剛構(gòu)拱施工方案

1、1.1.1.1 重難點工程淮河特大橋（122+228+122）m連續(xù)剛構(gòu)拱1.1.1.1.1 連續(xù)剛構(gòu)拱懸灌段施工方法及工藝本連續(xù)剛構(gòu)拱施工方法及工藝參照2.4.7.4.6連續(xù)梁懸臂施工。施工順序步驟參照6-20所示。1.1.1.1.2 鋼管拱施工1.1.1.1.2.1 鋼管拱概述淮河特大橋跨淮河主橋采用122+228+122m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁與拱肋（鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)），鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)采用等高度啞鈴形截面，截面高度3.8m，拱肋弦管1.8m，由=26mm、30mm厚的鋼板卷制而成，弦管之間用=20mm厚鋼綴板連接，拱肋弦管及綴板內(nèi)填充微膨脹混凝土。兩榀拱肋間橫向中心距12.2m，上、下鋼管及腹

2、腔均為鋼-混結(jié)構(gòu)，鋼管及腹腔內(nèi)填充c55無收縮混凝土。主拱鋼管拱拱肋拱軸線為二次拋物線，計算跨徑220 m，計算矢高44.0m，矢跨比15，拱軸線方程：Y=-1/275X2+0.8X。兩道拱肋共設(shè)44對吊桿，采用PES（FD）7-61型吊桿索。第一根吊桿距離支點19.5m，其余吊桿中心間距均為9.0m。為防止人為破壞，在距梁頂4m范圍內(nèi)，于吊桿PE護套外，加設(shè)1.0mm厚不銹鋼管予以防護，吊桿的張拉端位于拱肋上端。本橋主拱拱肋、橫撐、斜撐、腹板均采用均采用Q345qd，在主梁完成后，即開始上部鋼管拱的安裝；鋼管拱要求在工廠加工制造并預(yù)拼，運到工地后直接安裝。1.1.1.1.2.2 鋼管拱加工及

3、預(yù)拼1.1.1.1.2.2.1 施工順序根據(jù)施工圖繪制鋼構(gòu)件放樣圖及焊接工藝流程圖。號料切割邊緣加工卷管焊縫(縱縫，超聲波檢測及X射線拍片)矯圓拼接(接長，焊接對接焊縫)超聲波檢測及X射線拍片組裝(焊成大段，超聲波檢測、x射線拍片檢查) 試拼(含橫撐試拼裝) 防腐涂裝(含弦管、綴板及封端) 運輸安裝就位。現(xiàn)場安裝各分段至鋼拱肋合攏，分段接頭焊接可由拱腳向拱頂順序進行，焊縫需經(jīng)超聲波檢測合格。1.1.1.1.2.2.2 鋼管拱吊裝段劃分根據(jù)設(shè)計圖紙要求,鋼管拱分段進行加工吊裝,主拱肋分段的原則如下：1）考慮拱腳預(yù)埋段、橫撐、斜撐及吊桿的位置，橫撐、斜撐位置2）吊桿位置加勁結(jié)構(gòu)處不得斷開，應(yīng)在同一

4、吊裝段,由設(shè)計圖可知,吊桿加勁結(jié)構(gòu)在距吊桿左右各1m范圍內(nèi)布置,所以主拱肋分段處距吊桿中心不小于1.5m。3）由于拱肋接頭端要預(yù)留70cm左右腹板空隙，等吊裝段安裝完成后進行補焊，所以分段時考慮預(yù)留腹板處要求，補焊腹板鋼板位置不得與吊桿位置、斜撐加勁位置相互干擾，保證相應(yīng)位置拱肋的整體性。1.1.1.1.2.2.3 主拱肋鋼管拱加工卷管方向應(yīng)與鋼板壓延方向一致，盡可能增長單件長度，減少對接焊縫。矯圓后的短段，在拼接時宜將縱向?qū)雍缚p錯開50cm左右，并盡可能使縱焊縫處于綴板混凝土的范圍內(nèi)，緩板的橫焊縫與弦管的環(huán)縫不要處于同一截面，宜錯開100cm以上。鋼管拱的加工制作和現(xiàn)場安裝質(zhì)量直接決定著橋

