天津某办公楼钢管混凝土拱桥拱肋施工组织设计方案.doc

某钢管混凝土拱桥拱肋施工技术摘要结合江西省萍乡市鹅湖桥的施工实践从拱肋制作管内混凝土施工及钢管防锈等方面介绍了钢管混凝土拱肋施工技术及应该注意的问题对其他类似工程具有参考价值关键词钢管混凝土拱肋施工技术中图分类号文献标识码文章编号前言最早将钢管混凝土应用于拱桥结构之中的是年的前苏联年中国第一座钢管混凝土拱桥跨径的四川旺苍东河大桥建成由于钢管混凝土拱桥具有材料强度高施工方便造型美观等优点钢管混凝土拱桥在我国得以迅速发展钢管混凝土拱肋是钢管混凝土拱桥施工中重要的内容和施工质量控制的关键一般应由较强钢结构加工能力的单位完成土建施工单位配合施工本文结合萍乡市鹅湖桥的工程实践介绍了钢管混凝土拱肋的施工技术及应该注意的问题鹅湖桥为跨径的下承式钢管混凝土系杆拱桥是一座跨萍水河的城市桥梁由于下承式拱桥的造型特征该桥成为萍乡市的一道重要景观本桥钢管拱肋由萍乡市机械厂加工钢管拱肋制作钢管拱肋制作工序本桥拱肋钢管在混凝土地坪上放整拱大样焊接组装制作工序如下钢板下料切割倒坡口用卷板机卷管在专用夹具上校正成型焊接成管检查和校正失圆度保证组装精度画线切割倒角度定位和组装作节段焊接焊隔仓板开混凝土浇注及振捣孔焊接头加劲肋和连接装置等预制件移位作观测标志每一吊装段分三段制作以便翻身焊接钢管组合腹板在地槽上进行吊装段组合焊接按预制组装好的半拱作预拼并检查组合精度钢管拱肋制作要求拱肋钢结构制造工艺除应符合的要求外钢管拱肋及相应横撑补充以下规定钢管制作补充要求卷管方向应与钢板压延方向一致卷制钢管前应根据要求将板端开好坡口焊缝按的要求进行检查焊缝质量应达到的超声波探伤内部质量级标准焊缝外观质量也应满足的要求本桥采用螺旋缝埋弧焊钢管管端严格放样注意考虑拱肋预拱度的影响钢管整体校圆可在卷板机上进行也可在夹具上进行局部校圆则用已制作好的弧形样板内衬钢管对不密贴处按进行矫正钢管弯曲按第条执行坡口可采用机加工或精密切割坡口尺寸应按照设计图并由焊接工艺确定腹杆与弦杆端头的坡口按图进行加工钢管与钢管对接的坡口按图进行加工拱肋分段组装补充要求桁片划分及编号各桁片要分别编号桁片的长度可由实际管料规格加艺等因素综合考虑原则上各桁片段段口应避开吊杆孔及腹杆接头位置分段的划分每个分段由若干上弦桁片下弦桁片和腹杆组成每一分段为一吊装节段桁片内钢管的对接每个分段可先在模架上对接成整体对接时各节钢管的焊缝位置错开以上并且置于平联板空腔内焊接和焊接检验按进行焊缝质量应达到的超声波探伤内部质量级标准焊缝外观质量应满足的要求连接钢板焊接上下钢管及吊杆处吊点的所有连接钢板与钢管间的焊缝推荐采用埋弧焊焊接和焊接检验要求同桁片内钢管的对接圆管接头的焊接主拱拱肋弦杆与腹杆等的接头采用部分焊透对接焊缝焊缝按的要求进行检查焊缝质量应达到的超声波探伤内部质量级标准分段组装分段组装应在组装工作平台上进行工作平台按半拱竖向预拼设置组装前应对工作平台进行检验工作平台胎架与样板的线形应吻合误差不大于钢管拱肋制作精度依据设计要求及有关