96米钢管混凝土系杆拱桥施工组织设计

1钢管混凝土系杆拱桥施工组织设计1工程概况本管段有1孔96米跨钢管混凝土系杆拱桥，位于DK1117+235，跨越122省道。，拱肋为平行拱肋，拱肋采用悬链线，矢跨比f/l=1/5，悬链线系数m=1.167，横截面为哑铃形钢管混凝土，按等截面布置，截面h=3.0m，钢管外径为1000mm，由厚16mm的钢板卷制而成，每根拱肋的两钢管之间用钢板焊接形成哑铃形。钢管内C50微膨胀混凝土填充，钢管及钢板采用Q345q-D和Q234钢材。系梁截面为单箱三室截面，梁宽17.1m、梁高2.5m。系梁吊点处设横梁，横梁为实体截面，纵向厚度为0.5m。系梁箱体底板厚度为28cm，顶板厚度为30cm，边腹板厚度为35cm，中腹板厚度为30cm。吊杆布置成斜吊杆即尼尔森体系，每根吊杆采用127根φ7mm平行钢丝束，双层PE防护，吊杆间距为8m，采用冷铸锚体系。因吊杆有交叉，在与系梁的锚固处平面位置桥横向错开一根吊杆的距离。两拱肋之间设五道横撑，分别置于拱顶、六分点附近、及两者的中间部分，其中拱顶为含交叉斜杆的一字撑，余均为K型横撑。2施工方案本桥跨越122省道，地势比较平坦，便于搭设施工支架，采用先梁后拱法施工。施工时先在支架上现浇预应力混凝土系梁，再在系梁上用万能杆件搭设拼装拱肋用支架，利用履带吊机分节吊装拱肋。系梁现浇支架在下部结构施工期间同步搭设，两端支架采用满堂式支架，中部车辆通行段支架采用墩梁式支架，支墩采用万能杆件或八三式军用墩，便梁采用贝雷梁。施工期间与交通管理部分协调，压缩车辆通行宽度，减小便梁跨度，以降低施工成本，保证施工质量。拱肋选择有资质、技术实力强的厂家制造，在厂内先预拼合格后，用汽车将小节段钢拱肋运输至工地，在旁孔合适处设预拼场，现场拼装成设计吊装节段，利用履带吊机分节吊装拱肋。2拱肋合龙后，顶升法灌注钢管混凝土，安装吊杆。施工过程中，按设计要求分步张拉系梁纵向预应力及吊杆索力，严格控制拱肋线形及内力。详见“96m系杆拱先梁后拱施工方案示意图”。3施工方法及工艺3.1、施工流程施工流程为：支架现浇系梁→钢管拱在工厂生产、厂内半跨立体预拼装→产品验收出厂、运输→在工地预拼场将各管节焊接成起吊单元长度，立体预拼装→梁上搭设拼装支架→履带吊机吊装组拼钢管拱肋并焊接（超声波检测、X射线拍片检查）→拱肋合拢→解除拱肋支架支承→用顶升法压注钢管内混凝土→斜吊杆安装、张拉、调整内力→梁上支架拆除→桥面工程施工。具体施工步骤：1）施工主桥桥墩、施工两侧桥墩；2）拼装临时墩、安装贝雷梁、支架预压；3）安装系数模板，绑扎钢筋及安装预应力管道，梁体混凝土浇筑养护，张拉系梁首批预应力钢束，张拉系梁横向及竖向预应力；4）利用履带吊机安装拱肋，安装顺序自一端拱脚至另一端拱脚，同时安装横撑；5）解拱肋支架，顶升法压注拱肋内混凝土；6）安装系杆，张拉调整系杆内力，拆除系梁支架，施工桥面附属。33.2、支架现浇系梁1）工艺流程见支架现浇系梁工艺流程图2）支架设计及安装系梁现浇支架在下部结构施工期间同步搭设，两端支架采用满堂式支架，基础将原地面压实后用混凝土硬化；中部车辆通行段支架采用墩梁式支架，支墩采用万能杆件或八三式军用墩，便梁采用贝雷梁，基础采用桩基础，桩基数量及长度根据地质条件计算确定。施工期间与交通管理部分协调，压缩车辆通行宽度，减小便梁跨度，以降低施工成本，保证施工质量。主桥基础、墩身施工及支架基础施工支架安装及检查支架预压及预拱度调整铺设底模及侧模绑扎底、腹板钢筋，预应力管道安装安装内模绑扎顶板钢筋、预应力管道安装预埋件、预留孔安装及检查梁体混凝土浇筑混凝土养护部分预应力筋张拉支架现浇系梁工艺流程图4支架结构应具有足够的强度、刚度和稳定性；对支架的承载力及局部稳定性和整体稳定性必须进行检算。支架设计检算应考虑以下荷载：梁体、模板、支架的重量；施工荷载；风荷载。支架杆件应力安全系数大于1.3，稳定性安全系数大于1.5。支架安装采用人工配合吊车进行吊装，支架安装结束，经过详细检查符合设计要求后，方可进行模板安装。3）支架预压为消除支架体系塑性变形并观测其弹性变形沉落量，支架预压荷载必须满足设计要求。