下承式鋼管混凝土剛架系桿拱橋施工技術(shù)

1、(無(wú))錫宜(興)高速公路京杭運(yùn)河特大橋下承式鋼管混凝土系桿拱橋施工技術(shù)1、工程概況京杭運(yùn)河特大橋是(無(wú))錫宜(興)高速公路中的一座特大型橋梁,位于錫宜高速公路K10+328.23處(橋梁中心樁號(hào)),全長(zhǎng)1028m,共43跨。該橋在第19跨內(nèi)跨越河面寬度約80 m的京杭大運(yùn)河,其上部結(jié)構(gòu)體系為鋼管混凝土下承式剛架系桿拱橋?？鐝綖?0m, 橋梁與運(yùn)河呈76.56°交角,拱軸線為二次拋物線,矢跨比為1/5,矢高f=18.0m。設(shè)計(jì)荷載:汽車(chē)超20,掛車(chē)120。拱肋在端部10m由圓端形截面變成啞鈴形截面,由2根1000mm×14mm的16Mn鋼管組成,高2.5m,寬1.0m。鋼管和

2、腹板內(nèi)灌筑C50無(wú)收縮微膨脹混凝土,拱腳外包高3.0m、寬1.6m的實(shí)心截面C50混凝土。兩拱肋間設(shè)5道一字形風(fēng)撐,以保證拱肋的橫向穩(wěn)定。本橋系桿采用Rby=1860MPa的OVMXG15-19可換索式環(huán)氧涂層鋼絞線束,共12×2束。錨具為OVM可換索式系桿錨具。吊桿采用PES7-73拉索,其中7mm鍍鋅鋼絲Rby=1670MPa,HVMLZM7-73冷鑄墩頭錨錨固。吊桿間距均為5.0 m。主橋橫梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土工字梁,共16根,橋面行車(chē)道采用5m跨徑的鋼筋混凝土實(shí)心板梁,并與橫梁固結(jié)。主橋橋墩為鋼筋混凝土柱式墩,橋墩縱向?qū)?.5 m,橫向?qū)?.0 m?；A(chǔ)為1.5m的鉆孔樁,承臺(tái)

3、為6.5m×6.5m×3m的分離式承臺(tái),中間用系梁連接。設(shè)計(jì)通航凈空為50m×8m。主橋縱橫斷面布置見(jiàn)圖1。圖1拱肋縱斷面及1/2橫斷面示意(單位:cm)由于該橋施工本身具有一定的難度,加上大橋所跨越的京杭大運(yùn)河是蘇南地區(qū)水上運(yùn)輸?shù)狞S金干道,因此,對(duì)大橋施工提出了較高的技術(shù)要求:(1)在施工期間,每次斷航的時(shí)間不得超過(guò)6h;(2)施工時(shí)間正好是東南風(fēng)盛行的季節(jié),不利于吊裝作業(yè);(3)安裝時(shí)線形控制難度較大,合龍作業(yè)要求準(zhǔn)確快速;(4)最大限度節(jié)約成本,縮短工期,降低施工難度。2、主橋拱肋施工方案選擇拱肋施工的參考方案可以歸納為纜索吊裝法;浮吊塔扣法;豎向提升就位法

4、和浮吊吊裝法四種方案。(1)纜索吊裝法本方案是設(shè)計(jì)圖中推薦的方案。鋼管拱肋采用60 t纜索吊機(jī)分3段無(wú)支架法吊裝施工,該工藝對(duì)于一般性的拱橋而言,施工工藝成熟,有專(zhuān)用的施工機(jī)械設(shè)備,有一定的優(yōu)點(diǎn):采用強(qiáng)度高、承載力大、延伸量小、變形穩(wěn)定的低松弛鋼絞線作扣索,減少了吊裝過(guò)程中不穩(wěn)定的非彈性變形;采用千斤頂張拉系統(tǒng)對(duì)斜拉索加卸張力,具有張拉能力大,行程、索力調(diào)整準(zhǔn)確,錨固可靠等特點(diǎn);作為施工監(jiān)測(cè)的依據(jù),可以準(zhǔn)確計(jì)算拼裝過(guò)程中各階段的索力、延伸量;對(duì)航運(yùn)影響小,不需要封航。拱肋混凝土采用混凝土輸送泵從拱腳壓注到拱頂。缺點(diǎn):施工中需要搭設(shè)的臨時(shí)索塔高達(dá)60m,組拼難度較大;空中拱肋對(duì)接、線形調(diào)整復(fù)雜繁

