大跨徑鋼管拱加工與現(xiàn)場預(yù)拼施工

1、.大跨徑鋼管拱加工與現(xiàn)場預(yù)拼施工摘要： 介紹主跨208 m秭歸龍?zhí)逗哟髽蜾摴芄暗募庸ぶ谱?、現(xiàn)場預(yù)拼和空中對焊等施工技術(shù)。 關(guān)鍵詞： 鋼管混凝土結(jié)構(gòu) 拱橋 橋梁制造 施工 方法 1前言 鋼管混凝土拱橋的 發(fā)展 與 應(yīng)用 在我國僅有十余年的 歷史 ，但發(fā)展很快，已遍及全國廣大地區(qū)， 目前 已經(jīng)建成的就達 20余座，在建的也有20余座。這主要是因為鋼混凝土組合材料的優(yōu)越性決定的。關(guān)于鋼管拱肋的加工、拼裝和成拱工藝，對此類結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)、施工規(guī)范、質(zhì)檢和監(jiān)理程序與指標、施工定額及管理等方面的 研究 和經(jīng)驗雖然有所積累，但仍不多見。廣泛交流施工經(jīng)驗，研究制定和完善該類橋梁統(tǒng)一可行的規(guī)范規(guī)程，探討其施工

2、經(jīng)濟 技術(shù)指標，是目前建造此類橋梁急待解決的課題之一。本文結(jié)合秭歸龍?zhí)逗哟髽虻氖┕嵺`，主要對鋼管拱加工與現(xiàn)場預(yù)拼施工工藝和技術(shù)作簡要介紹，以期能拋磚引玉，供同仁 參考 。 2工程概況 秭歸龍?zhí)逗哟髽蛭挥诤笔★鰵w縣，是三峽工程秭歸移民區(qū) 交通 復(fù)建工程蒲 (莊河)文(化)公路上的一座特大橋。全長280.40 m，孔跨布置為(20+20+208+20) m，橋幅布置為凈-9 m+2×1.0 m人行道。該橋由鐵道部專業(yè)設(shè)計院設(shè)計，湖北省公路建設(shè)總公司(湖北省路橋公司)施工。 本橋主跨為 208 m的中承式鋼管混凝土拱橋，主拱為雙肋桁式無鉸拱，矢高40.530 m，矢跨 比1/4

3、.935。拱軸線采用以懸鏈線為基礎(chǔ)的三次樣條曲線。變截面主拱肋上下弦管中心間距拱腳處為4.439 m，拱頂處為2.2 m。兩條主拱肋橫橋向中心距為11.60 m。全跨共設(shè)11道橫撐和6道X形撐，且均為空鋼管構(gòu)成的桁式梁。每條鋼管拱分19節(jié)段加工制作、預(yù)拼和空中焊接。每節(jié)段一般長度為12 m(拱腳段14.4 m，合龍段4.297 m)，重量為2030 t。全橋鋼管拱總重928 t，其中主拱管重785 t，橫撐(X形撐)重128 t，其余約15 t。主拱架設(shè)采用纜索吊裝法施工，最大設(shè)計吊裝重量為30 t。 3鋼管拱工廠加工制作 鋼管拱的加工制作和現(xiàn)場安裝質(zhì)量直接決定著橋梁的功能和使用壽命。因此，應(yīng)

4、選擇有資質(zhì)、有能力、有經(jīng)驗和有條件的生產(chǎn)廠家在工廠內(nèi)加工制作。當工廠內(nèi)拼裝場地和運輸條件受到限制時，也可以選擇工廠加工與現(xiàn)場預(yù)拼相結(jié)合的辦法。 3.1選材 鋼材質(zhì)量是鋼管質(zhì)量的基礎(chǔ)。本橋設(shè)計采用 16Mn、16Mnq、A3鋼材，其機械性能和化學(xué)成分指標應(yīng)符合 文獻 6的標準。施工采用武鋼生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)鋼材。由監(jiān)理工程師和施工單位負責(zé)人對每批進場的鋼材作質(zhì)量檢查，驗證出廠合格證書和材質(zhì)試驗報告單。其它焊接加工材料應(yīng)滿足設(shè)計和文獻3中的要求。 3.2鋼管卷制 根據(jù)施工圖設(shè)計線形、座標表、預(yù)拱度表等文件資料，在工廠內(nèi)預(yù)拼臺座上將鋼管拱 (包括主拱管、綴板、腹桿、斜撐、橫撐和X形撐)以1：1比例放出施工大

