摘要：胎架结构是在大型钢结构件拼装时起主要支撑和承重结构的支撑，在钢结构中广泛使用。一般用于加工厂出厂拼装和现场拼装。因钢结构件尺寸的严格性，每个钢构件在出厂前都要进行一次大拼，每个加工厂几乎都有大拼场地。但对于大型钢结构件，因运输长度、宽度受限及受力状态变化等因素，需要在现场进行拼装，因此选择设计合理的胎架结构很有必要的。本文以蒙西至华中铁路龙门黄河大桥为例，从弦管接长到钢管拱拼装对胎架的制作，使用最优的胎架形式，确保结构精度达到设计要求。
关键词：蒙华铁路黄河龙门大桥；胎具；设置
一 项目概况
本文章依据新建铁路蒙西至华中地区铁路煤运通道工程龙门黄河大桥，此桥为铁道第三勘察设计院集团有限公司设计。主要作为运煤专线，龙门黄河大桥在晋陕交界处的禹门口地区最窄的“咽喉部位”跨越黄河，小里程陕西浩方侧场地较为平坦，桥台与路堑相接；大里程山西三方侧场地较为陡峭，桥台与隧道相接。全桥长268.5m，采用中承式钢管混凝土提篮拱桥，包括主拱肋、拱上支墩和桥面系钢纵横梁三部分，合计钢材约4100T。本桥的组织方式采用的是在后方加工厂加工成单个杆件运至施工现场。施工现场设置大拼场地，大拼场地长150m，宽30m，场地设置了两台100吨龙门吊，节段拼装采用3+1连续卧拼，保证每个节段都能连接试拼，主拱肋共分28个施工段，组拼分两组八轮进行。为保证工期，在靠近施工现场设置大拼场地，在预留安全通道后三组钢结构胎架，胎架按1：1拼接构件进行放样。
二 弦管接长胎架设置
2.1场地设置：拼装场地应平整，承载力满足要求，地基承载力为200KMP，灰土垫层150mm，素混凝土厚度300mm。
2.2胎架设计：每个胎架在平面投影尺寸为78000m*7500m，横向和纵向均按1500mm设置控制点。在每个控制点上放一块20mm*800mm*800mm用膨胀螺丝与混凝土地面连接。胎架立柱采用¢650*12钢管支撑，在钢管内嵌入H300*150的工字钢作为分配梁。钢管拱山下弦之间分配梁连通，在分配梁上焊接工字钢作为限位装置。因混凝土地面有排水坡度，用¢650*12钢管立柱调整高度。如图2.2所示：
图2.2 拼装胎具现场布置图 图3-2 胎架搭设示意图
2.2放地样：在平台上放出弦管单元节卧式组拼（拱肋X-Y平面）地样，坐标系采用【样冲眼】进行标识，地样控制点应与管节长度匹配，每管节两端各设置一个控制点（控制线垂直该点理论切线），位置误差小于1mm。
2.4设置调高支板：在控制点（控制线）位置设置支板支垫弦管高度保证拱肋线形，其△值误差小于1mm。
2.5胎架检测：胎架搭设完成后，用卷尺和水准仪对拱肋拼装胎架高程和控制坐标系进行复核，测量仪器经相关检测机构进行校正后方可使用。
三、钢管拱大拼地样胎架设置
3.1节段拼装胎架设置，地样分A、B、C、D四个部分，分别从上弦管外侧、上弦管内侧、下弦管外侧、下弦管内侧放地样，每侧在腹杆中心与相对应的横缀管中心延线设置样点，在节段之间设置两个点，保证节段间法兰盘定位准确，确保外形尺寸。
3.2按施工图在平台上按1：1放出如下大样：拱肋轮廓线、轴线、腹杆定位线、吊杆定位线、立柱定位线、横撑定位线、水平线及端口检查线等。
3.3以第一轮胎架搭设为例，（第二轮胎架搭设与第一轮胎架搭设一致）具体操作如下：
（1）首先在拼装场地设置一个原点，建立坐标系；
（2）依据坐标原点，在地上做出上弦主拱、下弦主拱的外轮廓点及腹杆中心线（外轮廓点及腹杆中心线由工艺部提供坐标点）。
