QC成果匯報小組名稱：大跨度多片鋼桁梁設計QC小組

匯報人：傅戰工

中鐵大橋勘測設計院有限公司2006—04課題名稱：開創橋梁三桁內力均衡設計新方法中鐵大橋勘測設計院有限公司2006－04目錄一．工程簡介 二．小組概況 三．選擇課題 四．設定目標五．制訂活動計劃

六．提出方案并確定最佳方案七．制定實施計劃 八．按實施計劃實施 九．確認效果 十．標準化與納入管理規范十一．總結及今后打算 規模大雙層公路，共12車道，橋面寬36m結構形式新穎三片加勁鋼桁梁承重，同類型橋梁中尚無先例跨度大主橋三跨112+208+112＝432m外形美觀加勁弦采用拋物線線形，整體美觀主橋結構特點一.工程簡介

東莞東江大橋地處廣東省東莞市境內，是東莞市北五環路與莞深高速路共線段、跨東江南支流的公路特大橋，上下層各六車道，采用加勁鋼桁梁結構體系，在國內尚屬首次。該橋具以下特點：中鐵大橋勘測設計院有限公司2006－04主橋橋型圖主橋橋型圖如下：中鐵大橋勘測設計院有限公司2006－04二.小組概況小組名稱大跨度多片鋼桁梁設計QC小組成立日期2005.02.01活動起止日期2005.02.01－2005.06.30注冊日期2005.02注冊號BRDI200507課題名稱開創橋梁三桁內力均衡設計新方法課題類型創新型QC教育時間50h活動次數6次出勤率95%1.小組簡介中鐵大橋勘測設計院有限公司2006－042.小組成員概況姓名性別年齡文化程度職稱組內職務附注沈澤向男69本科高級工程師組長徐恭義男43博士教授級高工技術指導李華云男41本科高級工程師組員梅新詠男40本科高級工程師組員王東暉男36本科高級工程師組員傅戰工男31本科工程師組員彭振華男36本科高級工程師組員劉桂紅女42大專工程師組員胡輝躍男25本科助工組員中鐵大橋勘測設計院有限公司2006－04三.選擇課題部門質量目標選題理由選定課題我院質量方針一橋飛架，穩坐百年高科技，高質量，高效率，高信譽三桁承重，中桁與邊桁受力、變形不協調，不便同一配置桿件截面和制造，且影響使用及外形美觀創造新技術，開創內力調整新方法開創橋梁三桁內力均衡設計新方法中鐵大橋勘測設計院有限公司2006－04四.設定目標東江大橋的結構特點為三片加勁鋼桁梁承重，是一種全新的結構體系，其設計難點在于怎樣才能使三桁的內力均衡，即在恒載和活載的共同作用下，中桁與邊桁的桿力基本一致、豎向位移基本協調。而對于工程實際，其桿力差值、位移差值必須滿足規定要求，確保橋梁施工、制造及使用安全，于是確定了以下兩個活動目標：

目標1：三片桁相對應桿件的內力差值≤5％

目標2：三片桁相對應節點的豎向位移差值≤2mm

中鐵大橋勘測設計院有限公司2006－04五.制訂活動計劃活動項目活動時間：2005年2月～2005年6月2月3月4月5月6月提出方案并確定最佳方案制訂實施計劃按實施計劃實施確認效果標準化與納入管理規范、總結中鐵大橋勘測設計院有限公司2006－04六.提出方案和確定最佳方案

（一）提出方案為了構思出切實可行的措施，保證三片桁的內力和豎向位移基本一致，對各種設想規類匯總后，定出幾個可選方案如下：方案一增大橋面系剛度增大橋面系剛度能提高主橋橫向抗扭剛度，協調三片桁之間的變位，協調三片桁的內力和豎向位移。中鐵大橋勘測設計院有限公司2006－04方案二加大中桁桁桿件截截面尺寸寸增大中桁桿件件截面，減小小邊桁桿件截截面，調整中中桁和邊桁的的剛度，從而而調整中桁和和邊桁的應力力、豎向位移移。中鐵大橋勘勘測設計院院有限公司司2006－04方案三將中桁設計計成2片桁此方案實際際上將此橋橋設計成了了兩幅橋，，中桁和邊邊桁的應力力、豎向位位移基本上上一致。中鐵大橋勘勘測設計院院有限公司司2006－04方案四施工時調整整內力此方案通過過調整內力力，不需增增大桁架各各桿件截面面的情況下下，使中桁桁和邊桁的的內力、應應力、豎向向位移比較較接近，且且支反力也也接近。中鐵大橋勘勘測設計院院有限公司司2006－04（二）方案案分析論證證為了確定最最佳方案，，小組成員員對各個方方案的技術術可行性、、制造安裝裝難易度、、經濟合理理性、整體體美觀、預預期效果等等進行了廣廣泛比較和和評估分析析。中鐵大橋勘勘測設計院院有限公司司2006－04方案分析表表序號分析方案技術可行性經濟合理性制造、安裝難易度整體美觀預期效果1增大橋面系剛度技術成熟，構造相對簡單通過增大縱橫梁和平聯的截面來實現，因而需增加鋼料8％制造工藝成熟，安裝相對簡單外形美觀、線形流暢中、邊桁的內力和豎向位移相差：6%~15%2加大中桁桿件截面尺寸技術成熟，構造相對簡單中桁需增加鋼料10％

