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钢管拱桥拱肋施工作业指导书1适用范围本作业指导书适用于先梁后拱式提篮式钢管拱桥拱肋施工。2作业准备2.1工程材料2.1.1搭设拱肋支架所需的方木、型钢等材料，按照设计规划配备齐全。2.1.2钢管拱主弦管采用卷管，本桥钢管拱单元节段在工厂制造，单元节段制造好后在工厂进行平面和立面组拼检查，检查合格后发运至施工现场，再在施工现场吊装上桥形成完整拱肋，构件出场时应提供出厂合格证以及相应检测报告。2.2技术准备2.2.1内业技术准备编制完成拱肋测量方案、拱肋吊装方案、拱肋施工安全保证措施及应急预案后，应在开工前及时组织技术人员认真学习。同时要求技术员仔细阅读、审核施工图纸，施工前确定好拱肋分段以及拱肋空间坐标，熟悉规范和技术标准，对尚不明确的技术问题及时澄清。对施工人员进行技术交底。对参加施工人员进行上岗前技术培训，实行考核制度，持证上岗。2.2.2外业技术准备施工过程中所涉及的各项外部技术数据收集、相关仪器设备。2.3现场准备场地平整，包括施工便道、拱肋堆放区、钢筋原料堆放区、材料加工区及生活房屋，配齐生活办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。2.4劳动组织2.4.1劳动力组级方式：采用架子队组织模式。2.4.2施工人员应结合前期准备的施工方案、机械、人员组合、工期要求等进行合理配置。拱肋安装施工所需劳动力人员有主管、技术员、测量人员、试验员、木工、钢筋工、电焊工、起重工、架子工、机械工以及后勤等。组织技术人员、领工员等参加拱肋吊装培训。其中负责人、工班长、技术人员、专职安全员必须由施工企业正式职工担任。2.5施工机械2.5.1施工机械见表2.5.1。表2.5.1机械设备计划表序号设备名称规格型号数量额定功率备注1发电机200/120KW各一台200/120KW2汽车吊270t3汽车吊1160t4电焊机ZLD21620KW5卷扬机2t21t6混凝土罐车HNJ5254(8m3)47钢筋切割机GQ-4013KW8钢筋弯曲机GT-4013KW9钢筋调直机GW-4013KW10电动刨床多功能13KW11水泵两项21.5KW12链条葫芦1010t13X射线发射器114超声探伤器13工艺流程工艺流程如图3所示。图3拱肋施工作业流程图4作业内容4.1拱肋加工4.1.1拱肋分段桥梁左右两片拱肋各分为九段，呈对称分布，分十八次起吊，如图4.1.1所示。拱肋横撑共五幅，2幅l号K撑，2幅2号K撑和l幅拱顶横撑，所有横撑均事先组拼成形后整体吊装，分五次起吊。图4.1.1拱肋分段4.1.2单元节段制造单根主弦管热弯成型卷管在专业化工厂定制，卷管弯曲成型在中频弯管机上进行，热弯温度控制在850℃左右。具体工艺参数应通过热弯工艺评定试验确定，以保证弯管成型后的材料性质没有明显改变。加工参数满足表4.1.2的要求。表4.1.2拱肋加工允许误差椭圆度（失网度）f/D=3/1000（D为钢管直径）接缝错边2mm弯曲度f≤1/1000且f≤10mm（f为节段长）拱肋节段旁弯(3+0.1L)mm且≤10mm拱肋宽度、高度误差±3mm热弯咸型后的单元部件需放入特制胎具检验，验证成型后的拱轴线与理论轴线是否一致。如不一致，应采取措施进行校正。4.1.3胎架制造在地面上按1:1比例绘制出单元节段的坐标图，并在主弦管部件的轴向、径向定位位置以及吊杆孔开孔位置做上标记，然后安装胎架及定位模板。胎架及定位模板精度是保证单元节段组装精度的基础，要求下料、安装定位必须准确。4.1.4单元节段装焊装焊程序如下：上弦管部件上胎架，检查其轴线、径向定位线以及吊杆孔位置是否与胎架上的定位标记吻合；检查合格后将其与胎架刚性连接；下弦管部件上胎架，保证上、下弦管吊杆开孔轴心线处于同一直线上；安装吊杆索导管，腹腔部件，完成焊接。焊接前根据钢结构施工规范进行严格的焊接试验，以确定各项焊接参数。焊接采用C02气体保护焊或用埋弧白动焊。