【文章內容簡介】 細檢查，發(fā)現問題，及時調校，使拼裝精度達到設計要求。 焊接。焊接是鋼管混凝土拱橋施工最重要的一環(huán)。由于拼裝焊多為現場手工操作，所以，對焊工技能要求嚴格，必須持證上崗，且在正式上崗前還需按規(guī)定進行管結構試焊并提供試件，以便檢驗焊工的現場焊接水平。施焊工藝必須符合設計要求，并 需按要求進行檢測 (檢測項目包括外觀、超聲波與 X射線 )。在拱肋一面焊接完后，對其進行翻身，以便焊接另一面，從而避免仰焊，確保焊接牢固。由于拱肋翻身是在未完全焊接情況下進行，很容易造成拱肋結構桿件接頭處的損壞，所以，必須正確設置吊點和嚴格按設計方案要求進行翻身。 精度控制。橋跨整體尺寸的精度由節(jié)段精度來保證，所以，制作精度的控制應著眼于節(jié)段的制作精度。在制作中，由于卷尺誤差、溫度變形；畫線的粗細度以及焊接收縮量等誤差大小在一定程度上可以推算，因而在制作中要盡量排除。把基準對合偏差、焰割氣壓變化時所產生的切割偏差 、組裝時對中心的誤差、估計焊接收縮量誤差等偶然誤差作為基本誤差來考慮，利用誤差理論分析出節(jié)段制作與結構拼裝誤差預測值，并根據不同的保證率和實際情況確定出容許誤差，在施工時的精度控制按規(guī)范或設計要求執(zhí)行。 防護。鋼管防護的好壞直接影響鋼管混凝土拱橋的使用壽命。在拱肋段完全形成、焊縫質量檢驗合格后即可進行防護施工。首先對所有外露面作噴砂除銹處理，然后作防護處理，目前一般采用熱噴涂，其噴涂方式、工藝以及厚度均應符合設計要求。在防護完成后即可將其堆放待用。 弦桿與腹桿及各種綴件的組裝應遵照施工工藝設計的程序進行焊接。 小直徑鋼管焊接，在焊前可用點焊定位，對大直徑鋼管可另用附加鋼筋焊于鋼管外壁作臨時固定聯焊，固定點的間距可取 300mm左右，且不得少于 3點。鋼管對接焊接過程中如發(fā)現點焊定位處的焊縫出現微裂縫，則該微裂縫部位須全部鏟除重焊。 腹桿與綴件焊接時，焊縫次序應考慮焊接變形的影響。 施焊前，焊工必須檢查焊接部位的組裝和表面清理的質量，對不符合要求者應在處理合格后方能施焊。在雨雪天氣不得露天施焊，構件焊區(qū)表 面潮濕或有冰雪時，應在清除干凈后施焊，焊接環(huán)境最低溫度應控制在規(guī)定范圍內。 拱肋焊接用焊條、焊絲、焊劑必須與其母材相匹配。 鋼管的對接焊縫和弦腹桿連結焊縫質量是鋼管混凝土拱結構安全度的重要保證條件之一，采用 CO2氣體保護焊打底，分多層滾動焊接，以達到減少焊縫含氫量、焊接內應力及焊接變形，提高焊縫抗裂能力的目的。 為確保焊接質量，對接焊采用有襯焊，即在管內接縫處設置附加襯管，其寬度為 20mm，厚 度為 3mm，襯管與被焊鋼管內壁間應留有 。 對桁構式鋼管拱，其鋼管弦桿與腹桿的連接可通過直接焊接完成。由于腹桿端面為一復雜的空間曲面，切割精度控制較難，施工時應注意確保接縫和坡口 (單坡口 )寬度一致，腹桿壁厚不宜大于弦桿管壁厚度，腹桿不得穿入弦桿。腹桿和弦桿連接的偏心距 e的絕對值不得大于 1/4弦桿直徑，腹桿間的距離 a應大于 50mm。 (點固焊 ) 在作間斷焊縫時，其焊縫長為 50mm～ l00mm，兩間斷焊縫中距不大于管壁厚的 24倍，且不大于 300mm，間斷焊縫的焊角尺寸盡量接近焊接規(guī)程規(guī)定的最小值。 