钢管拱施工及其注意事项

浅谈钢管拱施工[摘要]：本文着重描述了在系杆拱桥施工中碰到钢管拱的制作、安装、浇注钢管拱混凝土施工难题，结合南京江宁科学园建设大桥的施工情况，介绍了钢管拱施工及其注意事项，该桥获得江苏省优工程、南京市金陵杯。[关键词]钢管拱；制作；安装；顶升混凝土；施工[abstract]:thisarticlefocusesondescriptionoftheconstructionproblemsofthetiedarchbridgeproduction,installation,caststeelpipearchconcreteinsteelpipearchencountered,combinedwiththenanjingjiangningscienceparkconstructionbridgeconstruction,introducesteelpipearchconstructionandprecautions,thebridgewasexcellentprojectinjiangsuprovince,nanjingjinlingcup.keywords:steelpipearch;production;installation;liftingconcrete;construction[正文]：目前国内桥梁设计已从适用的前提下，更加注重景观及人文气息，桥梁的结构类型也越来越丰富，特别像斜拉桥、钢管拱桥以及悬索桥已经越来越普遍。本文将结合目前已建成的江宁科学园建设大桥，着重谈谈系杆拱桥中钢管拱的制作及施工。工程概况江宁科学园建设大桥为三跨下承式系杆拱桥，计算中跨跨径为79米，边跨为51.75米，矢跨比为1/4.5，拱轴线形式为二次抛物线。拱肋断面形式为圆端形扁钢管，横向宽度为2米，竖向高度中跨为1.2米，边跨为1米。钢管由厚度为16毫米的16mn(q345qb)钢板制成。拱肋内灌注c40混凝土，形成钢管混凝土结构。系梁采用预应力钢筋砼，利用预应力来平衡拱肋的水平推力。吊杆采用工厂定型生产的挤包护层扭绞型拉索，双吊杆体系。上部结构为刚性拱刚性梁。该桥最大的特色就在于其钢管拱的类型，传统的钢管拱多为哑铃型拱，其特点为竖向刚度大，而横向稳定性较差，因此拱与拱之间多设置横向风撑，而该桥为扁拱，横向刚度足以满足稳定性要求，造型优雅美观，但施工中应注意吊装钢管拱的充分安全。钢管拱制作1、钢材材料1.1所有钢材均符合现行国家标准《碳素结构钢》、《低合金结构钢》规定的质量要求。1.2所采用的钢材应具有质量证明书，并应符合设计要求，当对钢材有疑义时，应按国家现行标准规定对其进行抽检、试验。2、焊接材料2.1由于拱肋钢板材质为q345b，手工焊条采用e5015焊条，埋弧自动焊焊丝采用h08mna，焊剂采用j431。2.2使用焊条时应防止药皮脱落或焊芯的焊条。焊工领取的焊条必须烘干。3、钢管加工根据设计图纸要求本桥边跨有两节制成，中跨分三节制作，钢管拱制作前应按设计图要求绘制施工样图，施工样图应按工艺程序要求绘成零件图，单元构件图及节段构成图。拱肋分段制好后按拱肋加工段长度进行接长，施工时应严格进行控制，严格按施焊程序和要求进行操作。分段施工好后应在固定的胎架进行试拼，符合要求方可投入使用。拱肋运输拱肋制作好，应焊接安装时吊耳，单段钢管拱应在重心两侧对称布置两吊耳，一端吊点由管拱两侧两个吊耳组成。以利于拱肋吊装。拱肋从厂房利用门吊整体运至现场，运输过程中应充分考虑路途中建筑物及杆线的影响。