5、瑣;臨時(shí)地錨位于軟土地段,耗用的材料較多;工程量大,高空作業(yè)多,機(jī)械設(shè)備造價(jià)高,臨時(shí)設(shè)施投入大。鑒于本橋的特點(diǎn),經(jīng)專(zhuān)家論證,此方案不宜用于本橋的實(shí)際施工中。(2)浮吊塔扣法在一側(cè)的主橋墩上組拼索塔,單根拱肋分成2段制作后,采用2臺(tái)50 t浮吊吊起一段拱肋就位后,安裝扣索并張緊,調(diào)整拱肋至設(shè)計(jì)線形,加設(shè)側(cè)向纜風(fēng),保證拱肋的側(cè)向穩(wěn)定,利用相同的辦法吊裝另一半,焊接合龍端接頭,最后安裝橫撐,形成穩(wěn)定的兩鉸拱。此方案與纜索吊比較,在技術(shù)上具有一定的優(yōu)點(diǎn):節(jié)省了臨時(shí)塔架材料、地錨耗材以及配套的扣索材料;吊裝合龍操作簡(jiǎn)單,便于操作;有利于對(duì)高程、中線進(jìn)行控制。拱肋混凝土采用混凝土輸送泵從拱腳壓注到拱頂。缺

6、點(diǎn):整個(gè)吊裝過(guò)程需要在封航的條件下進(jìn)行;在主墩上組拼的索塔高度約40 m,組拼難度較大;在航道部門(mén)規(guī)定的時(shí)間內(nèi),無(wú)法完成一段拱肋的吊裝工作;拱肋在空中停留的時(shí)間長(zhǎng),高空作業(yè)量大,危險(xiǎn)性大,施工周期長(zhǎng)。由于京杭運(yùn)河上運(yùn)輸繁忙,無(wú)法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的封航,故此方案無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)行。(3)豎向提升就位法將整根拱肋先分成3段制作安裝,其中兩邊段和兩邊臨時(shí)橫撐考慮在岸邊搭懸臂膺架采用少支架法安裝,中間段兩肋連同臨時(shí)橫撐在岸上拼裝,整體浮運(yùn)到橋位,利用膺架設(shè)置提升設(shè)備將中段提升到位、合龍;然后解除中段臨時(shí)橫撐。此方案在技術(shù)上是可行的,也具有一定的優(yōu)點(diǎn),表現(xiàn)在:只需要組拼25 m高的塔架,降低了塔架成本和地錨耗材;

7、拱肋線形容易控制, 安裝過(guò)程中的穩(wěn)定性較好,高空作業(yè)量小。拱肋混凝土采用混凝土輸送泵從拱腳壓注到拱頂。缺點(diǎn):需要封航,且每次的封航時(shí)間要超過(guò)6h;沒(méi)有類(lèi)似工程經(jīng)驗(yàn),施工難度較大;工藝復(fù)雜,結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換復(fù)雜,需要增加提升設(shè)備的投入,成本較大。此方案斷航時(shí)間較長(zhǎng),需連續(xù)斷航3d以上,難以滿足航道部門(mén)的要求,故此方案亦難以實(shí)施。(4)浮吊吊裝法拱肋在工廠先分成4段加工,再在現(xiàn)場(chǎng)分2段拼裝,采用3臺(tái)50 t浮吊分別吊裝就位后,空中合龍對(duì)接,焊接永久風(fēng)撐,最后成拱完成體系轉(zhuǎn)換。此方案具有以下特點(diǎn):技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì),不需要扣索塔架和纜索吊機(jī),投入少;每次水上吊裝作業(yè)的時(shí)間均能夠滿足航道部門(mén)的要求,而且施工隊(duì)

8、伍均有成熟的施工經(jīng)驗(yàn),危險(xiǎn)性小;改善了操作人員高空作業(yè)的工作環(huán)境,提高了安全感和工作效率,施工設(shè)備的自動(dòng)化程度得到提高,操作方便靈活,安全性好,可靠性高;施工工序簡(jiǎn)潔,操作的規(guī)范化程度較高,操作規(guī)程明確,施工進(jìn)度迅速。此方案得到了業(yè)主組織由東南大學(xué)、江蘇省交通科學(xué)研究院、江蘇省交通廳、中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院及設(shè)計(jì)單位的專(zhuān)家參加的專(zhuān)題方案論證會(huì)的認(rèn)可。經(jīng)過(guò)專(zhuān)家論證認(rèn)為,能解決施工中的難點(diǎn),可操作性好,施工快捷,能夠滿足工期的需要。采用此方案施工與投標(biāo)采用的設(shè)計(jì)方案相比降低成本約120萬(wàn)元。因此,決定采用此方案施工。圖2 90 m剛架系桿拱施工程序3、主橋施工程序主橋上部90 m剛架系桿拱施工程序見(jiàn)圖

