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1洛阳瀛洲桥钢管拱施工方案一、编制依据1、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）；2、《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）；3、《市政桥梁工程质量检验评定标准》（CJJ2-90）；4、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；5、《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）；6、《钢结构工程施工质量验收规范》《GB50205-2001》。二、工程概况主桥钢管拱拱肋分为一根主拱肋和两根副拱肋。主拱肋采用直径1.5m的钢管拱混凝土结构，位于竖平面内，矢跨比约为1/3.5；副拱肋采用直径1.2m的空钢管结构，由于竖直平面向两侧旋转22.05°得到，竖拱向平面内矢跨比约为1/3.0，拱顶处中心线横向距主拱肋拱顶中心线10.0m，竖向距离为5.7m。主拱肋钢管壁厚为20mm，钢管内填充C50微膨胀混凝土，副拱肋钢管壁厚为22mm。钢管内部沿纵向每3m设置一道环形横隔板，拱脚处加密，并沿圆弧间隔45°设一道纵向加劲肋，高度为150mm，以保证混凝土和钢管的协同受力。斜撑为工字形钢板，腹板高600～900mm,厚20mm，翼缘板宽300mm，厚10mm。横撑采用外径299mm，壁厚30mm的钢管。根据钢管拱制造和安装总体施工方案，主拱肋和副拱肋均分为两个拱脚预埋段、一个合龙段和八个普通段。单段最大吊装重量约14吨。钢管拱拱座位于三角区纵梁顶面，宽4000mm，长7608mm,高4145mm，三棱柱体结构，是上部钢管拱和下部三角区之间的重要传力结构。拱座由2钢管拱预埋段、钢筋砼、外包钢板三部分组成。钢管拱预埋段由主副拱三根钢管和之间的连接钢板组成，重约16t。其中主拱钢管预埋入拱座1800mm，外露1000mm；副拱钢管预埋入拱座2700mm，外露1000mm。每根钢管上均有内外层φ20剪力钉和φ28锚筋，锚筋锚于三角区纵梁内。拱座内钢筋密集复杂，大部分预埋入三角区纵梁内，共重17756.9kg。砼为C50微膨胀砼，共64m3。外包钢板为δ20和δ40厚钢板，内侧设置φ20剪力钉，重约13.5t。吊杆分为桥面中心竖直吊杆和两侧斜吊杆，竖直吊杆共13根，其中边吊杆采用PES(FD)7-151低应力高强平行钢丝拉索σb=1670MPa，配用OVMDS(K)7-151锚具，中吊杆采用PES(FD)7-109低应力高强平行钢丝拉索σb=1670MPa，配用OVMDS(K)7-109锚具；斜吊杆共18根，采用。PES(FD)7-37低应力高强平行钢丝拉索，σb=1670MPa，张拉端采用OVMLZM7-37型吊杆锚，固定端采用7-37热铸锚。主桥中跨设有六束体外预应力系杆索，采用环氧喷涂钢绞线成品索PES15TU1-37，标准强度fpk=1860MPa，设有通常的φ203×6mm的预埋钢管。三、钢管拱安装方案及步骤总体施工顺序为：12#、13#墩三角刚构砼梁及预应力施工→三角区支架拆除（支墩保留）→吊装主跨钢箱梁并拼焊成整体→吊装预制砼桥面板及湿接缝施工→搭设钢拱肋拼装支架→钢管拱分节段运至现场→拱脚施工→逐段吊装拼焊钢管拱肋节段至合拢→安装并第一次张拉主桥中跨系杆索→安装部分竖吊杆和斜吊杆→主拱肋钢管压灌混凝土→拆除拱肋拼装支架→第二次张拉体外系杆索→安装其余主吊杆及斜吊杆→按设计次序张拉主吊杆及斜吊杆至50%设计张拉力→第三次张拉体外系杆索→按设计次序张3拉主吊杆及斜吊杆至100%设计张拉力→第四次张拉体外系杆索→拆除主桥中跨支架和三角刚构支架→拆除主桥边跨支架，张拉边跨剩余系杆索→施工挂梁及桥面系→张拉主桥中跨系杆索至设计值根据洛阳瀛洲桥上部结构总体施工方案，钢管拱采用拼拱支架+龙门吊机的方法进行安装。