5、梁的功能和使用壽命。必須由有資質(zhì)的企業(yè)負責本橋鋼管拱所有構(gòu)件的加工和安裝。1.1.1.1.2.2.4 橫撐、斜撐的加工制作橫撐、斜撐鋼管也采用345q鋼，橫撐截面為直徑100cm、全高1.5m的圓端形空心鋼管，壁厚16mm；斜撐為外徑900mm，壁厚12mm的圓形鋼管。橫撐和斜撐可在對接處分成吊裝段，每吊裝段由若干1-2.5m基本節(jié)組拼而成，基本節(jié)分段時考慮加勁箍與環(huán)向焊縫距離不大于100mm，基本節(jié)焊接時縱向焊縫不能在同一條線上,錯開距離不小于150mm。橫撐制作時與斜撐接頭處加勁設(shè)施與斜撐預(yù)焊段提前焊接。1.1.1.1.2.2.5 焊接弦管、橫撐的縱縫、對接環(huán)縫要求采用自動焊、全溶透;綴板

6、與弦管、綴板的對接焊縫為全溶透焊，有條件的采用自動焊橫撐與弦管、橫撐弦管間的焊縫均為溶透焊縫，有條件的可采用自動焊;吊桿錨座鋼板與鋼管的焊接采用溶透焊帶角焊縫。不同的自動焊與不同條件(工廠內(nèi)、工地現(xiàn)場)的手工焊，區(qū)分不同情況、條件進行焊接工藝評定，并根據(jù)評定報告確定焊縫工藝。鋼構(gòu)件熱處理，原則上要求較均勻地加溫至略高于再結(jié)晶溫度進行熱處理，基本上消除焊接熱應(yīng)力及因焊接、卷管產(chǎn)生的硬化、脆性。焊接施工前，必須做焊接工藝試驗評定。通過試驗評定，確定各鋼材焊接所需合理的焊條、焊劑、電流、電壓、焊接方式及速度和焊縫的層數(shù)、平焊、立焊、仰焊的運條手法等，確定溫度影響對構(gòu)件幾何尺寸及變形形態(tài)的影響程度，制

7、定合理的焊接工藝與工藝規(guī)程，指導(dǎo)實際生產(chǎn)?；竟芄?jié)制作時，在卷制成管后先用手工電焊打底，然后焊接管內(nèi)4.5 mm厚，再用自動電焊機對管外自動焊接。 縱縫略高于母材12 mm。制作主拱管安裝節(jié)段時，在加工胎架上先進行平面放置組裝。胎架在豎直面內(nèi)按施工拱軸線起拱。胎架長度必須滿足施工要求，用于鋼管對接、上綴板和下綴板的組裝焊接。鋼管對接時，縱縫布置相互錯開，環(huán)縫分布與管軸線嚴格垂直。環(huán)縫采用人工電焊打底，自動電焊成形。焊縫經(jīng)檢驗合格后才進行綴板焊接。啞鈴形鋼管拱構(gòu)件制作時，先焊接拱軸線內(nèi)側(cè)的綴板，然后焊接其外側(cè)的綴板。在施工內(nèi)側(cè)綴板之前，須先將外側(cè)綴板安裝到位并手工電焊打底和定位。焊接過程中應(yīng)注意

8、胎架及構(gòu)件自身的臨時剛性定位和對稱交錯施焊，防止結(jié)構(gòu)變形，減少初應(yīng)力影響。1.1.1.1.2.2.6 涂裝防腐處理全橋鋼結(jié)構(gòu)在出廠前均采用長效復(fù)合防護涂層技術(shù)進行防腐處理。處理方案具體見設(shè)計圖紙要求。構(gòu)件經(jīng)運輸進場、現(xiàn)場預(yù)拼、起吊安裝及最終成拱之后，對運輸和施工過程中被損傷的防護層，應(yīng)進行現(xiàn)場防護處理，確保鋼管拱耐腐蝕性。 防腐設(shè)計選用長效防腐方案，壽命按25年以上考慮。全橋鋼材進廠后在下料前，要求進行一次表面預(yù)處理一噴砂除銹到Sa2.5級，并噴涂無機硅酸鋅底漆20um。拱肋鋼結(jié)構(gòu)(含橫撐)表面涂裝采用以下防腐方案：(1)管鋼結(jié)構(gòu)外表面，橫撐外表面，腹板外表面:涂裝前要求二次除銹一噴砂到Sa