9、2。4、拱肋、風(fēng)撐安裝方案4.1方案總體布置采用3臺(tái)50 t浮吊無(wú)支架法安裝,即每根啞鈴型截面的鋼管拱肋在工廠分4段加工制作,在車(chē)間驗(yàn)收合格的拼裝平臺(tái)上試拼,使其軸線、平整度及對(duì)接接頭尺寸符合要求后用汽車(chē)運(yùn)至橋頭北岸,汽車(chē)吊卸車(chē),在現(xiàn)場(chǎng)的拼裝平臺(tái)上再組拼成1/2拱肋,(單段吊裝重量約43 t)。先用2臺(tái)起吊能力50t拔桿高度40m的1#浮吊和2#浮吊就位南岸拱肋,待拱肋下端與拱腳臨時(shí)鉸接后前端2#浮吊繼續(xù)吊著拱肋撤出1#浮吊,然后再用1#浮吊和3#浮吊將北岸另一段1/2拱肋吊運(yùn)至孔位處與其對(duì)接。對(duì)接時(shí)先將下端與拱腳鉸接,再空中對(duì)接,待空中調(diào)整好接頭位置時(shí)立即對(duì)其鎖定,最后調(diào)整臨時(shí)拱腳接頭,使拱

10、肋軸線,高程符合設(shè)計(jì)要求,待兩側(cè)系好纜風(fēng)繩,3臺(tái)浮吊緩緩松鉤。兩根拱肋全部就位后立即設(shè)置3道臨時(shí)風(fēng)撐,并安裝永久風(fēng)撐,保證其橫向穩(wěn)定。4.2拱肋安裝拱肋安裝是本橋施工的一個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)目,在安裝時(shí)重點(diǎn)解決好拱肋的穩(wěn)定問(wèn)題及拱肋準(zhǔn)確合龍問(wèn)題。吊裝方法采用2臺(tái)浮吊抬吊法安裝,吊裝采用兩點(diǎn)起吊,經(jīng)計(jì)算吊點(diǎn)分別設(shè)在距拱肋兩端12.5m的位置處。經(jīng)計(jì)算吊點(diǎn)處實(shí)際發(fā)生的最大彎矩,剪力。根據(jù)拱肋組合斷面幾何特性F=1063.9cm2,W=86136.5cm3和鋼板的許允應(yīng)力,計(jì)算出拱肋允許承受18087kN·m的彎矩,大于實(shí)際發(fā)生彎矩的24.2倍;允許剪力1277kN,大于實(shí)際發(fā)生剪力的5.94倍。當(dāng)處

11、于1臺(tái)浮吊吊著拱肋一端,另一端與拱腳臨時(shí)鉸接狀態(tài)時(shí),浮吊起吊力最大為F=305 kN,按此選擇吊裝鋼絲繩為6×37+1-47.5-1700,總破段斷拉1430kN。拱肋中部最大彎矩,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于拱肋允許彎距。4.2.2 拱肋接頭合攏圖3 空中接頭鎖定及微調(diào)示意圖先將南岸1#拱肋節(jié)段拱腳臨時(shí)鉸接,并使前端高于設(shè)計(jì)位置1530cm,然后用2臺(tái)浮吊將2#拱肋節(jié)段的前端往襯管里面插入,再通過(guò)設(shè)置在端部的接頭螺栓拉桿將空中接頭鉸接,最后對(duì)位拱腳臨時(shí)鉸,打入定位鋼楔,檢查接頭符合要求后用鋼板立即鎖定,繼續(xù)調(diào)整拱肋軸線,最后對(duì)接頭采用手工電弧坡口焊分34層焊滿且略高于母材1mm,并對(duì)焊縫采用超聲波10

