，以增强结构的稳定性。目前常用的办法，一种是增加临时撑杆，给下弦杆以侧向支撑；另一种是在墩台上加设临时稳定结构，把弦杆卡住，以防发生事故，如图所示。当平衡梁的重力不足以抵抗倾覆稳定的需要时，可在平衡梁的尾端辅以压重，如水箱、箱、钢梁杆件及其他重物。在拼装工作中，冲钉和螺栓应上足，对未拧螺栓的节点应尽量少受力，以保证设计的预度的实现。还特别应注意要随着钢梁拼装的进行，随时测量钢梁的立面和平面位置是否正面钢梁安装偏差的容许值参见 铁路钢析梁拼装及架设施工技术规则。三、高强螺栓的施工我国于20 世纪60 年代开始在钢桥中使用高强螺栓的连接方法。1961 年底，我国架设第一跨栓焊钢桁梁，跨长41.62m，首次采用了22mm45 号中碳钢高强度螺栓。1964 年底又设了第二跨栓焊桁梁，跨长61.44m，钢梁为16Mnq 钢，工地连接用40 硼高强螺栓。以后在路和公路钢桥施工时，广泛使用高强度螺栓进行栓焊连接，逐渐淘汰了铆接连接方式。在高强螺栓施工中，我国常用的控制螺栓预拉力的方法是扭角法和扭矩系数法。安装强螺栓时应保证各螺栓中的预拉力达到设计规定值，防止出现超拉和欠拉情况。（1）连接件的防护及要求在高强螺栓连接范围内，钢梁在制造时，已做了喷锌或涂以固化无机富锌漆的处理。这防护既有防锈蚀作用，又可保证具有一定的摩擦系数的作用。因此，在钢梁运输和组拼时应细防护避免磨损，并避免与油脂、污物接触。组装前应用高压无油风将面上的积尘吹掉，并用铜刷刷去残存的污物。必要时以帆布遮盖，以防日晒雨淋。在拼装中，用冲钉来固定螺栓孔的位置，用高强螺栓作拼装螺栓以初步夹紧钢板层。其数量应按施工工艺规定，一般是各选其半。拼装时应注意不使锌、漆层碰伤。为了在拧螺栓减少螺栓和螺母间摩擦阻力，可在螺母的螺纹和支承面上涂少许黄油而严禁涂机油。螺栓头螺母侧均置以垫圈，以扩大支承面积及不使钢板面因拧动螺母时而被擦伤。安装冲钉及高强螺栓后，被连接钢板表面之间应达到密贴，用0.3mm 的塞尺不得深人20mm。(2）高强螺栓的初拧与复拧施工初拧时通常使用长55cm 以45 号钢制造的短扳手。如套筒扳手、套口扳手、开口扳手由一个人以下压姿势将高强螺栓逐个拧至拧不动为止。由试验得知，对于2240硼高强螺栓用这种方法初拧，预拉力达5 7t。也可采用扭矩为300Nm 的短扳手。在拧紧时应从节点中心向四周扩散逐个拧紧。这样，可使节点板平整、密贴。值得注意的是，在初拧时，后拧的螺栓将会使附近先拧的螺栓预拉力降低，为此，需在初拧后再按同样方法复拧一次，以保证节点中螺栓预拉力大致相同。3）高强螺栓的终拧施工复拧后，开始终拧。在目前，我国常用扭角法进行终拧。这种方法的原理就是：根据设计预拉力（对于22mm 的40 硼高强螺栓通常是200 kN）以及螺栓连接的板层厚度，应从复拧位置再使螺母螺栓相对转动一个多大角度，使板层更加扣紧从而达到螺栓的预拉力。为此，需在复拧合格后的螺栓上用红油漆在螺杆端面上经螺母端面直到被连接钢板上划一细线，作为转动角度的起始线，然后用扳手使螺母与螺栓相对转动一个设计角度，即可达到设计预拉力。根据某些试验结果，得出终拧角度如表所示，可供参考。在拧紧螺栓时，应严格遵守施工工艺要求，准确地使螺栓达到预拉力。既不要“超拧”，使螺栓预拉力超强而致螺栓容易断裂；又不能“欠拧”，使螺栓达不到预拉力，因而降低了连接的强度，同时还导致节点处交汇的杆件容易松动，产生相对位移，影响钢梁的预拱度，使线路不平顺，影响运营质量。高强螺栓终拧时，如没有机械设备，可用长160cm 的长扳手，用人工拧紧螺栓。但劳动强度很大，施工进度慢，在高空作业时也不安全。因此，目前常用的是风动扳手或电动扳手。风动扳手使用广泛，操作方便，常被用来作为终拧工具。(4）高强螺栓施工质量的检查检查螺栓时多用扭矩系数法，如：M=k N d(4 一4 一2)式中：M 拧紧高强度螺栓所需的扭矩值（N.m)；k 扭矩系数（按试验的数理统计值）;N 设计预拉力（N);d 螺栓的公称直径（mm）。检查用的扳手多用带定钮装置的示功扳手和灯光扳手。示功扳手是利用百分表测量扳手受力的变形以此确定扳手施给螺栓的扭矩值。