刚构拱施工方案

1、1.1.1.1 重难点工程淮河特大桥（122+228+122）m连续刚构拱1.1.1.1.1 连续刚构拱悬灌段施工方法及工艺本连续刚构拱施工方法及工艺参照2.4.7.4.6连续梁悬臂施工。施工顺序步骤参照6-20所示。1.1.1.1.2 钢管拱施工1.1.1.1.2.1 钢管拱概述淮河特大桥跨淮河主桥采用122+228+122m预应力混凝土连续梁与拱肋（钢筋混凝土结构），钢筋混凝土结构采用等高度哑铃形截面，截面高度3.8m，拱肋弦管1.8m，由=26mm、30mm厚的钢板卷制而成，弦管之间用=20mm厚钢缀板连接，拱肋弦管及缀板内填充微膨胀混凝土。两榀拱肋间横向中心距12.2m，上、下钢管及腹

2、腔均为钢-混结构，钢管及腹腔内填充c55无收缩混凝土。主拱钢管拱拱肋拱轴线为二次抛物线，计算跨径220 m，计算矢高44.0m，矢跨比15，拱轴线方程：Y=-1/275X2+0.8X。两道拱肋共设44对吊杆，采用PES（FD）7-61型吊杆索。第一根吊杆距离支点19.5m，其余吊杆中心间距均为9.0m。为防止人为破坏，在距梁顶4m范围内，于吊杆PE护套外，加设1.0mm厚不锈钢管予以防护，吊杆的张拉端位于拱肋上端。本桥主拱拱肋、横撑、斜撑、腹板均采用均采用Q345qd，在主梁完成后，即开始上部钢管拱的安装；钢管拱要求在工厂加工制造并预拼，运到工地后直接安装。1.1.1.1.2.2 钢管拱加工及

3、预拼1.1.1.1.2.2.1 施工顺序根据施工图绘制钢构件放样图及焊接工艺流程图。号料切割边缘加工卷管焊缝(纵缝，超声波检测及X射线拍片)矫圆拼接(接长，焊接对接焊缝)超声波检测及X射线拍片组装(焊成大段，超声波检测、x射线拍片检查) 试拼(含横撑试拼装) 防腐涂装(含弦管、缀板及封端) 运输安装就位。现场安装各分段至钢拱肋合拢，分段接头焊接可由拱脚向拱顶顺序进行，焊缝需经超声波检测合格。1.1.1.1.2.2.2 钢管拱吊装段划分根据设计图纸要求,钢管拱分段进行加工吊装,主拱肋分段的原则如下：1）考虑拱脚预埋段、横撑、斜撑及吊杆的位置，横撑、斜撑位置2）吊杆位置加劲结构处不得断开，应在同一

4、吊装段,由设计图可知,吊杆加劲结构在距吊杆左右各1m范围内布置,所以主拱肋分段处距吊杆中心不小于1.5m。3）由于拱肋接头端要预留70cm左右腹板空隙，等吊装段安装完成后进行补焊，所以分段时考虑预留腹板处要求，补焊腹板钢板位置不得与吊杆位置、斜撑加劲位置相互干扰，保证相应位置拱肋的整体性。1.1.1.1.2.2.3 主拱肋钢管拱加工卷管方向应与钢板压延方向一致，尽可能增长单件长度，减少对接焊缝。矫圆后的短段，在拼接时宜将纵向对接焊缝错开50cm左右，并尽可能使纵焊缝处于缀板混凝土的范围内，缓板的横焊缝与弦管的环缝不要处于同一截面，宜错开100cm以上。钢管拱的加工制作和现场安装质量直接决定着桥

5、梁的功能和使用寿命。必须由有资质的企业负责本桥钢管拱所有构件的加工和安装。1.1.1.1.2.2.4 横撑、斜撑的加工制作横撑、斜撑钢管也采用345q钢，横撑截面为直径100cm、全高1.5m的圆端形空心钢管，壁厚16mm；斜撑为外径900mm，壁厚12mm的圆形钢管。横撑和斜撑可在对接处分成吊装段，每吊装段由若干1-2.5m基本节组拼而成，基本节分段时考虑加劲箍与环向焊缝距离不大于100mm，基本节焊接时纵向焊缝不能在同一条线上,错开距离不小于150mm。横撑制作时与斜撑接头处加劲设施与斜撑预焊段提前焊接。1.1.1.1.2.2.5 焊接弦管、横撑的纵缝、对接环缝要求采用自动焊、全溶透;缀板

6、与弦管、缀板的对接焊缝为全溶透焊，有条件的采用自动焊横撑与弦管、横撑弦管间的焊缝均为溶透焊缝，有条件的可采用自动焊;吊杆锚座钢板与钢管的焊接采用溶透焊带角焊缝。不同的自动焊与不同条件(工厂内、工地现场)的手工焊，区分不同情况、条件进行焊接工艺评定，并根据评定报告确定焊缝工艺。钢构件热处理，原则上要求较均匀地加温至略高于再结晶温度进行热处理，基本上消除焊接热应力及因焊接、卷管产生的硬化、脆性。焊接施工前，必须做焊接工艺试验评定。通过试验评定，确定各钢材焊接所需合理的焊条、焊剂、电流、电压、焊接方式及速度和焊缝的层数、平焊、立焊、仰焊的运条手法等，确定温度影响对构件几何尺寸及变形形态的影响程度，制