制造工藝成熟，安裝相對簡單中桁、邊桁外形不協調,透光性差，有壓抑感，整體不美觀中、邊桁的內力相差：15%~25%3將中桁設計成2片桁技術成熟，但中桁橋墩上需設置2個支座，構造稍復雜實際上為2幅橋，需增加鋼料15％

制造工藝成熟，安裝比較煩瑣中桁、邊桁外形不協調，透光較差，整體不美觀中、邊桁的內力和豎向位移基本一致4施工時調整內力從未設置過橫向預拱度，而設置豎向預拱度技術成熟中桁與2片邊桁采用同一截面，可節省鋼料4％制造精度要求較高，施工難度稍大外形協調，透光好，舒適度高，整體美觀、線形流暢中、邊桁的內力相差在5%以內，位移差值1~2mm中鐵大橋勘勘測設計院院有限公司司2006－04方案評估表表序號方案評估綜合得分是否采用組員項目沈澤向徐恭義梅新詠王東暉李華云傅戰工彭振華劉桂紅胡輝躍1增大橋面系剛度技術可行性經濟合理性制造安裝難易度整體美觀預期效果★△★△◎★△◎◎◎★◎◎△◎★△◎◎◎★△★◎◎★◎◎△◎◎◎★◎△◎△◎◎◎★△◎◎◎137不采用2增大中桁桿件截面尺寸技術可行性經濟合理性制造安裝難易度整體美觀預期效果★△◎◎△★△★◎◎★△★△△★△◎△◎★◎◎◎△★△★△△★△◎◎◎★◎★◎◎★△★△◎135不采用3將中桁設計成2片桁技術可行性經濟合理性制造安裝難易度整體美觀預期效果◎△◎◎★★△★◎◎◎△★△◎◎△◎△★◎△◎△◎◎△★△◎◎△◎◎★◎◎★△★◎△◎△★125不采用4施工時調整內力技術可行性經濟合理性制造安裝難易度整體美觀預期效果◎★△★★◎★◎★★◎★△★◎△★◎★★△◎◎★★◎★△★◎◎★△★★◎◎△★★△★◎★★163采用中鐵大橋勘勘測設計院院有限公司司2006－04通過上述的的方案分析析和評估論論證，確定定得分最高高的方案作作為解決三三片桁受力力不均衡的的方案。因因而選定此此方案：（三）確定定最佳方案案選定方案方案四：施施工時調整整內力中鐵大橋勘勘測設計院院有限公司司2006－04根據最終所所確定的方方案，小組組針對要達達到的目標標，對可能能出現的問問題采取了了相應的措措施，對責責任人、計計劃完成的的日期等進進行了細致致的安排，，真正做到到目標明確確、措施得得力、責任任到人。具具體的對策策表如下：：七.制訂實施計計劃中鐵大橋勘勘測設計院院有限公司司2006－04實施計劃表表序號問題對策目標措施地點時間責任人1橫梁與主桁連接難度大改變橫梁與主桁的連接方式確保橫梁和主桁固結，有效地與主桁共同作用橫梁通過隅撐與主桁連接，中桁處的隅撐穿透節點板和豎桿，并與之焊接設計室2005年