一般在形成構架單元前的鋼管應事先進行矯型，對接焊后，管單元的焊接變形也需要矯正，其矯正允許偏差按規(guī)范規(guī)定。 焊縫的強度 (抗拉、抗壓、抗彎及疲勞強度 )必須保證大于或等于母材的強度標準值。 焊縫的外觀檢驗： 所有焊縫都必須在全長范圍內進行外觀檢查，主拱所有焊縫的外觀質量符合規(guī)范規(guī)定。 焊縫的內部質量檢驗： 對接接頭焊縫和角焊縫應 100％進行超聲波探傷，并取不 小于其焊縫長度的 20％進行射線探傷，兩條焊縫交叉點必須進行射線探傷檢驗； 焊縫超聲波探傷內部質量分級應符合招標文件及有關規(guī)范的規(guī)定。 焊縫超聲波探傷范圍和檢驗等級應符合招標文件及有關規(guī)范的規(guī)定；其他要求應符合國家標準《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果的分級》（ GB11345）的規(guī)定。 若經超聲波探傷已可以認定焊縫存在裂隙，則應判定焊縫質量不合格；若用超聲波探傷不能確認缺陷嚴重程度的焊縫，應補充進行射線探傷，并以射線探傷結果為準。但在進行射線探傷抽檢時不得將上述射線探傷數量算在內。 拱肋安裝 鋼管混凝土拱橋施工中最主要的工序之一就是拱肋安裝，本橋采用少支架纜索吊裝。如圖 。 卷揚機卷揚機錨墩卷揚機卷揚機卷揚機卷揚機卷揚機地錨拱肋卷揚機拱肋卷揚機12.5m錨索卷揚機錨墩地錨圖 拱肋安裝示意圖 鋼管混凝土拱橋的拱圈形成主要分兩步，一是鋼管拱圈形成，二是在管內灌注混凝土形成最終拱圈，鋼管拱既是結構的一部分，又兼作澆注管內混凝土的支架與模板。采用千斤頂斜拉扣掛懸拼安裝就是利用在吊裝時用于扣掛鋼管的斜拉索的索力調整來控制吊裝標高和調整管內混凝土澆筑時拱肋軸線變形，與普通纜索吊裝比較具有如 下優(yōu)點： 采用強度高、承載力大、延伸量小、變形穩(wěn)定的鋼絞線作斜拉索，可減小架設過程中的不穩(wěn)定非彈性變形； 采用千斤頂張拉系統(tǒng)對斜拉索加卸拉力、收放索長，具有張拉能力大，行程控制精度高，索力調整和控制靈活，錨固可靠等優(yōu)點； 斜拉扣掛體系自成系統(tǒng)，不受纜索吊裝系統(tǒng)干擾； 可以準確計算懸拼架設過程中各施工階段的索力、延伸量以及由此而產生的大段接頭預抬高量，作為施工監(jiān)測適時控制的依據。 安裝系統(tǒng)包括吊運系統(tǒng)和斜拉扣掛系統(tǒng)兩部分，見拱肋安裝示意圖。 吊運系統(tǒng)主要用于預制鋼管拱肋段的運 送，其設計計算與普通纜索吊裝施工相同。斜拉扣掛系統(tǒng)由以下幾部分構成： 前錨系統(tǒng)： 扣點挑梁： 根據索力大小計算確定挑梁和支座型鋼規(guī)格及焊接要求。為使鋼管拱肋受力均勻，挑梁應盡量靠近節(jié)點。挑梁在澆筑管內混凝土時應能有效調整鋼管拱截面應力。 錨頭： 由于鋼絞線應力一般只用到極限應力的一半，而且吊裝過程中鋼絞線有一定振動和索力變化，采用夾片錨容易滑錨，故選用擠壓錨頭。 扣索系統(tǒng)： 扣索系統(tǒng)中扣索采用鋼絞線，各根扣索用多大的鋼絞線或由幾根組成，根據扣力大小決定。扣索索力計算與拱橋懸拼施工相似?？鬯鹘浛鬯斔靼皬澢D向進 入地錨張拉錨固。 