12、0%探傷檢測(cè),焊縫符合級(jí)焊縫,如有缺陷立即修補(bǔ)。為確保拱肋準(zhǔn)確合攏,采取以下措施:為使空中接頭安裝時(shí)調(diào)位方便,使其接頭處形成上下錯(cuò)口,錯(cuò)開(kāi)距離約1m;端頭設(shè)6個(gè)M48拉桿螺栓,做臨時(shí)鉸連接;在接頭一端的上下管設(shè)長(zhǎng)20cm內(nèi)襯管,襯管外徑略小于上下鋼管的內(nèi)徑23mm,前端5cm作成錐臺(tái)形,起導(dǎo)向作用;上下管上弧設(shè)4個(gè)鋼盆,打入鋼楔緊固端頭;合龍前1d,確定合龍溫度(每1溫度變化對(duì)拱肋長(zhǎng)度影響1.1mm),實(shí)測(cè)臨時(shí)鉸之間的弦長(zhǎng),據(jù)此條件,現(xiàn)場(chǎng)精確下料長(zhǎng)度;合龍時(shí),浮吊的定位采用在水中拋4個(gè)定位錨、在岸邊拉纜繩來(lái)實(shí)現(xiàn)。拱肋空中接頭鎖定及微調(diào)見(jiàn)圖3。拱肋穩(wěn)定措施單根拱肋的橫向穩(wěn)定主要采取設(shè)置8根纜風(fēng)繩

13、來(lái)保證,當(dāng)拱肋調(diào)整好軸線后立即安裝纜風(fēng),并用5t手拉葫蘆收緊纜風(fēng)繩。2根拱肋安裝后,分別在拱肋1/4、1/2處附近設(shè)置3道臨時(shí)風(fēng)撐(避開(kāi)永久風(fēng)撐位置),然后安裝永久風(fēng)撐,保證拱肋的橫向穩(wěn)定。4.3風(fēng)撐安裝圖4風(fēng)撐安裝示意用汽車(chē)吊將存放在北岸岸邊的風(fēng)撐裝船并運(yùn)到浮吊跟前,用1臺(tái)50 t浮吊將風(fēng)撐就位于設(shè)有擱置點(diǎn)的風(fēng)撐接頭上,通過(guò)橫向加索調(diào)整拱肋間距符合要求后立即進(jìn)行接頭焊接。先吊裝中間風(fēng)撐,再吊裝兩側(cè)風(fēng)撐。風(fēng)撐在安裝前,復(fù)測(cè)2根拱肋之間的距離,準(zhǔn)確確定風(fēng)撐的長(zhǎng)度。風(fēng)撐安裝示意見(jiàn)圖4。5、系桿安裝在空中安裝長(zhǎng)90多m,重約2.5t的系桿是本橋的難點(diǎn)之一。為確保系桿在安裝過(guò)程中不被損傷,以及確保系桿

14、在分次張拉時(shí)不發(fā)生滑移現(xiàn)象,除了選用大型專(zhuān)業(yè)廠家的帶有防脫落裝置的OVM可換式系桿錨具外,還選擇了“懸掛式棧橋”方案安裝系桿。5.1懸掛式棧橋(1)按照拱橋吊桿的間距,在每根拱肋吊桿位置的內(nèi)外側(cè),分別安裝1根用16mm鋼絲繩制作的吊索。吊索的上端通過(guò)繩套固定在吊桿上錨頭墊板上,下端連接一個(gè)花籃螺絲和“U”形卡,花籃螺絲用來(lái)調(diào)整棧橋的高程,可調(diào)整范圍為010cm。16mm鋼絲繩的長(zhǎng)度通過(guò)吊桿上錨頭墊板高程和下排系桿的底高程來(lái)計(jì)算。每個(gè)吊桿位置處設(shè)2根鋼絲繩吊索,單根拱肋共32根。(2)采用12號(hào)槽鋼制作長(zhǎng)1.2m的橫梁,在距橫梁兩端10cm處用16鋼筋焊接吊耳,人工在拱肋工作平臺(tái)上把“U”形卡與

