钢管混凝土系杆拱桥施工

武汉铁路职业技术学院工程094赵鹏09931716钢管混凝土系杆拱桥施工一、施工准备1.地基处理WDJ齿碗扣型多功能支架必须搭设在经处理的坚实地基上，地基须高出原地面0.5-0.8m，做好防水，避免雨季浸泡。在立杆底部铺设垫层和安放底座，垫层可采用厚度≥20cm的混凝土或厚度≮10cm的钢筋混凝土或厚度≮5cm的木板。2.预压支架使用前须全程预压，不能以一孔预压取得的经验数据推概全桥。静压5d（120h）以上及达到沉降稳定状态2d（48h）以上，沉降稳定标准：24h沉降不超过1mm.3.主拱肋拱轴线控制系统以激光照准和精密测标组成定位系统；监测项目为拱肋的线形变化、拱脚位移和拱脚沉降。4.建立测量控制网在每节拱肋端头设置固定的测量控制点，控制点设在拱肋中线位置。施工放样及检查都采用全站仪进行，每架设一节段拱肋，对全部控制点都要进行观测。此外，对拱座的偏位进行观测。钢管拱对温度，特别是日照影响非常敏感。为了减少温度和日照对线形控制的影响，标高的测量包括合拢时间都安排在凌晨。5.主要机具设备机械名称规格型号功率、容量、吨位单位数量备注冲击钻机CHZ-1055kW台6地质钻机XU-218.5kW台2泥浆泵3PNL22kW台4高速制浆机ZX-8007.5kW台4排污泵AS30-2CB37kW台6泥浆测试仪NY-1台3泥浆净化器ZX-20045kW台6导管φ250mmm400汽车吊QY-16A16t台3汽车起重机KATO/TADANO25150t台4龙门吊100t台2平板汽车160t台2平板汽车100t台2混凝土输送泵HBT6060m3台5混凝土搅拌车JCQ66m3台8自卸汽车EQ3260G15t台4自卸汽车10t台5装载机ZL50L3m3台3电焊机AXC-400-1台20武汉铁路职业技术学院工程094赵鹏09931716机械名称规格型号功率、容量、吨位单位数量备注对焊机UN1-0台6张拉机具套3钢筋切断机GQ40L台2钢筋弯曲机WJ—40台2钢筋调直机GJ4-4/14台2电弧自动焊机MZ-1250台1多功能自动焊机LHJ-403台1整流弧焊机ZX-500台3卷扬机JK-33t台2千斤顶YCW250250t台8插入式振动器ZB110-53kW台60柴油空压机ZL2-10/855台3缆索吊80T套1二施工方法（1）拱圈施工采用在工地加工厂进行弯制成拱肋单元，再拼装成拱肋，由缆索起吊安装成形。钢管混凝土浇筑采用泵送顶升法工艺，由拱脚向拱顶对称均衡浇筑。钢管混凝土劲性骨架作为外包拱圈混凝土施工的立模支架，外包拱箱混凝土分环分段对称、均衡施工，拱脚部份的箱肋顶、底板逐渐加厚成实体。（2）拱肋施工拱肋钢管采用定购的无缝钢管，拱肋钢管的弯制、加工以及吊段的形成在工地加工厂进行，拱肋吊段的总拼场地布置在桥台化工厂端，要求与桥台在同一高程上，总拼场地长度要求超过100m，宽度不小于80m。拱肋骨架加工采用计入了预拱度的拱肋放样坐标。预拱度在拱顶按设计总值下样，再以挠度曲线的规律分配至各节点上。拱肋各弦杆加工后各节点中心位置均能接近设计位置，其误差值应小于5mm。拱肋按节施工后，再总拼装成三段，由缆吊起吊安装成形。边拱肋段吊装后由索扣、拱铰形成受力平衡体系。中间拱肋段就位时，由索扣调整整个拱肋的预拱度值及线形。拱肋加工工艺流程：钢管弯制→单片拼焊→拱肋组焊→分单元运输→现场吊装。武汉铁路职业技术学院工程094赵鹏09931716①下料下料前对管材、板材和型材的形状进行检查，按工艺文件的要求放样和号料：保证放样和号料的精度符合规范的要求。钢管划线后，采用钢印、油漆分别标示出钢管分段、分节的编号。焊接坡口采用手工切割，切割精度符合规范要求。坡口均要进行认真修磨。②拱肋制作工艺经监理工程师检验合格的钢管及其它材料，方可进入现场。螺旋焊管管长一般为8~15m，每一片拱肋由四管节组成。具体分法按设计图纸要求，具体方案经设计监理批准后进行。钢管经复检合格后，将钢管按悬链线的线形在加工厂进行弯制和在预拼平台上组拼。