扣索通過扣塔有兩種形式：一是在塔頂設置多層（層數由扣索數決定）對拉張拉梁，扣索分前扣索和后錨索，鋼管拱肋扣點和后地錨端均為錨固端，在塔頂張拉梁上對稱張拉前后索，調整拱肋標高。二是在扣塔塔頂設多層支承索鞍，扣索鋼絞線經索鞍輪彎曲轉向進入后錨，在地錨上張拉調整拱肋標高。 后錨采用重力式地錨。為了錨具的轉換和穿束方便，地錨張拉梁前面預留明槽，后錨尺寸由抗拔、抗滑、抗傾覆計算確定。 張拉系統(tǒng)： 張拉設備配套布置： 用千斤頂鋼絞線斜拉扣掛鋼管拱肋標高調整由張拉和松放扣索來實現，因此，要求張拉系統(tǒng)錨固牢 靠，張拉和松放操作方便。為此，可將部分扣索在地錨張拉端轉換張拉方式，即將兩根扣索鋼鉸線根據受力等代轉換成一根精軋螺紋鋼作為后錨部分，用千斤頂張拉調整。而前錨部分由鋼絞線分組編束組成，采用 OVM群錨體系，千斤頂張拉調整，為防止夾片滑出，在錨板后設置限位板。 運作方法： 按各組扣索的根數和索力計算出索長，分組下料編束，前端套上錨板，用 GYJ型擠壓機擠壓 P型錨頭，牽引過索鞍，安裝于吊裝段扣點橫梁上，隨鋼管一起運行到位 (或者是鋼管就位后，用工作索牽引扣索到位安裝 )?？鬯靼惭b好后，檢查扣索在塔頂的排列是否正確，前后是否 對應，然后用卷揚機調整、初拉后進入后錨體系。 卷揚機牽引，一是使扣索產生一定的拉力，從而克服部分鋼絞線的延伸量，二是通過滑輪粗略調平各繩的拉力，單根鋼絞線用千斤頂在后錨端調整。 索力及伸長量的控制： 扣索張拉調整、控制的目標函數是鋼管拱肋的標高，扣索強度設計安全系數取 2。在吊裝過程中以標高調整為目標，準確測定各階段的索力及伸長量，與理論計算值比較，發(fā)現問題及時調整和處理，以確保索力及伸長量在計算范圍內。 拼裝順序： 拼裝順序按設計要求進行，在施工中，有時為了使安裝快速、安全和 穩(wěn)妥，可根據實際情況予以調整。 標高控制與調整： 一般采用水準儀控制標高，在地形等受到限制時，可利用全站儀完成。利用卷揚機調整扣索長度來調整拱肋標高。 空中接頭： 鋼管拱空中接頭首先要求絕對牢固可靠，同時也要方便施工。采用焊接接頭。 焊接接頭就是在空中進行對接焊。為了臨時固定，在兩段管各自端頭周邊外側焊上臨時螺栓連接鋼板，在臨時連接后進行初焊，待全拱形成后再終焊，并除去連接鋼板和補焊處。接頭空中焊接量大，焊接質量控制 (檢測 )較難，除對接焊后還在管外加包箍。 空中接頭處鋼管拱肋處于懸臂狀態(tài) (節(jié)點以外 )。為保證 鋼管不產生整體變形，便于空中對接，施工時設置固定架，待接頭連接后拆除；另外在前段已安裝段管上， (多管截面時為下層管 )外側底部和內側上部焊上臨時支承板，以便于施工。 軸線偏位控制： 在安裝過程中隨時檢查拱軸線位置，一旦偏位，立即調整，一般利用調整橫向浪風索索力、接頭處墊鋼板等進行調整。 管內混凝土澆筑采用泵送壓注方法。由于分段澆筑對密封的鋼管來講較為困難，且由此而產生的若干混凝土接縫對鋼管混凝土拱肋質量不利，采用自拱腳一次對稱澆 (或壓 )注至拱頂的方案。鋼管混凝土壓注工藝流程 如圖 。 圖 鋼管混凝土壓注工藝流程 管內混凝土不能出現斷縫、空洞； 管內混凝土不能與管壁分離； 堵塞鋼管法蘭間隙 清洗管內污物，潤濕內壁 安設壓注頭和閘閥 壓注管內混 凝土 從拱部排漿孔振搗混凝土 關閉壓注口處閘閥穩(wěn)壓 拆除閘閥完成壓注 管內混凝土的配料強度應比設計強度高 10％～ 15％； 新灌入鋼管的混凝土， 3d內承載量不宜高于 30％設計強度。 