15、16 mm鋼絲繩吊索連接配套。(3)完成上述步驟后,用繩索從拱肋上放下吊索與橫梁就位,使其處于懸掛狀態(tài)。(4)人工在拱肋上從拱的一端拉一根繩索到另一端,且需穿在2排16鋼絲繩的中間;然后,利用繩索在單根拱肋的兩側(cè)、2排16鋼絲繩的中間各拖拉1根j15.24的鋼絞線,并依次穿過(guò)所有的16鋼絲繩和兩端拱腳預(yù)埋孔道到另一端。(5)采用24 t千斤頂對(duì)每根鋼絞線施加50kN的拉力,作為“扶手索”和抗風(fēng)索,供工人鋪設(shè)棧橋使用,又可用來(lái)維持棧橋的平穩(wěn)。圖5系桿懸掛棧橋示意(單位:cm)圖5鋼絞線扶手索預(yù)留孔道位置示意(單位:cm)(6)在棧橋上順橋向按25 cm的間距鋪4根腳手架鋼管,鋼管與槽鋼和橫梁之間

16、采用鐵絲捆綁,上鋪竹籬笆。(7)鋼絲繩吊索和鋼絞線扶手索之間用卡子連接成整體,并在兩側(cè)掛好安全網(wǎng),完成懸掛棧橋的安裝。系桿懸掛棧橋示意見(jiàn)圖5;鋼絞線扶手索預(yù)留孔道位置見(jiàn)圖6。5.2系桿安裝要點(diǎn)(1)順橋向在拱腳外側(cè)(橫梁或拱腳下方的地面)固定1臺(tái)3 t的卷?yè)P(yáng)機(jī),卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩依次穿過(guò)拱腳預(yù)埋管、懸掛棧橋和另一端的拱腳預(yù)埋管。(2)將系桿索盤(pán)置于卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)面拱腳處放置的放線盤(pán)架上,系桿索一端通過(guò)錐形導(dǎo)向,利用連接器與卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩連接在一起。(3)啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī),把系桿索緩慢拉過(guò)預(yù)埋管、懸掛棧橋,最后穿出另一側(cè)的預(yù)埋管。穿索前在預(yù)埋管口鋪放一層四氟板或麻布?jí)|以保護(hù)PE層不被劃傷,并安排2名工人在懸掛棧橋上

17、指揮,發(fā)現(xiàn)系桿導(dǎo)向頭滑到棧橋邊緣時(shí)立即指揮卷?yè)P(yáng)機(jī)停機(jī),進(jìn)行糾偏。(4)用手拉葫蘆,配合卷?yè)P(yáng)機(jī)將系桿索拉直,并確保能輕輕來(lái)回移動(dòng);剝除系桿索外露部分以及預(yù)埋管內(nèi)一定長(zhǎng)度的PE保護(hù)層,并清除其上的油脂和環(huán)氧噴涂層。(5)用砂輪切割機(jī)割去多余預(yù)留系桿索工作長(zhǎng)度。(6)安裝系桿索兩端的錨具、夾片,解除臨時(shí)固定。5.3系桿張拉系桿張拉選用4臺(tái)YCW400型千斤頂配ZB500高壓油泵兩側(cè)對(duì)稱(chēng)同步張拉,油壓值和伸長(zhǎng)量雙控。其張拉要求為:系桿分批、分次加載,張拉程序必須符合設(shè)計(jì)要求;兩端同時(shí)開(kāi)機(jī)張拉,緩慢加載;要嚴(yán)格控制拱肋、拱腳和墩頂?shù)汝P(guān)鍵部位的變形在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi);當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)噸位后,穩(wěn)壓510 min;

18、系桿張拉完成后,安裝減振器,進(jìn)行錨頭的注油防腐工作等,采用的油脂和環(huán)氧鐵砂砂漿必須滿足設(shè)計(jì)要求,灌筑工藝必須要求密實(shí);張拉設(shè)備性能良好,千斤頂和油壓表配套標(biāo)定;張拉工作要對(duì)稱(chēng)、同步,讀數(shù)要準(zhǔn)確,記錄全面真實(shí),張拉順序和張拉力符合設(shè)計(jì)要求。6、吊桿、橫梁、縱梁的安裝6.1吊桿安裝本橋吊桿按設(shè)計(jì)要求其下料長(zhǎng)度在標(biāo)準(zhǔn)溫度15、無(wú)應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行控制。短吊桿采用下穿法安裝,即用50t浮吊將吊桿上端吊起,下端從拱肋頂部的孔道內(nèi)將其穿入,并緩緩使其下落,擰上上端錨頭螺母即可。對(duì)于長(zhǎng)吊桿,采用上提法安裝,即卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩自上而下穿過(guò)拱肋吊桿孔道,然后下端鋼絲繩套上錨頭大螺母并系住吊桿上端,卷?yè)P(yáng)機(jī)將其提升就位,擰