拼拱支架采用军用墩，之间设置连接系和揽风，顶部设置支撑和微调装置，并根据设计及监控要求设定相应的预抬值。钢管拱由武昌造船厂加工，厂内进行预拼，分段运至现场直接吊装。钢管拱肋安装顺序为先主拱后副拱，由拱脚向跨中方向逐段对称吊装，风撑随着拱肋同段安装。吊杆利用龙门吊机从上而下安装，系杆采用牵引法安装，采用相应吨位和型号的千斤顶按照设计和监控指令的顺序进行张拉。拱肋内混凝土采用泵送顶升压注法浇筑。四、拼拱支架安装在钢箱梁顶面桥面板湿接缝处设置预埋件，以备于拼拱支架连接，桥面板湿接缝现浇后再安装拼拱支架。预埋件须精确定位，且固定牢靠。要求预埋件位置准确，顶面水平，湿接缝混凝土浇筑时不得扰动。湿接缝混凝土达到10MPa以上即可进行军用墩安装，军用墩采用在地面上拼装成大块，门吊吊装至梁顶进行安装。安装顺序与拱肋吊装顺序保持一致。军用墩安装完成后，按照设计图纸及时安装连接系、揽风和墩顶结构。要求军用墩螺栓连接紧固，且垂直度不得大于1%。主拱及副拱拼拱支架顶部均设千斤顶和倒链，千斤顶和倒链考虑倒用。五、钢管拱拱座施工拱肋预埋段钢管（主副钢管和连接板）在加工厂制作成整体，运制现场进行安装。为了保证拱肋预埋段钢管定位的精度，采用型钢骨架辅助定4位，型钢骨架采用槽钢结构。定位时，采用精密全站仪跟踪测量，达到要求后与型钢骨架焊接牢固。按照设计图纸焊接或绑扎拱座钢筋，安装外包钢板，为防止混凝土浇筑时，外包钢板外涨，在外包钢板内外侧设置一定量的拉杆和支撑型钢。为便于混凝土振捣，须在外包钢板上开设一定的振捣孔和人孔，切割下的钢板编号保存，混凝土浇筑时及时恢复。拱座内砼为C50微膨胀砼，砼为自制砼，砼搅拌车运输，汽车泵泵送。砼塌落度控制在18—22cm,初凝时间不小于10h。振捣采用插入式振捣棒和附着式振动器相结合。六、钢管拱安装利用龙门吊机提升主拱Ⅱ节段及副拱B节段至拼拱支架。主拱Ⅱ节段、副拱B节段初步安装就位，利用千斤顶、倒链调整拱肋竖向及横向位置，精确定位。主拱Ⅱ节段、副拱B节段拼装完毕后与拱脚预埋段点焊固定，经测量无误后按要求施焊，主拱和副拱对称相向拼装。安装主拱Ⅱ节段、副拱B节段上斜撑和横撑。按照中主拱Ⅱ节段、副拱B节段的拼装方法，逐步拼装其余各段拱肋（主拱Ⅲ-Ⅴ节段、副拱C-E节段）。拱肋拼装过程中，每拼装一段拱肋均须精确定位，保证拱肋轴线的准确。随拱肋拼装，安装各节段斜撑及横撑。边段拱肋安装固定好后，用龙门吊机再吊起合拢段拱肋，与边段拱肋用临时法兰盘通过螺栓连接，形成临时整体钢管拱。然后对整个拱肋进行精确调整，使节点处缝隙、纵横位移、标高等均控制在设计允许的范围之内，及时进行锁定焊接。先合拢主拱，后合拢副拱。5焊接合拢温度应符合设计规定，如设计无规定，合拢温度宜为10～15℃。接头施焊应上、下游，每跨两端对称进行，避免拱肋移位或变形。钢管拱制作与安装检验标准项目检查项目规定值或允许偏差（㎜）1焊缝质量符合设计要求2内弧偏离设计弧线83每段拱肋内弧长+0，-104钢管内径d/500及55轴线横向偏位L/60006拱肋接缝错台0.2壁厚7拱圈高程符合设计要求七、钢管拱焊接钢管拱安装到位后，按照要求对称焊接环缝，焊接时严格按照工艺评审通过的焊接方法施焊。节段间的环焊缝的施焊应对称进行，施焊前需保证节段间有可靠的临时连接，并且由定位板控制焊缝间隙，不得采用堆焊。所有焊工均应有相应等级的合格证书。当湿度大于80%，或风力大于四级、或雨雪天气、或环境温度低于0℃又无保护措施时，不得进行焊接，构件表面潮湿或有雨雪时，要清除干净并烘干，方可施焊。钢管拱工地焊缝包括主拱、副拱钢管环缝，斜撑和横撑与主副拱间的连接焊缝。1、主副拱工地环缝装焊拱肋钢管工地焊缝形式示意图6主副拱工地焊缝包括钢管对接焊缝和钢管内纵肋嵌补焊缝。拱肋钢管定位验收后，微量调整钢管接头并用临时连接板临时连接固定，再装焊钢管内纵肋嵌补，最后装焊钢管对接焊缝。考虑施工安全问题，钢管内纵肋嵌补先装焊，此时钢管对接处可做为通风缝口；嵌补装焊后钢管对接缝装钢衬垫，在钢管外焊接钢管对接焊缝。拱肋环缝对称焊接。