预拼平台在室外用混凝土土制作，沿拱轴线方向宽4m，在χ轴方向打一条宽1.2m宽的基线台，长度方向大于1/2跨距。平台浇筑时安装预埋铁，用于安装支承胎架。使用全站仪放样，水准仪抄平。根据设计图纸及现场安装条件，依据给定的拱轴悬线方程，对每片拱肋的理论拱轴线坐标在计算机上复核。各弦杆弦与弧间的矢度按设计控制，可按拱的曲线制作定位模，采用预热压弯的方法将各管节加工成微弧形。将各管节按拱肋的理论拱轴线坐标在加工厂内按1:1大样拼装。混凝土平台浇筑后，首先用经纬仪在基线台上打出一条基准线，确定坐标原点，按拱轴线χ坐标值在基准线上找出各运输单元接口的χ坐标点，在每个点处可预先埋设一块钢板，将χ坐标点打在钢板上，做好永久性标志。因预拼装是按水平自由状态而不是实际安装状态，故而预拼装坐标应考虑焊接收缩量，自重下沉，各接口对接间隙的影响，可将拱顶预抬高10mm（预拱度）。钢管管节组装成拱肋，可用附加钢筋焊于钢管外壁作临时固定联焊。固定点的距离取300mm左右，不少于三点。焊接中如发现点焊定位处焊缝出现微裂纹，要将微裂纹全部铲除，重新补焊。钢管管节组装成拱肋，为确保联结处的焊接质量，可在管内接缝处增加附加衬管。附加衬管楞用宽20mm、厚3mm的钢板，与管内壁保持0.5mm的膨胀间隙，武汉铁路职业技术学院工程094赵鹏09931716确保焊缝根部的质量拱肋制作过程中应按设计要求将吊点孔、混凝土浇筑孔、排气孔、溢流孔开好并装上各种附属构件。③管段弯制管段弯制前首先进行吊段、弯段测量放样，通过吊段测量和1：1放大样，精确确定各管段大样的准确形状和与理论拱轴线的座标对应关系。管段弯制采用卧弯方式，先在拱肋弯制平台上使用经纬仪放样。放出拱肋各弯段管节的轴线、边线，作出明显的标记，再在此地样的基础上设置弯制胎具，用吊车将相应管节吊至胎具上，调整轴线后加热并配以千斤顶进行弯制，弯制合格达到尺寸后，经验收合格后即可。④吊装节段拼装组焊搭建拱肋拼装平台，在拼装平台上放管段大样进行拱肋吊装节段的拼装组焊。全桥拱肋共分为（3节）6个吊段，吊段的拼装从第一吊段开始，直至拼完。㈠单片节段（桁片）拼装与焊接a拼装单片拱肋由一个上弦单节拱肋和一个相应的下弦单节拱肋组成，中间用腹杆连接，采用卧拼的方式。先放样，设置胎具，每个单节拱肋在两端和中间共设6个支点，所有的腹杆均设两个支点。单片节段的拼装在拱肋拼装平台上进行，拼装前对平台和拼焊胎具进行认真的检查，经检查确认后可以开始拼装。拼装放样时注意拱肋预拱度并放出拼装环境温度与合拢温度的修正值。拼装现场使用50t龙门吊，单片节段（桁片）的拼装在卧式组装平台上拼对。在单片节段组焊胎架上先吊入下弦管、定位，再吊装腹杆，调整合格后加固与已吊装的拱肋之间采用点焊连接，最后吊装相应的上弦管，调整定位、点焊，经检查无误后，方可施焊。b焊接武汉铁路职业技术学院工程094赵鹏09931716点焊按工艺文件的要求进行，焊接时从中间向两边对称施焊，先焊腹杆与弦管的立焊缝，再焊平焊，翻面焊接另一面焊缝，确保焊缝质量，腹管与弦管的焊缝质量达到《钢结构施工及验收规范》（GB50205-2001）Ⅱ级质量标准要求，超声波探伤内部质量Ⅱ级，焊缝外观应满足GB50205-2001的要求。c检查与验收单片节段组焊完成后，对单片节段的上拱值、断面扭曲值、旁弯、节段弧线长度等值进行认真检查，确保符合规范的要求，对局部超差部位进行局部热矫正，确保组装质量优良。㈡节段拼装组焊工艺a拼装：两片拱肋拼焊成整体。拱桥共分三段（六个吊段），每段由两片拱肋组成，采用卧拼的方式。在单片拱肋拼装的胎具上完成大拼。先将矫正合格的单片拱肋放在胎具上，调整合格后加固。再安装相应的平联板、缀板并点焊加固。然后将相应的另一片拱肋吊至平联板和缀板上，调整合格后加固，并与平联板和缀板点焊，合格后焊接。b焊接焊缝均为单面坡口，在胎具上采用手工焊焊接。焊接合格后矫正并按地样修割端头余量，完成后防腐。⑤拱肋拼装验收拱肋拼装验收在节段拼装组焊完成后进行，在现场进行拱肋拼装验收。