9、3,粗糙度要求達到Rz40um一80um水性無機富鋅防銹底漆 2道100um棕紅云鐵環(huán)氧中間漆 1道40um氟碳面漆 2道80um(2)橫撐鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面(不灌混凝土):除銹、清除雜務(wù)，涂裝前用配套清洗劑清洗內(nèi)表面復(fù)合鐵欽防銹層 一道100um(3)鋼管結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面(灌混凝土):(4)涂裝中如遇雨天，應(yīng)作特殊處理。防銹處理如遇雨應(yīng)停止，對已處理表面應(yīng)重新處理。噴漆中遇雨，應(yīng)立即停噴，已涂裝部位，在下次施工前檢查，如有氣泡、起皺、剝落等病變，應(yīng)處理后再行施工。涂裝質(zhì)量應(yīng)按鐵路鋼橋涂裝（TB/T1527-2004）規(guī)定辦理。1.1.1.1.2.2.7 半成品構(gòu)件的運輸與存放根據(jù)施工安裝順序，統(tǒng)一對

10、全橋鋼管拱各半成品構(gòu)件進行順序編號、標記和存放。在轉(zhuǎn)運、堆放過程中，嚴防構(gòu)件被碰撞、擠壓而變形或損傷。1.1.1.1.2.2.8 鋼管拱預(yù)拼（1）分節(jié)段檢查鋼管拱分節(jié)段在加工廠中加工好以后，首先要檢驗各節(jié)段的線型、焊縫檢查、吊點輔助結(jié)構(gòu)、吊桿輔助結(jié)構(gòu)的檢查，可先在平整場地上按平面放出大樣，再把已加工成形的節(jié)段精確安放在臺面上，用鋼尺測量誤差，合格后進行編號。（2）節(jié)段拼裝檢查拱肋成型是否符合設(shè)計線型是成橋的關(guān)鍵，因此，拱肋節(jié)段制作完成后，須通過預(yù)拼對其跨徑、拱軸線、水平度(拱軸線橫向偏移)及吊桿位置準確性進行全面檢查，為工地吊裝做好準備。拱肋工廠預(yù)拼采用臥式整片預(yù)拼方案。預(yù)拼方式：完全按照節(jié)段

11、工地吊裝順序，由拱腳預(yù)埋段開始，自兩端對稱進行，合龍段每端加長10cm作為節(jié)段制作余量（待工地安裝時切除），其它節(jié)段均切除制作余量（僅保留環(huán)縫間隙余量）。 控制要點：1）選擇具有足夠剛性的平面場地、空間，配備相應(yīng)吊裝設(shè)備、胎架等。2）檢測儀器送專門計量單位校驗。3）按編制好的預(yù)拼工藝制訂預(yù)拼方案。4）按預(yù)拼方案進行預(yù)拼，妥善保管預(yù)拼測量數(shù)據(jù)，并采取一定措施保護好預(yù)拼控制點，以備安裝時使用。5）通過工廠預(yù)拼，檢測了拱肋節(jié)段的加工精度，最大限度的消除拱肋節(jié)段的加工偏差，完成工地吊裝的各項準備工作。1.1.1.1.2.2.9 鋼管拱加工及預(yù)拼質(zhì)量控制要求1)對所有全溶透焊縫要100%進行超聲波檢測，

12、對T型焊縫及超聲波認為的疑問之處，應(yīng)以x射線拍片;所有焊縫均需作10%以上X射線拍片檢查.焊縫質(zhì)量達到CB50205一2 001的一級焊縫要求。焊縫強度要求與母材等強，焊縫高度he=s，焊縫余高c應(yīng)趨于零。2)熔透性焊縫:焊縫質(zhì)量達到GB502505一2001的一級標準，并按規(guī)定作100%的超聲波探傷和不少于10%的X射線抽樣檢查。3)啞鈴型綱管結(jié)構(gòu)的驗收，除本設(shè)計有規(guī)定的之外，按鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GBS50205一2001進行。1.1.1.1.2.3 鋼管拱安裝方案1.1.1.1.2.3.1 總體方案連續(xù)梁懸臂澆筑合龍后，在橋面上搭設(shè)支架和工作平臺，主拱肋用汽車吊在地面上進行分段起吊

13、安裝，由拱腳至跨中對稱安裝，每段拼裝完成后用在支架平臺上用鋼楔支承固定，并設(shè)置防傾覆支撐，調(diào)整線形后安裝相應(yīng)橫撐和斜撐，然后進行轉(zhuǎn)體，轉(zhuǎn)體到位后架設(shè)跨中合龍段，合龍后安裝跨中橫撐和斜撐， 再進行C55補償收縮混凝土灌注，吊桿安裝及張拉。機械設(shè)備、臨時工程配置如下表2.4.11-1、2所示。表2.4.11-1 機械設(shè)備表序號名稱規(guī)格數(shù)量備注1攪拌站1座2混凝土罐車6M312臺3混凝土輸送泵6臺4千斤頂120T8臺配相應(yīng)油表5電焊機8臺6汽車吊25T2臺7汽車吊200T2臺表2.4.11-2 臨時支架數(shù)量表序號名稱規(guī)格單位數(shù)量1支架48*3.5mmt631.242鋼管48*mmt10.93槽鋼10