支架法施工按设计值设置施工预拱度，预拱度设置按跨中值最大，梁端值为零，沿梁纵向按抛物线设置。同时，还必须根据检算结果及预压试验结果预留适当的沉落量，确保梁体线型符合设计要求。4）模板施工箱梁底模及外侧模设计采用大块钢模板，模板分块长度以方便吊装为宜，内模采用可拆装式组合钢模板。A）模板铺设：先铺底模，根据施工预拱度及预留沉落量调整底模标高。底模与底模之间连接缝隙贴上软塑双面胶，通过连接螺栓拧紧，挤压，调整错台后，铲除多余双面胶，可达到接缝处平整、严密不透光，效果良好。B）外侧模拼装同底模相似，拼装外侧模时，控制好模板角度与标高，底模与外侧模的连接螺栓要上足且拧紧。C）底模、外侧模拼好后，打磨其上异物及铁锈，然后涂刷脱模漆。脱模漆表面光洁度好，自然形成瓷釉，防漆脱模剂须在干燥的环境下涂刷，不能在有露水的夜里或雾天里涂刷，否则形成脱皮现象。D）内模采用组合钢模板，待梁体底、腹板钢绑扎好后，吊车将内模吊至箱梁内，由人工组拼。内模支架采用钢管支架，顶端采用顶托调整模板标高，内模顶板应预留一定数量的小窗口，便于箱梁底板混凝土的浇筑。E）端模及支座安装时按设计要求预留支座偏移量及梁体压缩量，确保梁体跨度及梁长符合设计要求。5）钢筋绑扎及预应力管道安装5钢筋全部采用在工棚加工，运至现场散扎，绑扎顺序为先底板，再腹板，最后是顶板。当梁体钢筋与预应力钢筋相碰时，可适当移动梁体钢筋或进行适当弯折。钢筋接头按设计要求错开布置，架立筋牢靠，对焊接接头抽样检验，波纹管安装位置准确，内插芯棒，定位网间距0.8～1.0m，保证混凝土浇注时不发生移位、变形，施工期间防止电焊烧伤。梁体钢筋最小净保护层除顶板顶层为30mm外，其余均为35mm，绑扎铁丝的尾段不应伸入保护层内。所有梁体预留孔外均增设相应的环状钢筋；桥面泄水孔处钢筋可适当移动，并增设斜置的井字型钢筋进行加强；施工中为确保腹板、顶板、底板钢筋的位置准确，应加强架立钢筋的设置。当采用垫块控制净保护层厚度时，垫块采用与梁体同等寿命的材料，且保证梁的耐久性。6）系梁上预留孔及预埋件较多，且位置及尺寸精度要求较高，尤其是拱脚位置的拱座预埋件。混凝土浇筑前应详细检查，确保预留孔及预埋件的位置及尺寸正确。7）混凝土灌注和养护，混凝土采用拌合站集中拌制，搅拌运输车运输，输送泵泵送至桥面，浇筑时插入振捣器振捣工艺。箱梁底板混凝土浇筑时，利用顶板所开的天窗将混凝土输送管放入箱内布料。腹板混凝土从内侧模上预留窗口插入振动棒，待混凝土浇筑一定高度后再封好窗口模板，振捣时尤其要注意锚垫板和下倒角处混凝土的密实性。按设计要求梁体混凝土浇筑顺序进行浇筑，当设计未指定浇筑顺序时，纵向从跨中开始浇筑，向两端同步对称进行，拱脚段最后浇筑。断面上按底板、腹板、顶板（拱脚）分层浇筑。混凝土浇筑及养护的具体工艺及技术要求同支架现浇箱梁施工，拱脚混凝土浇筑至设计拱脚第一次混凝土浇筑线。混凝土浇筑完毕后及时养护，养护采用洒水法，保持混凝土表面湿润。混凝土强度达拆模强度后可拆模，并继续进行养护，养护时间视水泥品种、环境温度和湿度而定，最少不小于7天。当环境温度低于5℃时，不得洒水养护，将加强保温防寒。68）预应力张拉混凝土养护达到设计要求的强度及龄期后，按设计要求张拉横向预应力束及部分纵向预应力索。张拉时，油泵均匀加油，不得突然加载或突然卸载。在张拉时，千斤顶后面不能站人或从其后面穿过。张拉时如果锚头处出现滑丝、断丝或锚具损坏，立即停止操作进行检查，并作出详细记录。当滑丝、断丝数量超过容许值时，将抽换钢束，重新张拉。钢绞线张拉完毕，张拉力和伸长量符合设计要求后，即用砂轮机将多余部分切除，不允许用氧气乙炔烧割或电焊烧割。3.3、钢管拱制造及预拼装1）概述为确保工程质量，钢管拱须选择有资质、信誉高、实力强的厂家加工制作。厂家在定购钢管时，应定尺进料，来料时应带有材料检验及焊接检验的各种证件。主弦管单元节长须控制在一定范围内，以方便从工厂向工地拼装场地运输。单元构件在工厂内按预定检验项目，在厂内先平面预拼，检查线型，误差不超过规定值，焊接拱肋腹板，联接临时法兰，再立体试拼，试装横撑，检验合格后发往工地。