卢浦大桥钢结构施工技术

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1、第26卷，第6期中国铁道科学V01．26No．62005年11月CHINARAILWAYSCIENCENovember，2005文章编号：1001—4632(2005)06—0134—07·成果简报·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550m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$355N细晶粒结构钢焊接工艺新技术。利用软件MDT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

2、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。$355N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$355N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。关键词：卢浦大桥；钢结构；三维实体建模；$355N细晶粒结构钢；FCAW；线能量；预热；后热中图分类号：U448．22文献标识码：B上海卢浦大桥主桥为主跨550m的提篮式钢拱个部件尺寸进行校正，特别是对构件相互结合处进桥，是目前世界上最大跨径的拱桥J。桥梁主体行精确定位，并指

3、导制造，减少设计人员大量的手钢结构用钢量34243t，分成266个节段制造，采工操作和计算工作，避免出现计算错误或误差。由用$355N细晶粒结构钢。主拱采用独特的陀螺形于卢浦大桥的形状特别复杂，运用该方法可以高效断面箱形拱，形成了大量小空间多室箱形结构，局准确地解决桥梁建造过程中的各种问题。部拘束度较大。为保证结构的尺寸精度和焊接质1．1建模依据及原则量，减小焊缝内应力，避免出现焊接裂纹等问题，1)建模依据在施工设计阶段运用三维实体建模虚拟建造技术，(1)坐标系统：采用主桥独立坐标系统。解决结构细部尺寸精确计算和匹配问题。通过对(2)总体布置：按设计院“卢浦大桥总体布置$355N细晶粒结构钢焊

4、接工艺试验和研究，解决设计”。了钢板焊接问题。大桥于2002年10月主拱合拢，(3)桥梁各部件构造：按设计院蓝图。并于2003年6月建成通车。2)建模原则为保证全桥三维空间模型的高度精确，在建模1三维实体建模虚拟建造技术时尽可能从最基本的数据出发，充分理解设计院蓝图中各类数据的起源，由最原始的状态开始进行建卢浦大桥施工设计采用了三维实体建模虚拟建模，以求与蓝图可以互相校对。造技术。这是一种集计算机辅助设计与参数化实体1．2卢浦大桥主桥三维实体模型造型、装配造型、二维和三维双关向绘图以及图形图1一图6为卢浦大桥各部分三维实体模型。转换器等模块为一体的现代工程设计手段J。利用1．3三维模型所表现的

5、拱肋复杂的内部结构软件MDT及自编扩展模块将卢浦大桥主桥钢结构图7为图5(拱梁结合部)的一部分，可见与中所有构件，全部用三维实体建模的方式建立在一桥梁中横梁及桥面相连的Z6b拱肋的内部结构。个三维空间模型之中。在三维模型中对桥梁结构每由于大桥主拱按l：5内倾，桥面又存在纵坡和横坡收稿El期：2004—1222作者简介：倪志刚(1966一)，男，江苏靖江人，教授级高级工程师第6期卢浦大桥钢结构工程关键技术135(纵坡为±2．5％，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

6、无法施工的构件进行了修改和调整。1．4全桥三维实体模型在建造过程中的重大作用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，而是通过最原始的图4三角区GL1，GL2分段结构图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5拱梁结合部结构图图1卢浦大桥全桥三维视图形成问图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

7、过程2$355N细晶粒结构钢焊接工艺新中会或多或少地省略一些数据，从而使最终得到的技术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$355N细晶粒结构钢是一种低碳当量、Nb+完全排除了人为因素，因而精确度相对较高。复合微合金钢板，通过控轧控冷工艺使晶粒细通过比较发现：本桥的横向联系构件(包括桥化。由于加入适量的rr；，明显提高了奥氏体抗粗面下的一字撑、K