19、緊吊桿上端錨頭大螺母。6.2 橫梁安裝橫梁在運(yùn)河北岸、線路左側(cè)設(shè)16個(gè)臺(tái)座集中一次預(yù)制完半幅橋的橫梁,在預(yù)制時(shí)已在兩端梁下安裝有鋼軌滑道,只要用千斤頂分別將梁端頂起向梁下安裝滑床板,然后兩端各用1臺(tái)5t慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)及滑輪組牽引至河邊,最后用50t浮吊裝船運(yùn)至浮吊旁邊,采用2臺(tái)50t浮吊按抬吊的方法將船上的橫梁吊起,并超過(guò)橫梁底標(biāo)高510 cm,人工將吊桿穿入橫梁預(yù)埋N11鋼管內(nèi),緩慢提升橫梁到一定高度后擰緊下端錨頭螺母,然后緩慢地松下吊鉤,依次對(duì)稱(chēng)安裝完剩余橫梁,最后用YCW250型千斤頂在拱肋上部調(diào)整各橫梁頂部標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求,擰緊上端錨頭螺母,安裝減震器,進(jìn)行錨頭的注油防腐工作等。橫梁橫移拖

20、拉力時(shí),根據(jù)F4滑板與鋼軌的摩擦系數(shù)=0.07及橫梁重量480kN,計(jì)算得拉力F=33.6kN,拖拉滑道采用2×2根43kg/m鋼軌,間距a=35cm;鋼軌接頭采用專(zhuān)用夾板,軌面打磨光潔后再涂黃油?；舶逑掳惭b4塊200mm×100mm×21mm聚四氟乙烯滑板,經(jīng)計(jì)算允許應(yīng)力=3MPa<=10MPa。6.3 縱梁安裝在5#、6#系桿張拉到100%的設(shè)計(jì)張拉力后,開(kāi)始安裝縱梁?？v梁安裝方法采用25t汽車(chē)吊直接安裝端頭縱梁,安裝好后,利用該孔橋面作平臺(tái),用貝雷梁拼裝簡(jiǎn)易雙導(dǎo)梁架橋機(jī)安裝其它孔縱梁?？v梁安裝順序由17#墩和18#墩方向向跨中對(duì)稱(chēng)進(jìn)行。由于全橋的吊桿

21、和系桿均為柔性材料,因此,在安裝縱梁時(shí),必須用型鋼將所有的橫梁縱向連接在一起,且橫梁的底部須用鋼絲繩進(jìn)行連接,只有這樣,才能保證安裝縱梁時(shí)橫梁不傾斜,確?？v梁的安裝質(zhì)量。7吊裝過(guò)程中的觀測(cè)控制方案7.1軸線中線偏位的控制進(jìn)行中線偏位觀測(cè)控制時(shí),首先分別在距拱腳2/3處的兩段拱肋內(nèi)側(cè),垂直拱肋腹板,焊接一個(gè)4m長(zhǎng)的、用角鋼制作的水平尺架,角鋼的兩側(cè)表面貼紅色尺面。然后分別在主橋相鄰邊跨引橋的蓋梁上各設(shè)置2個(gè)觀測(cè)點(diǎn),觀測(cè)點(diǎn)距拱肋中線的距離為3m。吊裝時(shí)通過(guò)在4個(gè)觀測(cè)點(diǎn)上的經(jīng)緯儀,來(lái)控制拱肋的軸線偏位。7.2合攏接頭的標(biāo)高控制吊裝前,在每根拱肋合攏接頭一端的正下方,懸掛1個(gè)帶有配重的標(biāo)尺,標(biāo)尺采用方

22、鋼分段制作,每段標(biāo)尺的接頭均采用鉸結(jié),便于浮吊起吊時(shí)分段安裝,同時(shí)又能確保其始終處于豎直的狀態(tài)。方鋼外表4個(gè)面均貼紅色尺面,刻度以拱肋上緣端中線點(diǎn)為零刻度。然后在兩側(cè)主墩端橫梁的中部,各安裝1個(gè)水準(zhǔn)儀,吊裝時(shí)通過(guò)讀取“方鋼倒尺”的讀數(shù),來(lái)控制合攏端的標(biāo)高。8 拱肋混凝土壓注方法8.1 混凝土配合比根據(jù)拱肋內(nèi)壓注C50微膨脹混凝土的要求,設(shè)計(jì)配合比及施工實(shí)際使用的原材料為:水泥:P052.5級(jí);砂:Mx=2.5;石子:525mm連續(xù)級(jí)配碎石;粉煤灰:級(jí)干灰;膨脹劑: UEA-D型, 7d限制膨脹率0.034%;緩凝高效減水劑:NF-1H?；炷僚浜媳雀黜?xiàng)參數(shù)見(jiàn)表1。8.2 壓注方法8.2.1 施