条款由钢结构制造单位制定相应的工艺检查卡片供监理检查各种工艺评定试验报告还应由业主确认本工程中对允许偏差补充如下焊接钢管单元的矫正目前按制作工艺一般在形成构架单元前的钢管应事先进行矫形对接焊管单元的焊接变形也需要矫正其矫正允许偏差弯曲度且椭圆度温度对结构制作及拼装精度的影响采用级钢卷尺放样标准校准温度拉力测量数据应考虑温度的影响结构平面组装精度根据本桥的特点结构平面组装精度受节段制作精度累积的影响节段单元控制精度接头错位钻孔处钻孔直径偏差孔试拼装几何精度节点坐标节段数试装长度节段数接头错位钻孔处直线度结构施工精度钢板卷圆与样板的偏差样板的偏差钢管椭圆度钢管端部不平度且弦管组合误差拱肋宽度误差腹杆组合误差竖腹杆中心距误差板件局部翘曲拱肋高度偏差拱肋节段断面扭曲偏差节段最大不超过节段断面对角线误差拱肋节段旁弯拱肋节段弧线与理论弧线差安装时各拱肋节段接缝错位不大于吊杆孔水平间距误差拱轴线长度误差吊装合龙后横向偏位吊装合龙后竖向偏位吊杆长度偏差钢管拱肋煨弯及安装钢管煨弯根据本桥的具体情况拱肋钢管加热煨弯采用红外线陶瓷电加热技术钢管煨弯准备在钢管拱肋的拼装平台或计算机上放出拱肋大样合理确定各根主弦管煨弯节段长度分节时要综合考虑各设计的长度情况使各节段的长度接近对每一分节弦管建立独立的坐标系量取其拱度按确定的钢管超弯量对托架进行设计钢管煨弯所要求的温度范围根据交通部公路桥涵施工技术规范的规定热矫温度应控制在矫正后钢材温度应缓慢冷却钢管煨弯胎座加工为方便钢管在煨弯完成后吊运至拱肋拼装平台进行拼装宜将弯管胎座与拼装平台布置于同一制作场内使场地龙门吊的吊运范围能覆盖整个拼装平台和弯管胎座上方钢管煨弯设备加热设备每套设备由一台主控箱连接三个加热箱构成保温设备在加热箱两侧的一定长度范围内给钢管包裹上厚度为左右的玻璃棉而在管内将玻璃棉绑贴在钢丝网上做成既有一定刚度又有一定弹性的与钢管内壁密贴的保温管筒两端也封上玻璃棉保温筒的长度应能覆及连续三个钢管加热环带顶压设备及辅助工件顶压设备采用手摇螺旋式千斤顶螺旋式千斤顶具有行程容易准确控制的特点可根据不同的速度要求施加或停止施加顶压力辅助设施钢管煨弯过程中还要结合现场特点配备一些必要的辅助设施如千斤顶操作平台加热箱吊运架防雨篷等钢管煨弯加热压弯程序加热环带的布置根据所需煨弯钢管的拱度资料调整好各定型托架然后将直钢管吊运至弯管胎座上正确就位安装好各反力架和千斤顶利用两端千斤顶将钢管调整至水平此时钢管只与胎座中央最高的一个托架接触两千斤顶的力能使钢管稳定即可不宜过大加热程序钢管的煨弯顺序为从管中向管端逐个环带进行先从管中往一端煨弯完成后再将加热箱移至另一侧从管中往另一端煨弯压弯时机的掌握及压弯量的控制加热后钢材的温度由原有值逐渐升高钢材的塑性应变增大然而在左右钢材反而会变脆这种现象称为蓝脆应注意不要在此温度下进行加工以防钢材出现裂纹钢管拱肋安装经试拼检验合格后的拱肋节段可运至桥位处起吊安装本桥采用三段龙门吊吊装工艺吊装顺序为从拱脚至拱顶为了确保吊装调整拱肋过程中不增加次内力拱