（3）搭设胎架，根据所放的点位设置胎架点，将所设胎架点的高程都控制在一个平面，即所有胎架点的高程一致。
（4）搭设胎架步骤如图3.1所示。
四、大拼顺序及外形尺寸检测结果
4.1拱肋节段由主弦管单元、横缀管、直腹杆、斜腹杆、节点板、上拱肋吊杆锚固、下拱肋吊杆锚固、拱肋间加劲等组成，拱肋节段如下图4.1所示。拱肋节段制造及预拼采用双层侧卧法，在大拼场地采用3+1卧式连续匹配制造。
4.2胎具大拼顺序：
（1）在刚性平台上搭设3+1制造胎架，放地样，地样包括拱肋轮廓线、轴线、腹杆定位线、吊杆定位线、立柱定位线、横撑定位线、水平线及端口检查线等。
（2）按拱肋线型在弦管设置刚性支撑，将两侧的弦管单元件吊装到平台上，对地样调整到位及固定。
（3）拱肋弦管单元件间用内法兰接头连接，如下图4.2所示，修割上下弦管端部余量并焊接法兰盘。
图4.1 拱肋节段大样图图 4.2 拱肋节段法兰连接
（4）将腹杆与节点板连接在一起（栓接或焊接），合样固定；相邻节段间腹杆先用拼接板栓接成整体，再与节点板焊接，合样固定。
（5）焊接上下弦弦管、节点板、腹杆间焊缝，定位安装横缀管、上下吊杆锚固单元件、拱肋间横向T肋等。
（6）按上述步骤安装焊接另一片拱肋单片，采用吊垂线的方式检测两拱肋单片的相对位置，保证拱肋单片的错位在允许范围内。
五、胎具外形尺寸检测结果
5.1根据现场胎架设置，严格按照地样拼装，从主弦管上胎架定位、节点板和腹板拼装、横缀管拼装、单桁片组拼，每个工序都严格把控外形尺寸，确保外形尺寸在规范要求以内；检测项目及允许偏差如下表5.1。
表5.1 胎具节段检测项点允许偏差
序号检测项点质量标准检查方法
1单肋片节段长度-5~0 mm钢卷尺测量
2单肋片接口处宽度±3.0 mm焊缝尺测量
3钢管中距±5.0 mm尺量：每段检查1～3处
4拱肋宽度、高度±3.0 mm钢卷尺测量
5弦管对接缝错边≤2.0 mm尺量：每个接缝；
6内弧偏离设计弧线量≤8mm样板检查：每段测1～3点；
7节段平面度（扭曲）≤3.0mm拉线测量
六 总结
蒙华铁路龙门黄河大桥胎架设置，保证了钢管拱拼装的外形尺寸，提高了拼装精度，得到相应的经验，为以后类似钢管拱加工制作提供借鉴。在以后的施工中，应注意以下几点：
（1）放地样时，确保XY轴垂直，每个地样点由XY坐标和对角线长度三个数据确定，保证每个地样点准确无误。
（2）胎架制作中，保证所有胎架平面在一个水平面上，利用经纬仪进行测量，并有相应的负责人进行复测。
（3）进行下道工序时，必须对上道工序拼装结果进行检测，保证每次拼装都严格按照地样进行拼装。
（4）在拼装中，特别要注意在地面上放大样时，地面坡度的影响，应将斜面换算成平面进行定位。
参考文献：
[1]《大跨空间结构的胎架设计及受力性能研究》；田黎敏，王媛 《钢结构》 2009年12月
作者简介：
魏珍珍（1981-），女（汉族），江苏徐州人，工程师，毕业于西南交通大学机械及自动化专业。现就职于中铁一局建工机械有限公司，担任技术部副部长。
张强（1990-），男（汉族），陕西咸阳人，助理工程师，毕业于西安石油大学机械设计制造及自动化专业，现就职于中铁一局建工机械有限公司工程机械厂技术部。
论文作者:魏珍珍,张强
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/13
标签：胎具论文; 场地论文; 黄河论文; 钢管论文; 吊杆论文; 下弦论文; 大桥论文; 《基层建设》2018年第19期论文;