23、工設(shè)備根據(jù)每根拱肋單管混凝土數(shù)量86m3、泵送混凝土高度約40m及混凝土的初凝時(shí)間,確定混凝土拌和設(shè)備的能力和混凝土輸送泵的型號(hào)為:混凝土拌和設(shè)備:JS750型1臺(tái);JS500型2臺(tái),350型2臺(tái)?；炷凛斔捅?HBT60C型2臺(tái)。備用發(fā)電機(jī):2臺(tái)75kW內(nèi)燃型發(fā)電機(jī)。8.2.2 壓注方法采用兩級(jí)接力式(1臺(tái)泵安置于地面,另一臺(tái)泵安置在端橫梁頂面)從拱腳上部的壓注管按照“勻速對(duì)稱(chēng)、間歇低壓”的原則逐根向拱肋內(nèi)壓注混凝土。混凝土坍落度為180200 mm,拱肋1/4以下部位兩端同時(shí)壓注,拱肋1/4以上部位兩端間歇交錯(cuò)壓注。在壓注全過(guò)程中兩端混凝土面高差1 m。當(dāng)壓注增壓管排出混凝土后臨時(shí)停頓10

24、 min,再向拱助內(nèi)補(bǔ)壓少量混凝土后封堵壓注管,拆除、清洗管道或壓注另一根拱肋混凝土。8.3 壓注要求(1)混凝土的坍落度控制在180200 mm。(2)正式壓注前拌制同標(biāo)號(hào)的純水泥漿濕潤(rùn)混凝土輸送泵的管道及拱肋的內(nèi)管壁,以減小壓注混凝土?xí)r摩擦阻力,水泥漿的體積1m32m3。(3)壓注速度:上下管壓注速度v25m3/h,腹腔壓注速度v20m3/h。(4)壓注過(guò)程中兩端混凝土壓注高差1 m。(5)墩頂位移的控制:施工中安排測(cè)量人員用經(jīng)緯儀觀察墩頂水平位移,當(dāng)實(shí)測(cè)墩頂水平位移超過(guò)5mm時(shí)停止壓注混凝土,并對(duì)系桿施加部分預(yù)應(yīng)力后再繼續(xù)壓注混凝土。(6)為了防止腹板撕裂,灌注前對(duì)1/4點(diǎn)處以下腹板采用

25、槽鋼按50cm間距進(jìn)行加固。8.4 鋼管混凝土的密實(shí)性控制(1)壓注微膨脹混凝土,靠混凝土頂升時(shí)自重密實(shí)。在距二次澆筑拱腳混凝土線50cm位置處,(包括上鋼管、下鋼管及綴板內(nèi)腔)各焊接一根125mm長(zhǎng)100cm且?guī)в胁灏彘y門(mén)的壓注管,該管與拱肋上緣線和側(cè)面交點(diǎn)處切線呈25°30°夾角,并避開(kāi)加強(qiáng)鋼箍及吊桿位置,拖式混凝土輸送泵的管道與壓注管的鋼管采用管卡對(duì)接,并在中間加設(shè)橡皮片防止漏漿。(2)采用壓漿法保證管內(nèi)混凝土與鋼管密貼。每壓注完一根單管或腹腔混凝土后,采用錘擊法全面檢查該部位混凝土是否與鋼管密貼,否則進(jìn)行12次壓注C50純水泥漿處理。上鋼管壓注孔設(shè)在管頂,下鋼管設(shè)置