肋吊装合龙时拱脚为轴铰等调整拱轴线满足设计要求后再封固拱脚铰形成无铰拱本桥吊装安装为常规方法在此不再叙述拱肋及系杆安装中横向稳定性的控制在系杆和拱肋安装完毕后的施工中要随时注意维护已完成结构的稳定性特别是横向稳定性因为随着施工荷载的不断增加对结构的总体稳定要求也就相应提高如果仅有临时横向缆风绳不够安全为此应设法提高结构自身的稳定性系杆拱的横向稳定理论说明对横向稳定有利的主要因素是主拱肋间的横撑为了发挥这个因素作用就应科学地安排后序施工顺序使设计中对横向稳定有利的杆件优先安装或浇筑以尽早发挥作用例如要先安装肋间横撑浇筑部分中横梁后再考虑预应力束的张拉根据工程要求若需提前张拉系杆可在系杆间设置临时横撑临时横撑数量必须依桥长而定总之要均能起到增强横向稳定的作用保证结构横向稳定性的提高速度超过施工荷载的增加速度管内混凝土施工管内砼按单拱对称进行先下管内砼达到设计强度的后再泵送腹板及上管内砼尽量保证整体结构对称施工管内混凝土采用流态微膨胀混凝土混凝土缓凝时间不小于小时要求水灰比不大于采用粗骨料及中粗砂坍落度不小于钢管内混凝土采用顶升压注法施工其顶升工艺流程为准备工作机械设备材料人员到位压注水泥砂浆连续压注混凝土间歇压注混凝土关闭进料闸阀拆除固定泵至另一片拱肋混凝土压注完毕以后对整个钢管拱混凝土质量进行全面敲击检查声音沉而哑者表明混凝土充填饱满对有异常段进行超声波无损检测当钢管拱肋混凝土与拱壁剥离间隙超过时采用钻孔压入水泥浆的方法进行补强处理然后将钻孔处用电焊补焊封固本工程在整个灌注过程中仅上游上弦管发生了堵管其余均较顺利经过超声波对钢管内混凝土灌注密实度检测拱顶段均有的脱空经压注水泥浆补灌后检测钢管内混凝土饱满度较好基本达到要求钢管防锈方案本桥设计喷涂铝镁合金的主要工艺为采用喷砂除锈预处理后热喷涂铝镁合金再以锌磺环氧酯底漆作封闭外涂装采用氯化橡胶面漆封闭及外涂装涂层厚度各按度计共左右设计有效防腐年限可在年以上涂层检验要求如下表面处理检验除锈等级达到级粗糙度达到喷砂除锈后工件表面应干燥无灰尘无油污无氧化皮无锈迹各涂层外观和厚度检查热喷锌层应外观均匀不允许有丰收皮鼓泡大熔滴裂纹掉块和漏喷等缺陷各涂层附着力检验按标准采用划格法检查涂层附着力应在涂层工艺试验中完成一般在后期可不再做整体涂装后的检验方法如下外观检验肉眼检查所有工件进行施工时认真记录监理单位抽查厚度检验采用磁性测厚仪检查所有工件进行施工时记录监理单位抽查对表面积大于的工件每件测十处每处测三点取平均值记录表面积小于的工件每件测五处每处测三点取平均值记录各处测量值的总平均值在规定厚度的以上最低值在规定厚度的以上为合格附着力检验不作为每个工件的日常必检项目监理单位可根据情况在不同施工阶段或认为必要时要求某批工件进行一定数量的抽查并记入施工记录结语钢管混凝土拱肋是钢管混凝土拱桥施工中重要的内容和施工质量控制的关键本文结合江西省萍乡市鹅湖桥的施工实践从拱肋制作管内混凝土施工及钢管防锈等方面介绍了钢管混凝土拱肋施工技术及应该注意的问题对其他类似工程具有参考价值