7d內承載量不宜高于 80％設計強度。 一根鋼管的混凝土的灌注完成時間，不得超過第一盤入管混凝土的初凝時間； 一根鋼管的混凝土必須連續(xù)灌注，一氣呵成。 鋼管混凝土宜采用半流動性微膨脹緩凝混凝土，配合比設計要點如下： 水灰比應小于 ，坍落度： 12cm～ 18cm，以 16cm最佳； 加入減水劑增加流動度。計劃采用 FDN 減水劑，在相同水灰比時，可增大坍落度 ，提高強度 20％左右。也可選用 M型、 YJUNF2型減水劑，減水劑摻加量約為水泥量的 ％～ ％，以現場試驗結果為準； 加微膨脹劑防止混凝土收縮。微膨脹劑可選用鈣礬石、 UEA等。摻加量為水泥量的 10％～ 20％ (具體用量可根據產品情況試驗確定 )； 高溫地區(qū)夏季灌注混凝土時，可加 5％ (水泥量 )的一級粉煤灰，以增加和易性，降低水化熱； 應加入緩凝劑延長初凝時間； 配料強度應大于 (～ )設計強度。 混凝土輸送泵應當性能可靠，以保證連續(xù)灌注，一般應有備用泵 (及攪拌機 )； 輸送泵的額定揚程應大于 ； 輸送泵的泵壓不宜超過 4MPa，以免鋼管被壓裂； 輸送泵的額定速度： u≥ 式中： u—— 輸送泵的額定速度； m3/h； t—— 混凝土終凝時間， h； Q—— 要求灌注的混凝土量， m3。 入口處設法蘭接頭和插板與輸送泵管口聯接。待灌注到設計標高后，用插板堵死開口，防止混凝土外溢； 在灌注混凝土的前進方向上應每隔 30m設一個排氣孔； 灌注開始前，先壓入清水洗管，潤濕內壁，管內不得留有油污和銹蝕物； 灌注混凝土前，先泵入水泥漿，然后連續(xù)泵入混凝土； 從兩岸拱腳對稱灌注混凝土； 可在鋼管上固定附著振搗器，邊灌邊振，這有助于排出管內空氣，加強密實度，采用免振混凝土則無須振搗；鋼管混凝土壓注施工如圖 。 橋臺地面線支架拱肋輸送泵 圖 鋼管混凝土壓注施工示意圖 灌注順序按設計要求執(zhí)行，對拱肋軸線變形進行觀測調整； 灌注時環(huán)境氣溫應大于 +。當環(huán)境氣溫高于 40℃，鋼管溫度高于 60℃時，采取措施降低鋼管溫度。 鋼管混凝土拱橋所用鋼管直徑大，一次連續(xù)澆筑混凝土數量多。因此，在混凝土澆筑過程中往往會出現鋼管某些截面應力過大，特別是拉應力過大的情況。所以，必須對鋼管拱圈在混凝土澆筑全過程中各截面的應力變化過程進行計算，以便對其進行控制與調整。計算采用電算完成，調整并通過安裝拱圈 時已設置的斜拉扣索的索力，對拱圈加載或卸載，從而改變鋼管拱圈截面的應力?？鬯骼ψ兓_定步驟如下。 找出拉應力超標的截面： 首先畫出連續(xù)澆筑某根鋼管混凝土時各控制截面應力過程線，從中找出拉應力超過控制拉應力的斷面。 選擇斜拉扣索： 利用懸拼時固定在鋼管拱上的扣索錨，選擇對拉應力超標截面增加壓應力效果最大的斜拉索。 確定斜拉索拉力變化值： 在拉應力超標截面的應力過程線上作應力包絡圖，根據斜拉扣索產生壓應力的效應，即可換算成斜拉扣索的拉力。 這項工作由計算機完成，然后檢查斜拉扣索對其他截面應力的影響，尤其是扣點 截面，如果沒有引起新的拉應力超標，斜拉扣索拉力就確定了。如一對斜拉扣索不滿足，增加扣索。 鋼管內的填心混凝土最常見質量缺陷有以下幾種： 空腔，由灌