[发明专利]一种钢桁架桥及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种桥梁及其制作方法，具体说是一种钢桁架桥及其制作方法。

背景技术

京杭运河是一条黄金航道。无锡段更是全线航运最繁忙、货流密度最大、航运效益最好的航段之一。2010年无锡段运河船舶通过量达1.97亿吨，年货运量相当于四五条单线沪宁铁路(无锡段)，沪宁高速公路(无锡段)货运量的五六倍，成为支撑无锡城市建设乃至长三角一体化发展的水上经济命脉。

无锡市太湖大道金匮桥则横跨位于京杭运河无锡段之上，基于此位置的特殊性，既要建设横跨运河之上的桥梁，又不能影响航道的正常通航；经过综合比较和论证最终确定设计一座下承式钢桁梁+钢箱梁结构体系的钢桁架桥，该钢桁架桥跨径布置为55m+105m+55m＝215m，桥面为双向八车道、两侧为非机动车道和人行道。主桁由两片钢桁架组成，主桁中心距离33m，中间为钢箱梁桥面，宽30m，在两片主桁的外侧各挑出5.9m的悬臂托架支撑非机动车道及人行道，桥面总宽度46.0m。

如果采用传统的拼装工艺繁琐，而且在现场拼装时定位精确度很难保证，所以如果按照传统的拼装工艺远远不能满足工程周期的要求，而且在操作过程中需要将工件吊上吊下，这样又增加了安全风险。

发明内容

发明目的：为了在施工过程中最大程度上减小对航道的影响，提供了一种结构合理、安全性高的钢桁架桥。

本发明的另一目的在于提供一种安装方便、定位精确、能缩短安装工期的钢桁架桥的制作方法。

技术方案：为实现上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种钢桁架桥，包括钢箱梁桥面、由两片钢桁架组成的主桁和钢门架，所述钢桁架包括上弦杆、下弦杆和腹杆，所述腹杆的两端分别插在上弦杆、下弦杆中并通过螺栓连接；在每片钢桁架的外侧设有人行道托架；所述下弦杆通过栓焊连接方式分别与钢箱梁桥面、人行道托架连接；两片钢桁架通过钢门架连接在一起。其中每片钢桁架的高度采用二次抛物线变化形式，两边跨矢高为3m、中跨矢高为10.5m、中支点处高17m。

所述上弦杆分为24个分段，分段与分段之间通过四周全栓接连接；每个分段均为带肋箱形截面杆件。

所述下弦杆分为23个分段，分段与分段之间通过四周全栓接连接，每个分段均为悬挑型带肋箱形截面杆件。

所述腹杆的截面呈H形。

所述钢箱梁桥面包括顶板、底板、纵向腹板、横隔板、加劲板；顶板下口沿宽度方向分布有多根U形肋，底板上口沿宽度方向分布有多根U形肋；纵向腹板沿桥面宽度方向布置，纵向腹板上设有通长水平加劲板，横隔板沿桥面长度方向分布，横隔板上布置一档水平加劲板、竖向加劲板以及人孔，每档横隔板通过纵向腹板分割成大小不等的五块。

所述钢门架包括水平上弦杆、中腹杆、弧形下弦杆，各自之间采用栓接连接。

为了解决上述另一目的，本发明所采用的技术方案为：一种钢桁架桥的制作方法，该方法包括以下步骤：

a)制作钢桁架：首先根据设计要求选择钢材，然后分别制作上弦杆和下弦杆，制作时，将上弦杆和下弦杆进行分段，然后再以各个分段为单元分别单独进行制作，每个弦杆均是按照由板单元至中合拢的加工顺序进行加工；

b)分段间螺栓孔的制孔：钢桁架各分段制作后，两端部均采用一端先制孔，一端后制孔的方法，先制孔一端采用钢针划线，钻模定位，磁座钻或摇臂钻进行套钻；

c)钢桁架的预拼装：首先进行地面划线，拼装胎架；然后在胎架上依次进行上弦分段的定位、下弦杆分段的定位、腹杆的定位，然后在各分段之间和腹杆与上弦杆、下弦杆之间均安装连接板，连接板安装就位后，为了避免钻孔过程中出现连接板产生偏移，采用磁座钻分别将各螺栓孔群预钻4-5个孔，每钻一个孔均采用特制的销轴螺栓进行固定，而后采用摇臂钻或磁座钻进行四周全位置配钻；

d)制作钢箱梁桥面：首先进行板单元的划分，并对各板单元分别进行编号；然后分别预先进行钢箱梁各节段板单元的小合拢装焊，合格后分区段在整体组装胎架上采用正造法轮次进行中合拢装焊；

e)将钢箱梁桥面的各节段分别与相对应下弦杆进行预拼装；

f)制作钢门架：首先进行钢门架的整体装焊，然后采用专用工装进行与主桁架的套钻，并进行钢门架端部螺栓孔的整体钻制。

步骤a)中，对所述钢桁架的材料进行预处理，其过程为：矫平→抛丸除锈→喷漆→烘干。其中矫平的目的是消除钢板的残余变形和减少轧制内应力，从而可以减少制造过程中的变形。