4.1.5单元节段校正单元节段焊接完成后，检查线形是否与理论线形相符，否则，采用火工矫正法进行校正。4.1.6单元节段标识与存放单元节段制造完成后，应在端口绘制定位线和检查线，并对单元节段编号，单元节段在专用场地存放，场地预留充足的转运通道。4.1.7单元节段预拼单元节段预拼分为平面预拼与立面预拼，平面预拼的主要目的是检验实际拱轴线是否与理论轴线一致，立面预拼的主要目的是检验横撑与主拱肋连接相贯线位置是否准确。预拼检验合袼的钢管拱单元节段分类存放，根据工地的安装进度运送到指定的安装点。4.2拱肋支架设计及拱肋吊装施工钢管拱肋、风撑委托专业的有资质的钢结构厂家制作，并进行组拼；然后分节运输到施工现场。首先利用160工轮胎吊将2台70工轮胎吊提升到梁体上；通过梁上轮胎吊将拱管调至梁上，轮胎吊就位，然后再进行拱肋吊装，拱肋就位后立即进行临时连接。先吊装东侧，后吊装西侧，施工中设置临时横撑，最后安装横向风撑。拱肋分段安装应考虑到起吊高度、现场条件、吊杆内倾等诸多不利条件影响。钢管拱肋、风撑制作完成后，在工厂内组拼，经检验合格监理工程师签证认可后，即可进入喷漆除锈涂装阶段，并编号。4.2.1设计概述拱肋支架由常用钢管与型钢焊接成框架结构。立柱钢管之间利用桁架片进行联系，增强整体稳定性。并在钢管顶部利用型钢焊接牛腿，搭设一个工作平台，挂安全网，方便焊接人员操作，同时可防止杂物和人员坠落，保护在拱肋下方施工的人员安全。4.2.2拱肋吊装考虑安全和拱肋的稳定性要求，拱肋吊装前，拱肋接头处拉上四根横向缆风绳，拱肋起吊成竖直状后，利用缆风绳将拱肋拉稳。拱肋起吊时在轴线的右边由里往外，起吊拉垂直后再开始就位。吊点位置通过计算，保证拱肋倾斜度和其安装角度一致。拱肋的安装步骤如图4.2.2所示。图4.2.2吊装流程图1第一段拱肋钢管吊装将左侧第一段拱肋钢管拴好溜绳，起吊拱肋至设计位置后，汽车吊钩稍许松钩让拱段后端落在拱脚上，使拱脚承担部分重量。右侧第一段拱肋钢管吊装与此相同。2第二段肋钢管吊装将左侧第二段拱肋钢管拴好溜绳，起吊拱肋至设计位置附近，先初调钢管拱角度，再利用支架顶调节装置进行精调。线形调整完成后用导链收紧，将第二段拱肋钢管与第一段拱肋钢管对正，马上点焊，再进一步补焊，待焊接完成后吊点卸载。右侧第二段拱肋钢管吊装与此相同。左右两侧第一、二段拱肋吊装完成后，吊装1幅1号横撑。3第九段肋钢管吊装将左侧第九段拱肋钢管拴好溜绳，起吊拱肋至设计位置后，汽车吊钩稍许松钩让拱段后端落在拱脚上，使拱脚承担部分重量。右侧第九段拱肋钢管吊装与此相同。4第八段肋钢管吊装将左侧第八段拱肋钢管拴好溜绳，起吊拱肋至设计位置附近，初调钢管拱角度。用导链收紧，将第八段拱肋钢管与第九段拱肋钢管对正，马上点焊，再进一步补焊，待焊接完成后吊点卸载。右侧第八段拱肋钢管吊装与此相同。左右两侧第八、九段拱肋吊装完成后，吊装1幅1号横撑。5第三段肋钢管吊装将左侧第三段拱肋钢管拴好溜绳，起吊拱肋至设计位置附近，先初调钢管拱角度，再利用支架顶调节装置进行精调。线形调整完成后用导链收紧，将第三段拱肋钢管与第二段拱肋钢管对正，马上点焊，再进一步补焊，待焊接完成后后吊点卸载。右侧第三段拱肋钢管吊装与此相同。左右两侧第三段拱肋吊装完成后，用塔吊吊装1幅2号横撑。6第七段肋钢管吊装将左侧第七段拱肋钢管拴好溜绳，起吊拱肋至设计位置附近，先初调钢管拱角度，再利用支架顶调节装置进行精调。线形调整完成后用导链收紧，将第七段拱肋钢管与第八段拱肋钢管对正，马上点焊，再进一步补焊，待焊接完成后后吊点卸载。右侧第七段拱肋钢管吊装与此相同。左右两侧第七段拱肋吊装完成后，吊装1幅2号横撑。7第四段肋钢管吊装将左侧第四段拱肋钢管拴好溜绳，起吊拱肋至设计位置附近，先初调钢管拱角度，再利用支槊顶调节装置进行精调。线形调整完成后用导链收紧，将第四段拱肋钢管与第三段拱肋钢管对正，马上点焊，再进一步补焊，待焊接完成后后吊点卸载。右侧第四段拱肋钢管吊装与此相同。8第六段肋钢管吊装将左侧第六段拱肋钢管拴好溜绳，起吊拱肋至设计位置附近，先初调钢管拱角度，再利用支架顶调节装置进行精调。