钢管拱的吊装江宁科学园建设大桥系梁采用预应力砼结构，当系梁施工完毕后即可以进行钢管拱的架设。吊装前应将相关准备工作完善。秦淮河常水位为+7.0米，通航水位为+9.5米，边跨吊点中心距水位为20米，单片拱重17吨，中跨吊点重心距水位为26米，单片拱重26吨。由于本桥在内河里，大型浮吊无法进入河道。而现场采用的35吨浮吊扒杆又无法满足长度要求，通常情况下首先考虑的是沿桥梁两侧设置跨线门吊，但由于本桥跨越秦淮河，河面太宽，门吊的基础施工将非常庞大，将在水中插打数百根钢管桩，并增加相关的钢结构，造成投资过大且施工周期长。根据各方面论证，并对浮吊的本身结构进行分析，还是决定对现有浮吊进行改造，接长扒杆，并对加长部位及相关部委进行强度加强，确保了吊高要求。同时为了保证吊装要求，现场紧急再调运一台35吨浮吊，采用2台浮吊进行配合吊装，确保了吊装安全。现场吊装前在接头部位设置支撑架，支撑架由4根φ60厘米钢管桩组成，其插打入土深度达12米，同时钢管桩之间沿高度2米间隔设置纵向及水平剪刀撑，由于支架顶离河床有30米，在系梁处支架应同系梁连接好，构成平面稳定体系。并焊好上人梯。支撑架安装好应在顶部四个方向拉设揽风绳，挂好安全网，留好操作平台并满铺脚手板并设置好栏杆。钢管拱的吊装步骤如下：3.1在拱脚预埋钢管下侧设置支撑钢板，或沿钢管拱内侧设置内切钢板，并在底部设置木支架作为下支点。3.2调整好钢支架处顶托位置（上支点），确保其沿桥梁轴线位置正确，并在顶托底部放置4台千斤顶，用于微调高程。3.3利用两台35吨浮吊分别在2处吊点穿好钢丝绳，拉好揽风绳，缓缓起吊至系梁顶。将管拱分别置入低处管拱拱脚内切及顶部钢管拱支架顶托中。3.4安装另一半管拱按上述步骤实施，管拱吊装就位后，利用4台千斤顶在顶托处进行微调，闭合管拱。3.5测量人员精确控制拱肋标高，控制好设计部门提供的预拱度，同时利用1台全站仪控制好平面位置，之后方可电焊。五、拱肋焊接拱肋在闭合后，对接头部位应开好破口，对接焊缝要达到一级焊缝要求，并符合《钢结构工程施工及验收规范》（gb50205-2001）标准）。采用双面焊，外面需要磨平，均采用手工焊。六、拱肋混凝土灌注为保证拱肋混凝土密实，混凝土施工采用泵送顶升灌注。顶升前将钢管拱支架拆除，同时在拱顶极系梁相应位置设置拉绳，以消除灌注砼时拱顶推力，同时管拱侧向应拉好揽风绳。混凝土顶升采用2台hbt80c-2118d泵，利用泵管运输至钢管拱底部，对称布置。在混凝土顶升前对固定泵进行调试和检修，根据压注口的位置，在钢管脚手架上铺设砼输送管道，由于顶升时混凝土泵送推力很大，施工前应对输送管道逐节进行检查，尽可能降低爆管的可能性，检查各管节接口及管节安装的稳定性，杜绝混凝土顶升过程中发生托管现象。同时在压注口设置阀门，可以保证随时控制混凝土顶升过程中关闭和开启，阀门应具有足够的抗拉强度，不得使用铸铁阀门，以免泵送力将其拉裂。钢筋混凝土为c40微膨胀混凝土，其膨胀率为0.01%，自应力范围0.2-0.7mpa，属于特种混凝土，应经过实验试配，确定配合比。设计塌落度为21厘米，同时应控制粗骨料的级配，石子应取5-20毫米颗粒，混凝土初凝时间为6小时，终凝时间为10小时。混凝土顶升结束后用小锥敲击检查与超声波进行检测，对拱肋混凝土不密实的地方进行钻孔并压浆注满。结束语：本文对钢管桥钢管拱的施工给予了简单的说明，各种不同类型的钢管拱桥施工方法不尽相同。重点还是针对实际情况进行分析，确保在安全和质量的前提下完成施工。