这种扳手使用前必须校正，标定施工扭矩值与扳手变形的关系。灯光扳手内装干电池和灯泡，当扳手加到所需要的扭矩时，扳手变形使之与测力螺杆接触，电路接通，灯泡发亮。目前还有使用带响定扭扳手，当扳手达到一定扭矩值时会发出微微响声，但制造成本高。检查时，在确定需要检查的螺栓后，先在螺栓杆与螺母相对位置划一细线，作为标志。然后将螺母拧松300500，再用示功扳手（或灯光扳手、带响板手）将螺母拧回至原位置。此时观察扳手指示装置扭矩值是否达到所规定的数值，不足者拧足。每节点检查数量约为5。为了防止雨水及空气中潮湿气浸人被连接处的板缝内而引起钢板的锈蚀，在螺栓全部拧紧合格后，应用油灰腻子抹缝封住。并进行油漆，保证螺栓连接处的防锈蚀。随着焊接技术的日趋完善和成熟，工地悬拼施工时，用焊接拼装成全焊钢桁梁和钢箱梁的钢桥已经使用，预计将会是钢桥工地连接的主要工艺。全焊钢桁或箱梁，可减少节点板、拼接板等部件，并减轻钢梁自重，也便于钢梁的维修与养护。四、安装时临时支承的布置钢梁拼装过程中，需要经常调整支点处的高程差来控制钢梁梁端的挠度，使能满足运料道的安全下坡度和使梁端达到前面的墩台上的要求；在架梁时要随时变换支座，使固定支座换到反力最大的支点处；全桥的应力调整、横移、纵移以及永久支座正式就位等均要经常顶落钢梁和变换临时支承。这些工作程序繁杂、工程量比较大而工作面又窄小，因此合理地布置墩顶上的临时支承，有秩序地安排好顶落梁及纵移、横移工作，将使钢梁拼装进度加快，确保安全和减轻许多体力劳动。（1）临时支承主要类型。临时活动支座是在千斤顶下放置辊轴形成。临时固定支座即由钢垫块，或工字钢束、钢轨束垒成。永久活动支座和永久固定支座由桥梁工厂用25 号铸钢制成。(2）临时支承的互相转换。临时活动支座、临时固定支座、永久活动支座、永久固定支座、保险支座、接引支座等支座随拼梁阶段变化与作业程序的变化将互相更换交替使用。把永久活动支座的滚轴四角上下用硬木楔紧，旁边用槽钢固定，槽钢再用交叉的28 圆钢焊紧即可，变为临时固定支座，如图所示。临时固定支座和临时活动支座的转换可这样设置：在永久活动支座两侧临时支承的千斤顶下面不放滚轴，当千斤顶起顶时，永久活动支座脱空，其两侧的临时支承就起到临时固定支座的作用。这种支座的转换较为方便。临时支承的互相转换，大量的顶落梁工作，这些都是关系到全桥安全的重要操作工序，必须引起设计人员和施工人员的重视，切不可疏忽大意。必须按操作规程进行，特别应注意千斤顶的安全操作规程。(3）临时活动支座的布置，如图所示，主要包括以下各部分左右两边的支座顶落梁用可调辊轴，以适应因顶落梁引起的伸缩变化。中间的支座作为保险用，随顶落梁调整高度。顶落梁停止后，放松千斤顶，反力由中间的支座承受。如中间的支座由垫块、工字钢束组成时，应考虑支点偏心受力的影响，或在结构上 采取措施使之接近中心受力。五、钢梁纵移（1）影响钢梁纵向偏差的主要因素。钢梁在悬臂拼装过程中，由于一些因素的影响，常引起纵向长度几何尺寸的偏差。造成这种纵向偏差的主要因素有：架梁过程中梁的自重引起的变形。架梁阶段中气温的升降变化引起梁的伸缩。钢梁制造时的长度误差。墩台建造时墩位中心的定位误差。架梁过程中由于经常地顶落梁而引起的梁体几何长度的变动。临时支座的摩阻力对钢梁变形的影响。这些因素造成了钢梁的纵向偏位，致使钢梁各支点不能按设计位置落在各桥墩上，使桥墩偏载。为了调整这一误差至允许范围内，钢梁需要纵移(2）钢梁纵移的方法。钢梁的纵移工作必须在一孔简支梁或一联连续梁架完后进行。纵移时各桥墩需同时设置纵移设备。通常是放在钢梁节点下面。此法需要大量的墩顶布置工作，既费工又费时，常常影响架梁的总进度。为了使纵移工作顺利进行，可使用以下方法：温差法。即利用一天的气温差，结合钢梁热胀冷缩时物理性能，随着一天温度的变化倒换支座的性质，使活动支座与固定支座相互转换，可以达到纵移的目的。如图所示，由于纵向偏差，需要由4 号墩向1号墩方向纵移。在最低温度时将4 号墩支座固定，把1 号墩变为活动支座。随着温度增高，钢梁朝1 号墩方向膨胀。当达最高温度时，将1 号墩变固定支座，4 号墩变活动支座，使钢梁随温度的下降又朝1 号墩收缩，使钢梁由4 号墩向1 号墩移动了一个长度。