3～4月沈澤向徐恭義李華云劉桂紅2中桁節點豎向位移比邊桁大40mm左右調整中桁與邊桁撓位移值在恒載+1/2靜活載作用下，中桁與邊桁的豎向位移基本一致設置橫向預拱度，鋼梁安裝完成后，使中桁各支座下沉35mm設計室2005年4～5月徐恭義沈澤向胡輝躍彭振華3中桁桿內比邊桁大12%~20%調整中桁與邊桁的內力值在恒載+活載作用下，中桁與邊桁內力、應力基本上一致設置橫向預拱度，鋼梁安裝完成后，使中桁各支座下沉35mm設計室2005年4～5月徐恭義沈澤向胡輝躍彭振華4主桁跨中撓度太大，已達700mm左右調整主桁豎向位移在恒載+1/2靜活載作用下，使主桁的豎向位移為0設置豎向預拱度，并使兩端支座下沉38cm，設計室2005年6月李華云傅戰工彭振華劉桂紅中鐵大橋勘勘測設計院院有限公司司2006－04八.按實施計劃劃實施實施一：對于橫梁與與主桁的連連接，通過過隅撐與主主桁固結。。但隅撐與與中桁節點點處的節點點板及豎桿桿相交錯，，因而研究究出了隅撐撐從節點板板和豎桿中中穿透的方方案，并使使隅撐的腹腹板與節點點板和豎板板焊接牢固固。此方案案的另一個個前提是使使隅撐的截截面及抗彎彎剛度大于于橫梁，確確保等剛度連接接。此種固結結方式是連連接方式的的創新，安安全有效。。其連接示示意圖如下下：中鐵大橋勘勘測設計院院有限公司司2006－04橫梁與主桁桁連接圖中鐵大橋勘勘測設計院院有限公司司2006－04實施二、三三：對于中桁與與邊桁的內內力、應力力、豎向位位移不均衡衡問題，小小組成員最最終提出了了設置橫向向預拱度的的方案，無無應力狀態態時中桁高高出邊桁35mm，安裝完成成后使中桁桁支座下沉沉35mm。此方法巧巧妙地解決決了上述難難題，也節節省了鋼材材。本橋設設計中的主主要技術難難點得到圓圓滿解決。。其具體設設置如下圖圖所示：中鐵大橋勘勘測設計院院有限公司司2006－04中鐵大橋勘勘測設計院院有限公司司2006－04中鐵大橋勘勘測設計院院有限公司司2006－04實施四：設置豎向預預拱度，并并使端部支支座的下沉沉。但本橋橋為空間三三片桁架，，豎向預拱拱度的設置置必須考慮慮水平位移移與豎向位位移值的組組合，其值值為恒載+1/2靜活載作用用下的取值值。預拱值值通過上弦弦桿件的伸伸長或縮短短得以實現現主桁的上上拱，在恒恒載+1/2靜活載作用用下消除上上拱位移，，橋面基本本上水平。。豎向預拱拱度設置圖圖如下：中鐵大橋勘勘測設計院院有限公司司2006－04預拱度設置置圖中鐵大橋勘勘測設計院院有限公司司2006－04九.效果檢查全橋靜力計計算表明，，通過設置橫橫向預拱度度，主橋三片桁桁均采用同同一截面時時，其內力力、應力及及豎向位移移基本均衡衡。各項結結果比較如如下：中鐵鐵大大橋橋勘勘測測設設計計院院有有限限公公司司2006－04主力力下下應應力力—邊桁桁主力力下下應應力力—中桁桁中鐵鐵大大橋橋勘勘測測設設計計院院有有限限公公司司2006－04（二二））在在恒恒載載+1/2靜活載工況下下，中桁與邊邊桁的豎向位位移比較如下下:豎向撓度—邊桁豎向撓度—中桁中鐵大橋勘測測設計院有限限公司2006－04將上述結果和和活動前及目目標值用柱狀狀圖表示如下下：中鐵大橋勘測測設計院有限限公司2006－04效益分析表此外，也取得得了相應的其它效益，如如下表：經濟效益社會效益技術效益個人效益運用QC方法使東莞東江大橋主橋三片桁相對應桿件采用同一截面，節省了鋼料4％,達400t體現了我院的設計水平和設計質量，樹立了良好的信譽創造了內力調整新技術；進一步完善了鋼結構的細部構造，為多片鋼桁梁的設計積累了寶貴的經驗提高了小組成員的創新意識和質量意識，為小組成員技術的發展奠定了更堅實的基礎中鐵大橋勘測測設計院有限限公司2006－04十.標準化與納納入管理規規范1.設置橫向預預拱度而進進行橫向內內力調整的的新技術已已通過評審審，得到了了相關專家家的認可，，我們已將將其編入了了技術參考考資料，以以供借鑒。2.橫梁與中桁桁的連接方方式的創新