26、壓注孔時(shí)需在已焊接好腹板面上開(kāi)洞,然后再在下管頂部開(kāi)壓注孔,進(jìn)行壓漿處理。(3)在拱肋頂部設(shè)置2根200 mm的增壓管。在拱肋頂部的上鋼管、下鋼管及綴板內(nèi)腔設(shè)好隔倉(cāng)板,在隔倉(cāng)板的兩側(cè)50 cm處設(shè)直徑200mm、長(zhǎng)度2m的鋼管作為壓注混凝土的增壓管,當(dāng)該管冒出正?；炷梁笸Ｖ箟鹤⒐ぷ?使得拱頂充滿混凝土。(4)設(shè)置排氣孔。在上管、腹板頂部每2m設(shè)置20 mm排氣孔,當(dāng)混凝土漿冒出時(shí)立即用木楔封住。在加強(qiáng)箍頂部設(shè)置70mm的排氣孔,防止加強(qiáng)箍處存在空洞。(5)拱腳法蘭線以下的管內(nèi)混凝土采用開(kāi)天窗人工搗固法施工。9勞動(dòng)力安排及主要施工設(shè)備主橋施工勞動(dòng)力組織安排見(jiàn)表2,投入的主要施工機(jī)械設(shè)備見(jiàn)表3。

27、10 安全組織保證措施拱橋施工很容易出現(xiàn)質(zhì)量安全問(wèn)題,就本橋結(jié)構(gòu)而言,施工中必須重視橋墩、拱腳處的應(yīng)力,以及拱肋的穩(wěn)定性控制,加之本橋拱肋吊裝高度約35m,吊裝難度也較大,因此,在安全方面要萬(wàn)無(wú)一失。10.1 施工安全控制點(diǎn)(1)在拱肋安裝、壓注拱肋混凝土、安裝橫梁三個(gè)階段,要注意拱腳、墩身底部處彎距的控制,否則,將造成該處結(jié)構(gòu)的破壞。(2)壓注拱肋混凝土過(guò)程中拱肋鋼管或腹腔可能脹裂,拱肋可能會(huì)發(fā)生平面扭曲或冒頂現(xiàn)象。(3)若系桿出現(xiàn)滑絲,則可能造成下部結(jié)構(gòu)及拱腳的破壞。(4)拱肋、橫梁吊裝過(guò)程中浮吊的穩(wěn)定問(wèn)題,以及在不同工況下浮吊吊力改變后浮吊的起吊能力問(wèn)題。(5)吊桿、系桿的防腐,特別是錨

28、固系統(tǒng)不能被雨水侵蝕,否則,后果不堪設(shè)想。(6)高空作業(yè)防止人員墜落及空中墜物傷及航道行船。10.2 安全措施(1)對(duì)全體施工人員進(jìn)行安全教育,并將本橋施工安全控制點(diǎn)及措施向大家交底。(2)選擇專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行施工。(3)對(duì)橋墩、拱腳、拱肋進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)控,通過(guò)系桿分批、分次張拉的方法,控制墩頂水平位移5 mm,拱腳彎距、墩底部彎距小于設(shè)計(jì)提供的警戒值,確保橋墩安全。(4)吊裝前必須檢查吊機(jī)各關(guān)鍵部件的可靠性和安全性,并進(jìn)行試吊;吊裝過(guò)程中不得超負(fù)荷吊裝;起吊時(shí)指派專(zhuān)人統(tǒng)一指揮,其他人員明確分工。(5)在拱肋上設(shè)置臨時(shí)扶手及防滑鋼筋,作業(yè)人員進(jìn)行接頭焊接時(shí)設(shè)置籠式吊籃。(6)壓注拱肋混凝土及安裝橫梁時(shí)兩側(cè)要對(duì)稱(chēng),并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)提供的各工況順序施工。(7)系桿、吊桿安裝時(shí)要小心,不能損傷防護(hù)套,并做好錨頭防水、防塵。(8)施工人員必須戴安全帽,高空作業(yè)人員一律佩帶安全帶,嚴(yán)禁酒后登高作業(yè)。11 結(jié)語(yǔ)(1)鋼管混凝土拱橋選定方案很大程度上取決于主拱肋的吊裝方案,而選定拱肋吊裝時(shí)關(guān)鍵在于能否保證拱肋安裝安全、拱肋軸線、施工環(huán)境條件及經(jīng)濟(jì)效益。采用浮吊分兩段吊裝的方法較好解決了本橋施工中的難題,縮短了施工工期,保證了施工質(zhì)量,減少了河道的封航時(shí)間,節(jié)約了工程成本,提高了經(jīng)濟(jì)效益。(2)壓注拱肋混凝土?xí)r要兩端對(duì)稱(chēng)進(jìn)行,并事先在拱肋上設(shè)置排氣孔,防止拱肋冒頂及拱肋加勁箍頂端和