2、横撑、斜撑与拱肋钢管的装焊有横撑截面横撑、斜撑与拱肋钢管连接形式示意图无横撑截面横撑、斜撑与拱肋钢管连接形式示意图横撑、斜撑与拱肋钢管连接有两种连接形式：有横撑处与副拱钢管连接是带有短接头节点的连接；另一种是不带短接头与拱肋钢管直接连接。主副拱安装后装焊横撑和斜撑结构，各节点在横桥向对称施焊。3、焊缝检测7焊接完成后，焊工和检查员应通过目测、或采用焊缝检测器检测、低倍放大镜观察等方法对所焊焊缝进行认真检查。必要时还可用着色、磁粉探伤等方法。不得有裂纹、未熔合、夹渣、未填满弧坑等缺陷。外观检查合格后，内部检测的焊缝应在焊接24小时后进行；内部探伤由专职人员担任，专职人员经培训合格并取得相应资格证书。焊缝无损检验等级焊缝质量级别探伤方法检验等级验收标准Ⅰ级焊缝超声波B级GB11345-89Ⅰ级X射线AB级GB3323-87Ⅱ级八、吊杆安装及张拉1、吊杆安装钢管拱合拢后，安装并初次张拉主跨系杆索，然后安装部分主吊杆和斜吊杆，拼拱支架拆除后，安装剩余全部吊杆。吊杆采用吊机吊装从上向下安装，先在拱上安装固定端锚头，再用牵引设备将张拉端锚头也牵引至要求位置，然后旋紧螺帽。2、吊索张拉竖吊杆成桥吊杆拉力为1222～2775KN，考虑活载及温度变化等各种组合后，最不利工况下拉力为1719～3183KN，边吊杆张拉力值较大，采用PES(FD)7-151低应力高强平行钢丝拉索σb=1670MPa，配用OVMDS(K)7-151锚具，每束破断张拉力9705KN，安全系数3.0；当中的吊杆力值比较均匀，采用PES(FD)7-109低应力高强平行钢丝拉索，σb=1670MPa，配用OVMDS(K)7-109锚具，每束破断张拉力7005KN，安全系数3.0。斜吊杆成桥吊杆拉力为340～496KN，组合荷载作用下，斜吊杆产生最8大拉力676KN。为张拉方便，采用热铸平行钢丝7-37，每束破断张拉力2375KN，安全系数3.5。通过耳板和销轴和钢梁、拱肋连接。竖直吊杆和斜吊杆张拉端设置在梁底。吊杆严格按照设计和监控提供的施工步骤、张拉力等进行张拉，张拉时上下游与单跨两侧同时对称张拉。张拉过程中应有完善的监控程序，对拱肋变形进行监测。张拉程序为：0→初应力（0.10σcon）→1.05σcon→持荷2min→σcon(锚固)。吊杆张拉采用引伸量与张拉力进行双控，以张拉力控制，引伸量校核。要求实测引伸量和设计引伸量两者误差±6%之内。吊杆安装质量检测标准项次检查项目规定值或允许偏差（㎜）1吊杆拉力符合设计要求2吊点位置103吊点高程高程±104两侧高差205吊杆锚固处防护符合设计要求九、系杆安装和张拉主桥中跨设有六束体外预应力系杆索，采用环氧喷涂钢绞线成品索PES15TU1-37，标准强度fpk=1860MPa,张拉控制应力为σcon=0.32fpk=595MPa。三角区梁拱结构和中垮钢混叠合梁施工完成后，采用引线牵引安装。按照监控要求进行张拉和体系转换，共分五次进行，详细顺序如下：钢管拱合拢后安装并第一次张拉主桥中跨系杆索；拆除拱肋拼装支架后第二次张拉体外系杆索；按设计次序张拉主吊杆及斜吊杆至50%设计张拉力后第三次张拉体外系杆索；按设计次序张拉主吊杆及斜吊杆至100%设计张拉力后第四次张拉体外系杆索；9施工挂梁及桥面系完成后张拉主桥中跨系杆索至设计值。体外索使用YCW650A系列液压千斤顶进行张拉。体外索张拉程序为：0→初应力（0.10σcon）→σcon→持荷2min→锚固。张拉体外束时。体外索张拉采用引伸量与张拉力进行双控，以张拉力控制，引伸量校核。要求实测引伸量和设计引伸量两者误差±6%之内。如发现伸长量异常，应停止张拉，查明原因，采取措施。十、钢管拱混凝土压注根据设计图纸主拱圈需压注混凝土，共163方，拱肋内混凝土采用泵送顶升压注法浇筑。施工时采用大功率混凝土泵，泵灌入口设在灌注段根部，以连续顶推方式泵送到拱顶，拱顶设排气管。1、施工工艺流程清洗管内污物，润湿内壁→安装压注头和闸阀→压水、压注水泥浆→压注管内混凝土→关闭压注闸阀稳压→拆除闸阀完成压注→养护2、施工准备钢管拱拱肋填充混凝土采用C50微膨胀混凝土。管内混凝土的配合比应经试验确定，除须满足强度指标外，既要满足泵送条件，又