14、0mmt27.21.1.1.1.2.3.2 拱肋安裝防護措施為防止拱肋安裝時焊渣及雜物掉落對淮河航運造成影響，在主跨梁翼板兩側(cè)設(shè)置防護柵欄進行防護。防護柵欄采用架子管與密目網(wǎng)進行防護，下橫桿與梁體預(yù)埋防護墻及豎墻鋼筋進行焊接固定，總桿上下間距不大于0.8m,立桿縱向間距不大于1.5m一根，立桿與總桿采用十字口進行連接，防護柵欄總高度不小于1.5m，防護柵欄下部鋪5mm鋼板60cm高，其余設(shè)置欄桿掛密目鐵絲網(wǎng)進行防護。1.1.1.1.2.3.3 鋼管拱的安裝鋼管拱拼裝內(nèi)部矮支架內(nèi)支架由碗扣支架構(gòu)成，按拱軸線形布置，滿堂支架橫橋向間距0.5m，縱橋向間距0.8m，橫桿步距1.2m，順橋向每隔2.4

15、m設(shè)橫向剪刀撐，每6m設(shè)縱向剪刀撐。鋼管架頂?shù)卓诎惭b50cm長的可調(diào)座，以便卸架和標高調(diào)整，支架搭設(shè)前按照拱圈坐標在主梁上確定出拱架鋼管位置，人工拼裝拱架。拱肋直接由吊車在橋面胎架上拼裝。拱肋豎向轉(zhuǎn)體施工體系鋼管拱肋采用豎轉(zhuǎn)扒桿吊裝進行施工，其工作內(nèi)容為將中拱分成兩個半拱在橋面矮支架（胎架）上焊接完成，經(jīng)過對焊接質(zhì)量、幾何尺寸、拱軸線的驗收合格后，由豎在兩個主墩頂部的兩副扒桿分別將其拉起，在空中對接合攏。扒桿吊裝系統(tǒng)由以下部分組成：起吊和平衡系統(tǒng)、扒桿、扒桿背索和主地錨、拱腳旋轉(zhuǎn)裝置。起吊系統(tǒng)包括：卷揚機、起吊索組等；平衡系統(tǒng)包括：平衡梁、吊索等。起吊系統(tǒng)選用2對2000KN的滑輪組，起重索選

16、用39鋼絲繩，采用雙聯(lián)穿法，通過平衡梁上導(dǎo)向滑輪將兩對滑輪組串聯(lián)起來，選用2臺200KN卷揚機。平衡系統(tǒng)采用36mm后16mm鋼鋼板焊接制成，上下端的吊耳通過軸銷分別與起重索和吊索的滑輪相連，平衡梁要求有足夠的強度和較大的剛度，在起吊過程中起到一個剛性扁擔的作用。扒桿由兩根鋼管立柱和頂部鋼板焊接橫梁組成，扒桿底部設(shè)一塊鋼板，并與立柱焊連。扒桿面內(nèi)設(shè)橫向和剪力撐，面外設(shè)槽鋼，以加強其剛度，扒桿屬于偏心受壓構(gòu)件，應(yīng)按偏心受壓構(gòu)件進行穩(wěn)定性驗算。扒桿底腳板放置于墩頂，并在腳板下放置5cm木板。扒桿背索及主地錨：每副扒桿設(shè)四副背索，每副背索分上下兩段，上段采用56鋼絲繩，下段用1000KN滑輪組，以調(diào)

17、整背索索力。主地錨采用L型臥式鋼筋混凝土地錨，地錨的抗滑、抗傾覆、抗拔按安全系數(shù)大于2進行驗算。拱腳旋轉(zhuǎn)裝置：采用厚度36mm鋼板在工廠配對沖壓制成，在弧形鋼板之間涂上黃油，以減少摩擦力。鋼管拱肋豎轉(zhuǎn)吊裝施工順序安裝拱肋胎架安裝拱腳旋轉(zhuǎn)裝置安裝地錨安裝扒桿和背索拼裝鋼管拱肋安裝起吊和平衡系統(tǒng)起吊青島側(cè)半拱起吊連云港側(cè)半拱拱肋合攏拱肋標高調(diào)整焊接合攏接頭拆除扒桿封固拱腳。1.1.1.1.2.3.4 合龍段安裝合龍前對兩端缺口標高、坐標、長度進行精確觀測，每隔2小時觀測一次，以把握不同溫度時缺口的變化情況，并連續(xù)觀測合龍段本身的長度變化情況。根據(jù)觀測結(jié)果，確定合龍段的長度，選擇在夜間最底溫度合龍，

