高屏溪斜张桥全断面焊接钢梁之制作施工

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1、交通部台湾区国道新建工程局第二高速公路后续计划燕巢九如段第C381标高屏溪河川桥工程高屏溪斜张桥全断面焊接钢梁之制作施工里程285K+720.11至288K+36011泛亚工程建设股份有限公司大成建设株式会社川田工业株式会社利德工程股份有限公司(短期结合)中华民国八十八年六月11目录1.前言32.工厂制作52.1使用钢材及构件组合方式52.2制作要领62.3焊接收缩量之决定82.4焊接顺序102.5焊接方法102.6非破坏检查102.7两节块间端口之调整方法112.8钢构厂假安装112.9涂装要领123.工地组装工场123.1工地组装工

2、场之制作流程123.2工地组装工场简介133.3组装作业143.4焊接作业143.5非破坏检查143.6涂装要领15113.7端口假安装153.8组合台车153.9节块移动方法164.现场焊接174.1连接梁之现场焊接174.2钢梁之现场焊接185.焊接收缩量之结果195.1桥面板焊接收缩量195.2下翼板焊接收缩量196.结语2011高屏溪斜张桥箱型钢梁全断面焊接节块之制作及施工佐久良刚史川田工业株式会社生产本部四国工厂课长作者简介作者佐久良刚史先生于1974年3月毕业于日本爱媛大学工学部，同年4月进入川田工业株式会社，于生产本部四国

3、工厂钢桥制作部门服务至今以达25年，制作课系长，桥梁技术课长时代曾经负责过多数大型特殊桥梁之制作，并拥有一级土木施工管理技士，一级建筑施工管理技士及一级焊接技术者资格认定（WES-8103）等日本国家资格。高屏溪斜张桥属于全断面焊接构造之大型特殊桥梁，佐久良先生因此被选担任本工程钢构组施工组长，并且充分利用日前丰富之经验，计划，管理及领导钢构厂制作，工地组装及焊接工程。1.前言本报告为「南二高第C381标高屏溪河川桥」第一单元斜张桥箱型钢梁制作报告。本桥之主要概要如下。l桥梁形式二跨连续复合箱梁斜张桥l跨距180m+330ml车道宽度3

4、.65m×6车道11l线形平面直线纵坡1.7235%直线纵坡l横坡2%直线l设计标准HS20-44+25%l下部结构A1:箱壁式基础、混凝土桥台P1:隔墙箱壁基础＋中空式混凝土桥塔P2:全套管就地浇注混凝土桩＋中空式混凝土桥墩。l梁形式PC梁:4孔PC箱梁钢梁:钢制5孔箱梁l主梁高度3.2ml桥面板PC桥面板+钢桥面板l钢缆形式扇形多重式钢缆l桥塔形式倒Y型混凝土桥塔l桥塔高度183.5m本斜张桥为单塔非对称构造之2跨连续复合斜张桥、总长510m、各跨距长为边跨180m及主跨330m。为了减轻主跨距间之自重、本桥采用钢桥面板箱型钢梁、总

5、宽34.4m、梁高3.2m、总钢重约6,000吨。其跨距330m总共由18节块构成、标准节块(共16个)有20m长37011吨重。钢梁制作由钢构厂开始、在钢构厂制作成Panel和小构件后、运输至工地、在工地组装工场进行组装、焊接、涂装及假安装后、进行节块架设作业。本工程采用以焊接连接组合全节块之全断面焊接构造、断面尺寸是世界最大级之一。1.工厂制作2.1使用钢材及构件组合方式箱型钢梁部分所使用之钢材为ASTMA572G50,A36及一部分采用JISG3106SM520CZ35钢材。板厚区分为t=6~80mm。本工程之箱型钢梁部分之标准断

6、面如图-1所示。箱型钢梁各构件之制作尺寸是经过确认钢构厂可能制作之最大尺寸(必须考虑吊车能力、翻转空间等条件)及运输上之限制而决定。决定结果如图-2构件组合图所显示、1节块由20个构件组合。(最大构件重量:40ton)图-1标准断面11图-2构件组合图2.1制作要领钢构厂之制作要领如下述所示。请参照制作流程图(图-3~5)。所有Panel中仅有腹板使用NC切割、其它Panel是经过NC划线、U-rib焊接及热整后重新进行落样切割。虽然在NC划线时已有考虑焊接收缩量、但是为了更加提高实际Panel之制作精度、所以才在Panel制作完毕后进

7、行重落样重切割作业。钢构厂大组合时需注意之点是控制将成为整节块组合基准之中间箱梁及外腹板构件之尺寸。为了使各节块间之断面尺寸相配并考虑收缩等因素、制作时宽度及高度都是以设计值+2mm进行。并且、前一个节块之实际完成尺寸会反映至下一个节块之大组合尺寸。尽量注意防止尺寸误差。由于其努力之结果、各节块间之断面形状没有误差、端口尺寸也良好。11图-3制作流程图(内腹板Box构件)图-4制作流程图(中间Panel构件)11图-5制作流程图(连接梁构件)2.1焊接收缩量之决定钢构厂制作时假设之焊接收缩量为横向方向0.25mm/线、桥轴方向0.5mm

8、/m。于工地组装工场节块焊接时所假设之焊接收缩量为每一线焊道收缩2mm。制作时为了决定各Panel的宽度、一定必要先决定焊接收缩量。制作时考虑之焊道根部间隙为3mm、并以此间隙决定Panel之宽度。假安装时