根据需要的总移动量，如此重复几次，即可达到纵移的目的。每次移动长度按下式计算：atl 式中：a-钢的线膨胀系数，为0.0000118;t 温度差；l 钢梁温度跨度，由固定点算至计算点。例如某桥为三跨160m 的连续梁，施工中有一天日温差达16.5 ，按温度跨度为480m，则理论移动量为：atl=0.0000118 16.5480=0.093m=93 实际上的移动量要小于理论移动量，这是因为：温差的转折点掌握不准，不能及时地变换支座性质，使钢梁朝反向也移动了一个长度；因使用的温差是气温差，而钢梁伸缩实际是由钢梁本身的温差决定，二者有差别；有时固定支座失去作用，钢梁也可以向反向移动。这些不利影响只要认真对待，是可以克服的。这种移梁方法简单方便，但受天气影响大，如果天气不好的话，移梁效果较差。顶落梁法。在连续梁中，利用该联钢梁中间某一个支点的顶落及两旁支点的支座咬“固”或变“活”的相互转换，使钢梁像蛇一样的爬行，向着预定的方向蠕动。具体操作示意如匡4 一4 一17 所示。经过这样一个循环，钢梁即可向2 号墩方向蠕动一个长度，根据需要移动的总长度，可确定进行几个循环，即可达到移梁的目的。由于每次顶落量以不倒动千斤顶为原则，千斤顶一般进程为0.1 0.15m 之间，因此每循环大致可使钢梁移动6 10mm。如果我们预先把钢梁开始拼装的温度与架设到本联固定支座时各阶段的气温估计出来，并计算出由于这种气温的变化引起的钢梁伸缩。这样，根据这个伸缩量，在一开始拼装钢梁时就预先调整钢梁的支座位置，这样在拼到各个桥墩时，不需要遥移钢梁即能准确地落到支座上。这种方法已在一些大桥施工时使用过，取得了较好的效果。钢梁纵移完成后，即要降落在永久支座上。这时要注意活动支座的位置，即辊轴的倾斜方向及倾角要符合设计的要求，如果在全部恒载作用下，并选择适当的气温时刻进行支座安装这时，辊轴的位置接近竖直，对施工是有利的。有时在钢梁拼装后，纵横向偏差不是很大时，纵横移可同时进行。此时，只需将钢梁下的滚轴斜向一定角度，使纵移时，也可起到一定的横移作用，借以达到纵横移同时进行的要求。六、钢梁的横移钢梁在伸臂安装过程中，由于受日光偏照和偏载的影响，加之杆件本身的制造误差，钢梁中线位置会随时改变，有时偏向上游侧，有时偏向下游侧，以至到达墩顶后，钢梁不能准确的；在设计位置上，造成对桥墩偏载。为此必须进行钢梁横移，使偏心达到允许范围之内。根据归定，墩台处铁路横梁中线对设计线路中线偏移10mm。横移后的钢梁必须在这个限度以内。公路钢桥可参照此规定执行。一般地说，钢梁刚拼到墩顶时，反力只有架到墩顶上半个节间的钢梁质量，支点反力较刁此时横移条件最好。横移可用专用的横移设备，如图4 一4 一18 所示，也可以根据情况临时采取措施。横移设备一般放在横梁下，有时也放在下弦杆节点下。它是由竖向千斤顶、横向千斤顶和横移滚轴组成。滚轴为圆钢，横移时横向千斤顶打油后，推动长垫块，滚轴开始滚动，钢梁随之移动。在这里应特别注意，应使竖向千斤顶与钢梁的滑动摩擦力大于竖向千斤顶下滚轴的滚动摩擦力，这样钢梁才能横向移动。为此可在钢梁与千斤顶间垫粗砂纸、薄木板和石棉垫。横移必须在拼装过程中逐孔进行。有一种简易的方法就是在钢梁拼至桥墩尚未就位时，由于析架在长伸臂状态下横向刚度较弱，这时在支座上放滚筒或冲钉，使钢梁在其中可横向移动。利用桥墩牵拉倒链滑车，把钢梁拉回到正确位置，然后及时地顶起钢梁，利用其竖向反力产生的水平摩阻力来阻止钢梁的回弹。七、降低钢梁安装应力和伸臂端挠度的措施钢梁在悬臂安装施工时，应尽可能减轻悬臂孔的施工荷载，充分保证钢梁拼装时的稳定性，采取措施降低钢梁的安装应力和悬臂端的挠度，以保障悬臂施工的可靠性与安全性。总结我国钢梁悬臂安装施工的成功经验，常采用下列措施加强施工监控，即加设上加劲梁法、临时加固措施法、墩旁托架法、半悬臂拼装法、中间合龙法、吊索塔架法、水上浮船吊机法等。下面分别予以分析讨论。1 加设上加劲梁法该方法是在悬臂安装钢梁的应力最大区段加设临时的上加劲梁，使临时加劲梁和钢梁组合成一整体结构，使之共同受力，以降低悬臂根部区段杆件的