线形调整完成后用导链收紧，将第六段拱肋钢管与第七段拱肋钢管对正，马上点焊，再进一步补焊，待焊接完成后后吊点卸载。右侧第六段拱肋钢管吊装与此相同。4.2.3拱肋安装时轴线及标高的控制拱肋安装是整座桥施工控制的主要环节，拱肋轴线、标高是吊装拱肋的控制指标，观测时采用轴线、标高同时观测的方法，采用全站仪进行三角高程测量来完成拱肋标高和轴线的控制。测量定位控制：在支架上设置了拱肋调整装置，通过千斤顶进行平动和竖动，通过2[16结合U形托形式加工可调节式撑杆，进行拱肋倾角的调整，拱管侧向和底部吊垂球之相对距离满足要求，即完成倾角的调整。定位后利用2[16进行临时固结。4.2.4拆除拱肋安装支架当拱肋和风撑安装完毕，检测合格后，即可卸落支架。卸架通过千斤顶从拱顶向两侧拱脚顺序同步卸落，拱架卸落仅将支架脱离拱肋10-15cm，不全部拆除支架，以便于吊杆等构件安装。卸落后的拱架不再与拱肋接触。拆除时，应对拱圈轴线进行检查，确保无异常情况下才能进行。4.3钢管拱施工监控4.3.1钢管拱应力监控钢管拱受力较为复杂，通过在施工过程中对钢管拱结构进行适时监控，再根据监测结果对施工过程中的控制参数进行相应调整是完全必要的。具体监控方式及方法以监控单位为准。监测截面钢管的应力是随拱肋分节段拼装施工中白重荷载的增加而逐渐增加，因此应力监测是一个相对长期的跟踪检测过程，一般来讲，只能采用长期稳定性好的钢弦式应变计进行检测。钢弦式应变计在拱肋节段吊装之前先安装到检测部位，并由仪器读取初始值，施工过程中，每一个阶段因白重荷载增加而产生的检测截面应力增量，再由仪器在各施工阶段读取，由此产生的应力时间历程曲线反映了与各施工阶段荷载相关的应力变化曲线。待主桥上部结构全部完成后，最终得到的累计应力即结构的恒载应力，这对于今后的全桥荷载试验和实际承载力检定具有重要价值。监测方法：在挢梁各节段拱肋钢结构拼装后，将应变传感器布设到测点部位，并采用仪器测读初读数（应变），然后根据拱肋吊装阶段施工进度，进行钢管壁应力跟踪测量。测量的时间、步骤和次数应根据施工进度的要求及时调整，原则上每节段安装时检测一次，即检测该节段初始值和已安装节段因该次施工阶段所产生的应变增量，并通过E。（弹性模量）计算钢管应力。每次检测时应特别注意选择在温度大致相同的条件下测量，以最大限度减小温度应力的影响。每次应变检测时，须记载检测时的温度，以便进行温度应力计算和施工荷载应力的修正与识别。测点布置：根据该桥拱桥的结构特点，选择两端拱脚、1/4、3/4和跨中拱肋共五个截面为本项目中的控制检测截面，共计28个测点。这些测点将根据各施工阶段的进程分别进行安装和检测。由于拱肋结构为超静定结构，温度和变化所产生的附加应力将叠加到白重荷载应力上，因此必须同时进行表面温度测量，根据检测应变时的测点表面实测温度，对实测应变作相应的修正。施工应力检测的目的是通过实测手段，掌握因各阶段施工荷载所产生的应力状态，为确保安全施工、校核设计参数提供参考数据。同时设计单位应提供拱肋各阶段拼装时的理论计算应力和应力控制报警僮。4.3.2施工阶段的拱轴线变形控制施工过程中各阶段的拱轴线标高及纵横向变形由施工单位负责全程观测和记录，并通过钢管拱支架上的千斤顶和导链葫芦调整。稳定安全度控制目标：任何情况下，结构弹性稳定安全系数A≥4.0；任何情况下，受压弦杆屈曲安全系数A≥2.0。拱轴线控制的目标参数系根据成拱前的精度从严和成拱后可适当放宽的原则来确定。施工监测时实施双控，但以拱轴线控制为主，应力监测为辅。4.4拱肋混凝土压注拱肋混凝土压注C55微膨胀混凝土，4台混凝土输送泵，采用对称顶升法施工，即从两肋四拱脚同时对称压注至拱顶。首先对称灌筑拱肋上管混凝土，再对称灌筑拱肋下管混凝土，最后对称灌筑拱肋腹腔混凝土。工艺流程为：清除管内渣物→封拱脚、人工浇筑压注头以下区段混凝土→安设压注头和闸阀→压注钢管内混凝土→拱顶排气（浆）孔混凝土冒出→关闭压注口处闸阀，稳压→混凝土压注完成、拆除闸阀。4