5、樣，量取各構(gòu)件的設(shè)計下料尺寸，并對部分單元構(gòu)件制作紙樣。然后對主拱管2.0 m設(shè)計基本管節(jié)進行卷制?；?管節(jié)必須是整塊鋼板沿鋼板壓延方向卷制而成，采用半自動氧割機下料、滾床卷板機卷制。卷制前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計和規(guī)范要求將與鋼管縱縫和環(huán)縫相對應(yīng)的板邊分別開好坡口，采用縱向氧吹雙面坡口。縱縫在設(shè)置的專用夾具上分3次焊接。成形的鋼管，要采用糾圓機整體校圓。在無應(yīng)力狀態(tài)下管口橢圓度控制在3 mm誤差以內(nèi)。 3.3焊接 焊接施工以文獻 3的規(guī)定為標準。焊縫均按設(shè)計要求全部做超聲波探傷檢查和X射線抽樣檢查(抽樣率大于5%)。焊縫質(zhì)量應(yīng)達到二級質(zhì)量標準的要求。焊接施工前，必須做焊接工藝試驗評定，可參照文獻4附錄

6、15-2的要求進行。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，制定合理的焊接工藝與工藝規(guī)程，指導(dǎo)實際生產(chǎn)。 基本管節(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12.0 m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。胎架長度不小于30 m，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

7、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。 單啞鈴形鋼管拱構(gòu)件制作時，先焊接桁拱拱軸線內(nèi)側(cè)的綴板，然后焊接其處側(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。 3.4腹桿、橫撐(X形撐)單件制作 根據(jù)廠內(nèi) 1：1比例放樣及紙樣，結(jié)合焊接工藝試驗評定參數(shù)，進行400×10 mm腹桿、500×12 mm橫撐(及X形撐)、299×8 mm橫聯(lián)撐桿和隔板等構(gòu)件的放樣與下料。本橋所有鋼管構(gòu)件均在工廠卷制成型。 3.5防腐

8、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。處理方案為： 13號節(jié)段噴砂等級為國標Sa3級，410號節(jié)段噴砂等級不低于Sa2.5級；防腐結(jié)構(gòu)13號節(jié)段第1層為200 m熱噴鋅，第2層為75 m SZ-1G無機富鋅，第3層為30 m SA-1面漆，第4層為20 m 881聚胺脂飾鋅面漆；防腐結(jié)構(gòu)410號節(jié)段第1層為100 m熱噴鋅，第2層為30 m SZ-1G面漆，第3層為20 m聚胺脂鋁粉裝漆(注：13號節(jié)段將被三峽工程庫區(qū)蓄水淹沒)。 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，確保鋼管拱在 2530年內(nèi)不受腐蝕

9、(30年后應(yīng)進行第2次防腐處理)。 3.6半成品構(gòu)件的運輸與存放 由于該橋鋼管拱安裝節(jié)段外形尺寸和安裝重量均很大，這給工廠制作后的運輸 問題 帶來較大困難。該橋地處中低山區(qū)，水陸交通不便，施工環(huán)境較差。大型構(gòu)件從武漢至香溪走水路很方便，但從香溪港起吊上岸，轉(zhuǎn)運現(xiàn)場困難較大。大橋所在的新建蒲文公路，兩岸引道尚未施工。設(shè)備、材料和鋼管拱構(gòu)件進場，只能依靠沿龍?zhí)逗幽掀滦滦薜氖┕け愕馈Ｒ虼?，通過與鋼管拱生產(chǎn)廠家、交通部第二航務(wù)工程局第六工程公司協(xié)商，并征求業(yè)主、監(jiān)理和設(shè)計等方同意，最后決定將原定方案中要求在工廠預(yù)拼的工作量轉(zhuǎn)移到施工現(xiàn)場進行。在工廠內(nèi)將原材料依設(shè)計與施工要求加工成半成品的組合單元構(gòu)件，

