奉化橋由三跨連拱組成，主跨138 m，兩副跨各為56 m，上部結(jié)構(gòu)由9組鋼箱拱梁構(gòu)成，每組拱梁之間又由3條拱肋組成，依靠弧形頂桿和精軋螺紋鋼連接一體，拱梁之間由風(fēng)撐加強(qiáng)連接。
現(xiàn)場(chǎng)拱肋的安裝采取支架安裝的方法，拱肋 上即安裝定位精度直接影響拱軸線線型并關(guān)系到其他聯(lián)系構(gòu)件的安裝，因此拱肋預(yù)拼裝則顯得尤為重要。
1 預(yù)拼裝方案的確定
奉化橋鋼箱拱梁整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，拱肋預(yù)拼裝基本上有兩個(gè)方案可供選擇，以下為兩個(gè)方案的對(duì)比。
1．1 三拱預(yù)拼裝
三拱預(yù)拼裝為廠內(nèi)進(jìn)行3條拱肋組對(duì)拼裝，弧形頂桿與拱肋的對(duì)接也參與到其中，拼裝到位后，三拱節(jié)段和弧形頂桿臨時(shí)連接成整體單元運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)整體吊裝。優(yōu)點(diǎn)在于：拱肋與弧形頂桿的節(jié)點(diǎn)位置在胎架上便于控制；鋼箱拱梁的連續(xù)匹配制造便于現(xiàn)場(chǎng)安裝；減小了現(xiàn)場(chǎng)一部分工作量。但這種方案要求廠內(nèi)的預(yù)拼裝支架要按主體結(jié)構(gòu)來考慮，工裝胎架投入量巨大，整體單元運(yùn)輸困難，并且在運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)之前的結(jié)構(gòu)變形將加大現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)整量。
1．2 單拱預(yù)拼裝
即單條拱肋自身進(jìn)行預(yù)拼裝，對(duì)于支架的設(shè)計(jì)難度小，工裝胎架投入量相應(yīng)減小，預(yù)拼裝難度降低。這種方案要解決的問題就是拱肋與弧形頂桿的節(jié)點(diǎn)位置控制要通過三維設(shè)計(jì)來控制；現(xiàn)場(chǎng)散件拼裝量大，但通過合理安排廠內(nèi)與現(xiàn)場(chǎng)的施工計(jì)劃，可以解決現(xiàn)場(chǎng)施工周期問題。通過方案可行性研究，最終確定采取單拱預(yù)拼裝方案進(jìn)行施工。
2 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換
根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙所提供數(shù)據(jù)分析，每條拱肋拱軸線坐標(biāo)點(diǎn)變化規(guī)律為隨著縱橋向X軸坐標(biāo)的變化，沿鉛錘向上的Z軸及橫橋向的Y軸同時(shí)變化，即三軸空間同時(shí)變化。這樣每條拱肋在空間上既有跨度，又有拱度及寬度，在確定預(yù)拼姿態(tài)時(shí)，綜合考慮場(chǎng)地面積、預(yù)拼平臺(tái)高度以及預(yù)拼裝過程中各工序的施工便利，將拱肋采取側(cè)方姿態(tài)，進(jìn)行階段組對(duì)拼裝，見圖2。
按照側(cè)放姿態(tài)將設(shè)計(jì)院提供的拱軸線坐標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成預(yù)拼裝姿態(tài)的局部坐標(biāo)系坐標(biāo)數(shù)值，利用計(jì)算機(jī)創(chuàng)建一個(gè)三維立體模型，通過模型完成坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。確定每節(jié)拱肋上、下兩端口的坐標(biāo)控制點(diǎn)作為現(xiàn)場(chǎng)安裝測(cè)量和廠內(nèi)預(yù)拼裝測(cè)量使用的統(tǒng)一點(diǎn)位，并且在拱肋節(jié)段端口準(zhǔn)確打上樣沖標(biāo)記點(diǎn)，待測(cè)量時(shí)使用。單段拱肋控制點(diǎn)共為 4點(diǎn)，下端口為1個(gè)控制點(diǎn)凡，位于距端口250l’nlTl 截面處弧頂板中心；上端口為3個(gè)控制點(diǎn)，n1 、n2 點(diǎn)分別位于距頂板中心左右各100 mln處，m點(diǎn)位于底板中心，具體位置如圖3所示。表1說明坐標(biāo)體系轉(zhuǎn)換前后的對(duì)照情況。
