鱼腹形横梁工艺降耗技术研究（论文）.pdf

33 收稿日期 ：2023-02-28 作者简介 ：陈敏（1971—），女，河北秦皇岛人，本科，高级工程师，研究方向 ：桥梁钢结构制造。 鱼腹形横梁工艺降耗技术研究 陈 敏 （中铁山桥集团有限公司，河北秦皇岛 066200） 摘 要： 北口大桥跨江主桥是世界首座三塔四跨双层连续钢桁梁悬索桥，是 G1523 高速公路（宁波 - 东莞）和 G228 国道（丹东 - 东兴）在温州市内跨越瓯江的控制性工程。上层宽 33.5m，为时速 100km 的双向六车道高速公路 ；下层宽 33m，为时速 80km 的双 向六车道一级公路。大桥总长 2090m，上、下桥面顺桥向每间隔 3.3m 设置 1 道倒 T 形横梁 [1]。为解决在大桥 BKGL-03 标段工厂制 作环节 422 道鱼腹形横梁消耗失控问题，创造性地开展了三段制作、镜像叠合备料等全新工艺降耗技术研究。在满足设计要求的同时， 化解了大桥制作成本上涨的风险。 关键词 ： 双层钢桁梁 ；鱼腹形横梁 ；工艺降耗技术 ；降本增效 中图分类号 ： TU463 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1671-2064(2023)08-0033-04 1. 工程概况 北口大桥跨江主桥位于浙江省温州市瓯江入海口之 上，是甬台温高速公路复线和南金公路两大项目在温州市 内跨越瓯江的重要过江通道。主桥采用 2×800m 的三塔 双层桥面钢桁梁悬索桥，规模宏大，技术复杂，结构新颖 独特，充分体现创新、协调、绿色、开放、共享发展理念， 设计使用寿命为 100 年。大桥于 2016 年 1 月 4 日动工兴建、 2021 年 12 月 30 日实现合龙、2022 年 5 月 27 日正式通车 运营，实景与设计布置图如图 1 所示。 2. 结构特点 横向两片主桁间距为 36.2m，标准节间长为 10m、梁 端节间长为 11.8m，全桥总计 208 个节间，如图 2 所示 [1]。 上、下层公路桥面采用正交异性板整体钢桥面结构， 由桥面板和倒 T 形横梁组成，如图 3 所示。 倒 T 形横梁在标准 10m 节间顺桥向间隔 3.33m、 3.34m、3.33m 各 设 一 道， 在 梁 端 11.8m 节 间 顺 桥 向 间 隔 2.95m 设一道。共分为节点横梁和节间横梁两种。 节点横梁布置在主桁节点处，横梁腹板厚 14mm、中 心高 2.465m，竖向加劲肋宽 150mm、厚 12mm。水平加 劲肋宽 120mm、厚 12mm。底板宽 800mm、位于跨中区 域 板 厚 为 36mm， 其 余 位 置 为 26mm， 单 重 15.811t， 如 图 4 所示。 图1 北口大桥跨江主桥实景图及设计立面 图2 北口大桥跨江主桥BIM模型与设计横断面图 2023?447 0X08K g0X404K ??耙h?)B仰k0FVD?? CIJOB 4DJFODF  5FDIOPMPHZ 0WFSWJFX 34 节间横梁为鱼腹形，布置在节点横梁之间。横梁腹板 厚 14mm，由中心高 2.469m 渐变至主桁处 1.2m，每间隔 1.8m 布置一对竖向肋加劲，宽 150mm、厚 12mm，在竖 向加劲肋之间，在横梁受压翼缘腹板高度的 1/4 ～ 1/5 处 布置一道水平加劲肋，宽 120mm，厚 12mm。节间横梁 底 板 板 厚 为 32mm， 宽 600mm， 单 重 12.686t。 如 图 5 所示。 3. 横梁损耗率失控要因分析 倒 T 形横梁长 34.1m，因超出国家公路运输规定、钢 厂轧制能力和工厂加工能力，在工厂制造环节必须采用分 段制作工艺 [2]。所以节点横梁、节间横梁均选用了产生 1 道焊缝的 2 段制作（16600+17500）工艺方案 [3]（见图 6）。 在北口大桥跨江主桥钢结构工厂制作的技术备料环 节，发现了横梁钢材损耗率失控的问题。依据当前横梁各 部位的损耗率情况绘制了上、下横梁各部位损耗率占比排 列图，如图 7 所示。根据主次因素分析法，将北口大桥跨 江主桥上横梁各部位损耗率曲线的累计频率分为 4 级，并 将与之相对应的因素分为两类。其中 ：A 类因素为节间横 梁制作工艺，发生累计频率为 0% ～ 90%，因此是主要影 响因素 ；B 类因素为节点横梁制作工艺，发生累计