10、并作長效防腐處理之后，再運入現(xiàn)場完成剩下的整體桁式拱結(jié)構(gòu)的預(yù)拼焊接成型工作。如此出廠的構(gòu)件一般為 12 m長、重約8.35 t的單啞鈴形鋼管拱分片和組拼用單元桿件。 根據(jù)施工安裝順序，統(tǒng)一對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。 4鋼管拱現(xiàn)場預(yù)拼 經(jīng)過工廠加工制作、進到施工現(xiàn)場的鋼管拱半成品組合單元主要有：單啞鈴形 2-900主拱管84分片、400腹桿(及斜腹桿)420根、500橫撐158根、299橫聯(lián)撐桿225根以及隔板、拱腳連接板等。這些單元構(gòu)件進場后應(yīng)按照拼裝順序分類堆放，逐一進行現(xiàn)場預(yù)拼與安裝。 4.1預(yù)拼臺座制作 現(xiàn)場預(yù)

11、拼按臥式組拼方案施工。預(yù)拼臺座平面布置是根據(jù)設(shè)計圖紙進行坐標換算后的控制參數(shù)來進行施工放樣的。主拱管預(yù)拼臺座縱向可同時制作相鄰兩節(jié)段 (2×12.0 m標準安裝節(jié)段)。橫撐(X形撐)預(yù)拼臺座布置一組，先制作橫撐，再改制X形撐。 臺座為條凳式底座。在 25 m長度范圍內(nèi)設(shè)置有5條橫向條座。條座寬80 cm。12.0 m鋼管端口支承處條座長12.5 m，每節(jié)鋼管中部條座長7.0 m。臺座采用7.5號漿砌片石材料，表面用水泥漿抹平以便測量放樣。臺座埋入地面1030 cm深，要求地基密實、穩(wěn)定。臺座頂面高出地面50 cm，并呈水平。施工時，按制作需要預(yù)埋定位鋼板(位置依測量放樣而定，

12、為500 mm×600 mm×12 mm鋼板)、胎架支承鋼板以及備用錨環(huán)。 4.2胎架制作 在預(yù)拼臺座上制作穩(wěn)固的剛性胎架。按施工大樣尺寸并預(yù)留工作調(diào)節(jié)空間，用鋼板 (厚1016 mm)、型鋼(180220、100160)焊拼成預(yù)拼構(gòu)件的水平支承桿、垂直定位立桿和穩(wěn)定限位斜撐。用經(jīng)緯儀和水準儀控制胎架的水平與垂直精度。鋼管拱預(yù)拼臺座及胎架示意見 4.3主拱管定位 采用經(jīng)緯儀按換算坐標在臺座上放出主拱管的對接口投影線。采用場地龍門吊機將主拱管 2個分片吊入胎架。在留有余長的主拱管兩端放出對接口環(huán)縫樣線。通過調(diào)整定位，使2個分片的管軸線水平間距為設(shè)計坐標值，單個

13、分片上下主管中心線所在平面與胎架水平底線垂直，對接口環(huán)縫樣線與臺座上的對接口投影線重合。精確定位后用限位撐桿焊接固定在胎架上，再用儀器復(fù)查一遍。當幾何尺寸精度控制合格后，割除端口長度余量(長度的確定應(yīng)考慮焊接 影響 )，打好坡口并打磨光順，保證對焊能順利進行。 4.4現(xiàn)場預(yù)拼焊接 將已制備好的接頭支撐桿準確焊拼到主拱管端口附近，距對接口約 30 cm。并具有足夠的剛性，以保持主拱管端口的對接幾何尺寸。腹桿焊接按從下到上、先直腹桿后斜腹桿的順序組拼，焊接時采取對稱交錯、分段反向順序。組拼過程中，嚴格監(jiān)測鋼管拱的組拼尺寸誤差。 由于現(xiàn)場焊接仰焊難度較大，為保證焊縫質(zhì)量，在完成整個節(jié)段的平焊與立焊后