z’軸高程值h為預(yù)拼平臺(tái)基準(zhǔn)平面高程；h
1 及h
2為胎架調(diào)整絲杠高度；h
3為拱軸線與拱截面交點(diǎn)到胎架頂面高度，由于拱肋不同截面的h
3數(shù)值不同，須通過三維模型量測(cè)出來；h
a和h
b為a 控制點(diǎn)和b控制點(diǎn)相對(duì)于中心點(diǎn)的高差絕對(duì)值。通過以上計(jì)算方法將所有拱肋節(jié)段及端口的測(cè)量點(diǎn)計(jì)算出來，同時(shí)拱肋按每200 mm設(shè)置一個(gè)拱肋軸線線型控制點(diǎn)，拱肋實(shí)體與其對(duì)照，以保證線型順暢；節(jié)段端口的測(cè)量點(diǎn)(n點(diǎn)、n1 點(diǎn)、n2 點(diǎn))為預(yù)拼裝和橋位安裝的主控點(diǎn)。
3 預(yù)拼裝場(chǎng)地布置
根據(jù)廠內(nèi)制造廠地使用情況，規(guī)劃出兩塊場(chǎng)地用于預(yù)拼裝，其中一塊場(chǎng)地用于主跨9條拱肋拼裝，另一塊場(chǎng)地用于副跨18條拱肋拼裝?？紤]到場(chǎng)地面積的局限，副跨拱肋全跨預(yù)拼裝，而主跨跨徑較大，為半跨預(yù)拼裝。以2 m為一站進(jìn)行放線，并劃出站線。將拱軸線、理論對(duì)口位置線、上吊點(diǎn)位置線、測(cè)量控制點(diǎn)在基準(zhǔn)平面上的投影位置采用全站儀放出并全部轉(zhuǎn)換到預(yù)拼場(chǎng)地，做出明顯標(biāo)記(此線稱為地樣線)。
4 預(yù)拼裝胎架的設(shè)計(jì)及搭設(shè)
預(yù)拼裝胎架采用20
#工字鋼及16
#槽鋼進(jìn)行制造，采用絲杠作為豎向及橫向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，為節(jié)約成本胎架可重復(fù)利用。奉化橋全橋拱肋對(duì)稱布置，按照線型共需胎架13套，每套胎架可使用2次。
根據(jù)胎架的線型在場(chǎng)地上預(yù)埋鋼板，胎架安裝后與預(yù)埋鋼板焊接，根據(jù)每條拱肋在 Z’軸上的坐標(biāo)變化，分別調(diào)整絲杠的高度h
1和h
2值，以符合每條拱肋不同的線型。
5 調(diào)整及測(cè)量工作
吊裝拱肋人胎后，調(diào)整拱肋實(shí)體標(biāo)記線與地樣線進(jìn)行對(duì)正，同時(shí)采用全站儀測(cè)量控制點(diǎn)坐標(biāo)，與理論坐標(biāo)(即轉(zhuǎn)換后坐標(biāo)值)進(jìn)行比對(duì)，單段拱肋拱度允許偏差10～一5 mm，旁彎允許偏差 5～一5 film(在單件制作時(shí)已進(jìn)行控制)，端口控制點(diǎn)橋位z軸方向允許偏差10～一5 mm，橋位Y 軸方向允許偏差5～一5 mm。通過實(shí)測(cè)值與理論值對(duì)比得出偏差方向，按照偏差方向進(jìn)一步調(diào)整拱肋線型。調(diào)整手段主要采用火工校正，輔以機(jī)械控制的方法。調(diào)整到位后與胎架進(jìn)行固定。按照理論端口線切割拱肋上端口配切余量。整條拱肋全部調(diào)整到位后，再按照吊點(diǎn)位置安裝定位吊點(diǎn)并進(jìn)行焊接，這樣方可保證上吊點(diǎn)的坐標(biāo)及角度值。同時(shí)將每節(jié)拱肋測(cè)量點(diǎn)數(shù)值偏差再轉(zhuǎn)化到橋位坐標(biāo)，以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)整工作，減小現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整工作量。
6 預(yù)拼裝效果檢查
通過拱肋預(yù)拼裝，拱肋各控制點(diǎn)坐標(biāo)偏差數(shù)值均在允許范圍內(nèi)，整體線形得到了較好地控制，見表2。通過副跨及主跨共4節(jié)拱段實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)與理論坐標(biāo)數(shù)據(jù)的對(duì)比說明此預(yù)拼裝方案是可行及合理的。
通過預(yù)拼裝后的拱節(jié)段現(xiàn)場(chǎng)安裝定位滿足橋梁安裝允許偏差的要求，符合設(shè)計(jì)所給出的拱軸線線型，同時(shí)采取單拱預(yù)拼裝為企業(yè)節(jié)省了大量成本及工時(shí)投入，為現(xiàn)場(chǎng)安裝順暢奠定了基礎(chǔ)。