18、焊接拱頂合龍?zhí)坠?，完成拱肋合龍?？缰懈拱逶诠绊敋夤芴庮A(yù)留70cm左右空間，待拱肋鋼管混凝土灌注完成后再焊接。1.1.1.1.2.3.5 橫撐和斜撐安裝橫撐和斜撐安裝應(yīng)左右對稱進行，每節(jié)段主拱肋安裝后安裝相應(yīng)吊裝段的橫撐和斜撐，最后進行跨中橫撐和斜撐的安裝。接頭施焊應(yīng)上、下游對稱進行，避免拱肋移位或變形。鋼管拱工地組拼半跨拱肋的允許偏差為：節(jié)段間接縫錯邊量，中間鋼管3mm、其余鋼管2mm；拱肋軸線橫向偏量±12mm，拱肋軸線豎向偏量-6mm+12mm。合龍狀態(tài)精度控制目標（剔除不對稱的預(yù)拱度影響后）：兩半跨對稱點高程差，偏差同號且20mm；拱肋扭轉(zhuǎn)（內(nèi)外側(cè)鋼管頂高差）3mm。1.1.1

19、.1.2.3.6 拱肋C55補償收縮混凝土灌注（1）拱肋混凝土的灌注采用一從低處往高處的泵送頂升法，弦管內(nèi)混凝土采用一級泵送，綴板內(nèi)混凝土采用兩級泵送，泵送混凝土除要有合理的配合比與恰當?shù)耐饧觿┩?，泵送前宜壓入清水，潤濕管壁，再壓入一定?shù)量的水泥漿作先導(dǎo)，然后再泵送無收縮混凝土。(2)泵送混凝土的速度應(yīng)協(xié)調(diào)一致，遵循對稱、均勻的原則。泵送順序為先上管、后下管、再綴板，當上一環(huán)混凝土達到設(shè)計強度90%后才可泵送下一環(huán)混凝土。(3)泵送過程中，專業(yè)質(zhì)檢人員可用敲擊法判斷管內(nèi)混凝土的填充情況，如有空隙應(yīng)及時用體外加震法解決。拱肋混凝土達到設(shè)計強度后應(yīng)用超聲波探查填充情況，不符合規(guī)范要求的必須采用鉆孔

20、壓漿法補強。拱肋混凝土灌注采用頂升法灌注C55補償收縮混凝土技術(shù)。施工之前，應(yīng)進行工藝可靠性試驗，采用的施工工藝應(yīng)得到建設(shè)、設(shè)計監(jiān)理等單位的認可。1.1.1.1.2.3.7 吊桿安裝及張拉兩道拱肋共設(shè)44對吊桿，采用PES（FD）7-61型吊桿索。第一根吊桿距離支點19.5m，其余吊桿中心間距均為9.0m。待鋼管混凝土拱肋內(nèi)鋼管混凝土強度及彈性模量達到設(shè)計強度的90%且齡期不小于10天后，安裝吊桿,按設(shè)計要求順序?qū)Φ鯒U預(yù)施初張力，每一片拱肋對稱的吊桿應(yīng)同時張拉，安裝防水罩，待所有吊桿完成后，拆除拱肋支架。施工二期恒載及橋面系后，實測吊桿力并反饋至設(shè)計單位檢查其是否符合設(shè)計，不符合設(shè)計時查明原因。1.1.1.1.3 鋼管拱線型施工監(jiān)控方案鑒于本施工方法的特點，成拱后的拱軸狀態(tài)（包括軸線長度、標高等）不僅取決于構(gòu)件在工廠下料加工的狀況，而且也受現(xiàn)場架設(shè)工藝及監(jiān)控措施的影響。在拱肋形成前，結(jié)構(gòu)呈多“鉸”狀態(tài)，其縱、橫向穩(wěn)定性很差，因此，鋼管拱架設(shè)過程中必須采取相應(yīng)的措施進行施工控制，保證拱肋的穩(wěn)定性以及各節(jié)段接頭標高和線形符合設(shè)計要求。本橋線形監(jiān)控