14、，利用龍門吊機將預(yù)拼節(jié)段整體翻身，再焊接另一面焊縫。在翻身前的施工中要注意按要求對仰焊縫作手工電焊打底，并先組拼焊好隔板，翻身過程中要輕柔、平緩，設(shè)置必要的支墊或拉繩，防止沖擊和集中受力。翻身后對原仰焊進行平焊之前，抽樣檢查鋼管拱截面的主要控制尺寸，預(yù)防變形。 預(yù)拼好的安裝節(jié)段，起吊前要在地面焊接好各類吊裝輔助構(gòu)件，設(shè)置橫聯(lián)位置和測量控制標記，安裝焊接檢修通道。 4.5相鄰標準安裝節(jié)段對接口地面處理 為了減少空中對焊精確對位的工作量和施工難度，預(yù)拼成型的安裝節(jié)段必須作對接口的地面預(yù)接和必要的技術(shù)處理。由于鋼管拱在制作的過程中會遇到各種因素的影響，主拱管的橢圓度誤差客觀存在，且兩相鄰節(jié)段接口的橢

15、圓形態(tài)不一致。施工對接時，對接口鋼板 (管壁)相互錯位現(xiàn)象普遍存在，錯位值一般有15 mm、甚至可達到20 mm以上。為此，預(yù)拼現(xiàn)場每組臺座上的兩節(jié)鋼管拱要在起吊前進行預(yù)接整圓，相互對應(yīng)著設(shè)置夾具和記號，使每道對接口的4根鋼管、8個接口端面鋼管圓環(huán)的對接錯位誤差限制在±1 mm內(nèi)。起吊時，相鄰節(jié)段解體后先吊走安裝節(jié)段，再將后安裝節(jié)段移位到已經(jīng)吊走節(jié)段的原胎架位置上，再進行新一節(jié)段的預(yù)拼。這里，隨著節(jié)段的推進，主拱管節(jié)段尺寸亦在隨之變化，胎架上限位撐桿的位置亦需作相應(yīng)的調(diào)整。 4.6空中對焊 本橋鋼管拱采取分節(jié)段焊接成拱。這對鋼管拱的加工制作、現(xiàn)場預(yù)拼和空中對焊以及纜索吊裝 -

16、扣定系統(tǒng)都提出了很高的技術(shù)要求，增大了整個安裝工程的難度，同時大大延長了安裝工期。鋼管拱安裝節(jié)段經(jīng)纜索吊裝就位后用預(yù)設(shè)接口定位鋼筋(或鋼板)進行初定位，根據(jù)經(jīng)緯儀和水準儀(或全站儀)的線形控制指令，利用纜索吊機、橫向穩(wěn)定風(fēng)纜和手拉葫蘆對它進行豎、橫、縱及旋轉(zhuǎn)四維調(diào)整，使對接口兩兩吻合。對失圓誤差和中心距微小誤差，可利用鋼質(zhì)夾具空中整形，必要時可以采用千斤頂配合。對變形或錯位較大，超出規(guī)定要求的接頭，應(yīng)采用鋼板襯板(或預(yù)制備用的鋼管環(huán)形箍)進行加強處理，確保成拱質(zhì)量。 4.7橫撐(X形撐)現(xiàn)場預(yù)拼 橫撐 (X形撐)進場單元構(gòu)件利用場地龍門吊機組拼焊制成安裝桁式單片，利用纜索吊機安裝。其現(xiàn)場預(yù)拼施

17、工流程為：橫撐(X形撐)通用臺座和胎架制作、放樣劃線、弦管吊運定位、撐管組拼定位、焊接、檢測、起吊外移、下一單元預(yù)拼。 5鋼管拱預(yù)制質(zhì)量控制 5.1焊縫質(zhì)量 焊縫質(zhì)量符合國標二級質(zhì)量標準的要求 3。 5.2幾何尺寸允許誤差 (1) 鋼管拱軸線：2.0 m基本管節(jié)取直線，起弧方向允許偏差1 mm，起弧反向允許偏差0 mm；12.0 m單啞鈴形管節(jié)允許偏差±2 mm；12.0 m標準安裝節(jié)段允許偏差±3 mm；成橋后拱軸線允許偏差±10 mm或L/15 000。 (2) 橫截面外形：鋼管橢圓度±3 mm或3/1 000；整體長