工地试拼装按设计规定的拱肋分节情况，采用半跨线型模拟试拼。立体拼装检验合格，表面防护和涂装好后即可准备吊装。2）钢管拱管节制造A）钢板、型材、螺旋管及焊接材料复验、入库钢板、型材、螺旋管及焊接材料按设计图和有关标准的要求选用，工厂对全部的钢板、型材、螺旋管及焊接材料进厂后，按国家相关标准进行复验，复验合格后办理入库手续。材料进货时必须有质量证明书，质量证明书上的炉号、批号必须与实物相符。当质量证明书中的保证项目少于设计要求时，在征得设计单位同意后按规定补做所缺项目试验，合格后方可使用。当表面有锈蚀、麻点或划痕时，其深度不得大于该钢材允许厚度偏差的1/2。选用的焊接材料与结构钢材的性能相匹配，并经过焊接工艺的评定试验进行选用，选定了的焊材厂家7及型号不得随意更改，并将焊材定货的技术条件提供业主认可。B）放样、号料、切割钢板下料之前根据设计图纸绘制加工图；钢板放样采用计算机数学放样，保证其尺寸正确，并按要求预留余量；下料切割采用剪切或数控火焰多头切割机进行精密切割，保证其切割零件的直线度及切口质量；按设计要求加工焊接坡口，保证坡口尺寸的一致性，为保证焊接质量创造条件；钢板在切割后进行矫正，矫正后钢料表面不得有明显的凹痕和其它损伤，可采用锤击法或热矫法。C）焊接钢管拱制造开工前根据图纸确定的结构特点，焊接节点型式考虑影响焊接质量的主要因素，拟定焊接工艺评定项目，编制焊接工艺评定任务书，并报监理工程师批准。焊接工艺评定项目，原则上按《铁路钢桥制造规范》（TB10212-98）和《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-91）的规定执行。焊接工艺评定报告报监理批准后，作为钢管拱焊接施工工艺的编制依据。如焊接材料、焊接方法、坡口形式等主要要素变更时，按规定要求重新进行焊接工艺评定试验。焊接材料（施工前需进行焊接材料工艺评定试验）：手工焊焊条采用E5015；埋弧自动焊焊丝H08Mn2E焊剂SJ101；CO2气体保护焊，焊丝K-71T，φ1.2。焊接方法（施工前需进行焊接方法工艺评定试验）：主弦管工厂内斜环缝对接采用埋弧自动焊；角焊缝、V型角焊、对接焊缝采用CO2气体保护焊；其余焊缝采用手工焊。定位焊采用手工电弧焊，焊条E5015，直径φ3.2mm；定位焊长度为50～80mm，间距350～500mm，焊角尺寸为4～6mm，对接焊缝定位焊有一定厚度，开裂的定位焊缝查明原因，并清除后重新定位；主要接头型式及尺寸严格按图纸要求以及参照《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-91）、《气焊手工电弧焊及气体保护焊缝坡口的基本形式及尺寸》（GB985-88）、《埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》（GB986-80）执行。8筒节及单元件制造、工地焊接时，按规定焊接产品试板，试板焊后经RT检验合格后，按《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-91）要求进行力学及机械性能试验。焊接接头破坏性试验结果不满足要求时，按有关规定办理。焊接变形控制：严格控制筒节下料尺寸、坡口质量及卷制精度，使筒节及单元件斜环焊缝坡口均匀一致；严格控制筒节及单元件胎架制造质量，确保筒节及单元件组装精度，为埋弧自动焊创造条件；采用埋弧自动焊技术，充分利用埋弧自动焊内外部质量稳定，生产效率高、焊接变形均匀一致的特点，便于质量及精度控制；采用反变形措施；采用合理的经过焊接工艺评定后确定的焊接顺序；采用机械或火焰进行焊接变形矫正措施。焊接质量标准要求及检查、修正措施：所有焊缝质量均符合设计要求和《铁路桥涵设计规范》的焊缝要求，并在焊接24小时后先进行外观检查，检查焊缝的实际尺寸、表面有无气孔、咬边、夹渣、裂纹、焊瘤、烧穿及未融合和未焊满的陷槽等缺陷。然后在外观检查的基础上按设计要求进行100%超声波探伤、10%X射线探伤等内部质量检验。对焊缝内部