拱肋拼装方式为卧式，吊装起重设备为50t龙门吊，拼装放样时应根据试拼装时的环境温度与拱肋合拢时的温度（合拢温度15℃）进行温差修正。a拱肋拼装首先在拼装平台上放出节段坐标线，根据坐标测放出拱肋中心线，上、下弦管中心线和吊段位置线，按次序先吊入第一节段，使节段中心线与平台上的中心线一致，节段投影与平台上位置线重合，经检查符合要求后定位并吊入第二节段，武汉铁路职业技术学院工程094赵鹏09931716按同样方法调整定位，依次吊入各段。b拱肋拼装验收拱肋拼装完成后，对构件的几何尺寸及预拱度值、焊接质量、结构构造等进行全面的质量检查并作好完整的质量记录报请监理工程师和业主进行全面的检查和验收，验收合格后方能按吊装段分拆。c拱肋安装成形拱肋吊装采用缆索系统。缆索吊作为吊运系统。试拼、组装拱段，经过监理工程师严格检查合格后，开始单肋分片吊装。安装工艺流程：起吊、落位、松扣、调索、合拢。吊装顺序为：Ⅰ吊装拱脚段①就位，施工扣索、浪风进行固定，形成基肋㈠；Ⅱ吊装拱脚段②就位，施工扣索、横撑与基肋㈠形成整体固定。Ⅲ吊装拱脚段③就位，施工扣索、浪风进行固定，形成基肋㈡；Ⅳ吊装拱脚段④就位，施工扣索、横撑与基肋㈡形成整体固定。Ⅴ吊装拱顶段⑤就位，调整骨架：放松起重索，同时放松拱脚段①、③的扣索，直至各控制点高程和拱轴线满足设计要求，用钢板楔楔紧接头；Ⅵ吊装拱顶段⑥就位，，调整骨架：放松起重索，同时放松拱脚段②、④的扣索，直至各控制点高程和拱轴线满足设计要求，用钢板楔楔紧接头，连接横撑，核查各控制点高程和拱轴线满足设计精度要求。Ⅶ从拱顶向拱脚对称施焊接头，形成两铰钢管拱。吊装劲性骨架时操作要平缓，尽量减少撞击。在钢骨架完全合拢前，扣索只能松而不拆，调整拱轴线位置，增强骨架的稳定性，不得拆除扣索。放松扣索遵循：缓慢、均匀、对称。拱肋安装过程中，遵照设计图纸，严格各控制点标高、拱轴线位置的控制与调整。水准仪控制标高，千斤顶钢铰线扣索调整标高，浪风、接头垫板调整拱轴线位置。（3）钢管混凝土浇筑①混凝土制备武汉铁路职业技术学院工程094赵鹏09931716钢管混凝土施工工艺要求混凝土具备良好的可泵性，钢管混凝土的套箍特点要求混凝土具备小收缩率。这样制备混凝土要坍落度大，和易性好，不泌水不离析，收缩率小。为满足混凝土强度和坍落度、和易性要求，配合比掺入高效减水剂，以降低用水量，减小水灰比，增大混凝土流动性，提高混凝土强度和耐久性。掺量为水泥用量的0.4~0.8%。为保证管内混凝土的密实性，减小混凝土收缩系数和孔隙率，配合比掺入膨胀剂，一般选用UEA膨胀剂。使用了UEA膨胀剂的混凝土生成钙铝石的过程中需要一定的水份，而钢管对混凝土的保水条件好，能满足水份要求。掺量为10~15%。为改善混凝土性能，降低干缩变形和水化热，减少水泥用量，配合比掺入粉煤灰。掺量为水泥用量的3~10%。骨料称量采用计量仪，水泥按包计。混凝土制备中严格控制骨料含水量，现场随时调整混凝土拌和用水量。配制的混凝土应是满足强度要求的半流动性微膨胀缓凝混凝土。②浇筑钢管混凝土钢管混凝土浇筑顺序：先上弦管，再下弦管（纵向）；先外侧管，再内侧管（横向）。泵送砼管输送泵拱顶排气孔弦杆拱脚排气孔拱座裸拱中线液压阀门武汉铁路职业技术学院工程094赵鹏09931716混凝土泵设于两岸拱脚处，混凝土由拱脚向拱顶顶升，每根钢管混凝土浇筑分二次：拱脚1/4拱段，1/4拱段拱顶。1/4拱段处设钢隔板、排气孔。在泵灌混凝土之前，为了保证质量，将钢管内灌满清水。一方面检验了拱肋的稳定性；同时用清水冲洗钢管内壁，起到润滑作用，减小泵送混凝土时的阻力。每次混凝土浇筑要一次连续完成，且浇筑完成时间不超过第一盘入管混凝土的初凝时间。混凝土泵送速度V≥1.2Q(砼方量)/t(砼终凝时间)。浇筑入口设在浇筑段根部，从两拱脚向拱顶对称浇筑。每30m设一排气孔。设置的钢隔板与拱轴线垂直，隔板周边与钢管内壁焊接。上弦管内混凝土强度达到90%后，才浇筑下弦管。浇筑