18、和寬允許偏差- 0 mm、+5 mm；四肢主拱管兩條中心對角線長度允許偏差±3 mm。 (3) 長度：2.0 m基本管節(jié)為±2 mm；12.0 m單啞鈴形管節(jié)為±5 mm；安裝成拱的各接口樁號(即拱跨縱坐標)允許偏差±20 mm(限制安裝節(jié)段的誤差累積)。 (4) 斷面安裝垂直度：單條拱肋斷面安裝垂直度±3 mm。 (5) 綴板焊接位置：±2 mm。 (6)腹桿、斜桿組裝：桿中線(管中線)與主拱管豎直對稱面之間的偏離距離為±2mm；桿與主拱管連接的沿弧長方向的位置為&a

19、mp;#177;5mm。 5.3防腐處理 防腐處理按設(shè)計要求和有關(guān)規(guī)范 34辦理。 6施工體會 秭歸龍?zhí)逗哟髽蜾摴芄凹庸ぜ艾F(xiàn)場預(yù)拼施工經(jīng)檢查驗收均符合設(shè)計和規(guī)范要求。通過該橋?qū)嵺`，我們有以下幾點體會： (1) 現(xiàn)行規(guī)范對鋼結(jié)構(gòu)的加工制作要求，針對工廠內(nèi)施工和外場螺栓聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的施工是適當?shù)?，針對現(xiàn)場制作和鋼管拱橋分節(jié)段空中焊接成拱則要求甚高，難以達到，需采取一定的特殊措施方能滿足?？罩兄苯訉赋晒胺桨傅暮侠硇灾档锰接憽Ｒ虼?，在施工精度的現(xiàn)場及空中控制客觀難度與施工誤差對拱橋承載能力的影響方面，建議設(shè)計部門予以充分考慮。 (2) 秭歸橋址所在山區(qū)谷口，四季風(fēng)力強勁，每天下午和晚上風(fēng)力可達57級。其

20、氣候特征帶有十分突出的特殊性，雨天、霧天、大風(fēng)天和夜晚占去該橋大量空中焊接時間(占總工期的40%50%)，嚴重影響施工。若只 計算 鋼管拱現(xiàn)場組拼及安裝純占用時間，一般為3 d預(yù)拼一節(jié)段、4 d安裝一節(jié)段。該橋?qū)嶋H施工45 d預(yù)拼一節(jié)段、510 d安裝一節(jié)段。 (3) 鋼管拱制作與安裝工程依其施工和質(zhì)量要求，若參照現(xiàn)有的 參考 定額，其預(yù)算造價明顯偏低，無法滿足實際資金需求。 綜上所述，進一步收集整理該類型橋梁的施工經(jīng)驗， 分析 探討其 科學(xué) 合理的施工 經(jīng)濟 技術(shù)指標，這對指導(dǎo)今后的設(shè)計、施工和成本管理都將具有重要意義。：10 大連軟件園1號樓及周邊改造地塊項目大連軟件園1號樓及周邊改造地塊

21、項目3#樓爐渣回填施工技術(shù)交底編制人： 馬 廣 軍 審核人： 鄒 旭 2014年 11月 26 日2技術(shù)交底記錄工程名稱大連軟件園1號樓及周邊改造地塊項目施工單位大連億達建設(shè)工程有限公司分項工程名稱爐渣回填施工交底日期2014.11.26交底提要回填，爐渣交底主要內(nèi)容：一、 主要材料爐渣：宜采用煙煤爐渣，表觀密度應(yīng)為800kg/m3以內(nèi)；爐渣內(nèi)不應(yīng)含有機雜質(zhì)和未燃盡的煤塊，粒徑不應(yīng)大于40mm，且不可大于墊層厚度的1/2；爐渣粒徑在5mm以下者，不得超過爐渣總體積的40%。二、 主要機具(1) 機械：攪拌機、手推車、平板振搗器。(2) 工具：鐵锨，掃帚等。 三、 作業(yè)條件 (1)結(jié)構(gòu)工程已經(jīng)驗收，控制標高水平線已彈好，