7、定合理的焊接工艺与工艺规程，指导实际生产。基本管节制作时，在卷制成管后先用手工电焊打底，然后焊接管内4.5 mm厚，再用自动电焊机对管外自动焊接。 纵缝略高于母材12 mm。制作主拱管安装节段时，在加工胎架上先进行平面放置组装。胎架在竖直面内按施工拱轴线起拱。胎架长度必须满足施工要求，用于钢管对接、上缀板和下缀板的组装焊接。钢管对接时，纵缝布置相互错开，环缝分布与管轴线严格垂直。环缝采用人工电焊打底，自动电焊成形。焊缝经检验合格后才进行缀板焊接。哑铃形钢管拱构件制作时，先焊接拱轴线内侧的缀板，然后焊接其外侧的缀板。在施工内侧缀板之前，须先将外侧缀板安装到位并手工电焊打底和定位。焊接过程中应注意

8、胎架及构件自身的临时刚性定位和对称交错施焊，防止结构变形，减少初应力影响。1.1.1.1.2.2.6 涂装防腐处理全桥钢结构在出厂前均采用长效复合防护涂层技术进行防腐处理。处理方案具体见设计图纸要求。构件经运输进场、现场预拼、起吊安装及最终成拱之后，对运输和施工过程中被损伤的防护层，应进行现场防护处理，确保钢管拱耐腐蚀性。 防腐设计选用长效防腐方案，寿命按25年以上考虑。全桥钢材进厂后在下料前，要求进行一次表面预处理一喷砂除锈到Sa2.5级，并喷涂无机硅酸锌底漆20um。拱肋钢结构(含横撑)表面涂装采用以下防腐方案：(1)管钢结构外表面，横撑外表面，腹板外表面:涂装前要求二次除锈一喷砂到Sa

9、3,粗糙度要求达到Rz40um一80um水性无机富锌防锈底漆 2道100um棕红云铁环氧中间漆 1道40um氟碳面漆 2道80um(2)横撑钢结构的内表面(不灌混凝土):除锈、清除杂务，涂装前用配套清洗剂清洗内表面复合铁钦防锈层 一道100um(3)钢管结构的内表面(灌混凝土):(4)涂装中如遇雨天，应作特殊处理。防锈处理如遇雨应停止，对已处理表面应重新处理。喷漆中遇雨，应立即停喷，已涂装部位，在下次施工前检查，如有气泡、起皱、剥落等病变，应处理后再行施工。涂装质量应按铁路钢桥涂装（TB/T1527-2004）规定办理。1.1.1.1.2.2.7 半成品构件的运输与存放根据施工安装顺序，统一对

10、全桥钢管拱各半成品构件进行顺序编号、标记和存放。在转运、堆放过程中，严防构件被碰撞、挤压而变形或损伤。1.1.1.1.2.2.8 钢管拱预拼（1）分节段检查钢管拱分节段在加工厂中加工好以后，首先要检验各节段的线型、焊缝检查、吊点辅助结构、吊杆辅助结构的检查，可先在平整场地上按平面放出大样，再把已加工成形的节段精确安放在台面上，用钢尺测量误差，合格后进行编号。（2）节段拼装检查拱肋成型是否符合设计线型是成桥的关键，因此，拱肋节段制作完成后，须通过预拼对其跨径、拱轴线、水平度(拱轴线横向偏移)及吊杆位置准确性进行全面检查，为工地吊装做好准备。拱肋工厂预拼采用卧式整片预拼方案。预拼方式：完全按照节段

11、工地吊装顺序，由拱脚预埋段开始，自两端对称进行，合龙段每端加长10cm作为节段制作余量（待工地安装时切除），其它节段均切除制作余量（仅保留环缝间隙余量）。 控制要点：1）选择具有足够刚性的平面场地、空间，配备相应吊装设备、胎架等。2）检测仪器送专门计量单位校验。3）按编制好的预拼工艺制订预拼方案。4）按预拼方案进行预拼，妥善保管预拼测量数据，并采取一定措施保护好预拼控制点，以备安装时使用。5）通过工厂预拼，检测了拱肋节段的加工精度，最大限度的消除拱肋节段的加工偏差，完成工地吊装的各项准备工作。1.1.1.1.2.2.9 钢管拱加工及预拼质量控制要求1)对所有全溶透焊缝要100%进行超声波检测，

12、对T型焊缝及超声波认为的疑问之处，应以x射线拍片;所有焊缝均需作10%以上X射线拍片检查.焊缝质量达到CB50205一2 001的一级焊缝要求。焊缝强度要求与母材等强，焊缝高度he=s，焊缝余高c应趋于零。2)熔透性焊缝:焊缝质量达到GB502505一2001的一级标准，并按规定作100%的超声波探伤和不少于10%的X射线抽样检查。3)哑铃型纲管结构的验收，除本设计有规定的之外，按钢结构工程施工质量验收规范GBS50205一2001进行。1.1.1.1.2.3 钢管拱安装方案1.1.1.1.2.3.1 总体方案连续梁悬臂浇筑合龙后，在桥面上搭设支架和工作平台，主拱肋用汽车吊在地面上进行分段起吊

13、安装，由拱脚至跨中对称安装，每段拼装完成后用在支架平台上用钢楔支承固定，并设置防倾覆支撑，调整线形后安装相应横撑和斜撑，然后进行转体，转体到位后架设跨中合龙段，合龙后安装跨中横撑和斜撑， 再进行C55补偿收缩混凝土灌注，吊杆安装及张拉。机械设备、临时工程配置如下表2.4.11-1、2所示。表2.4.11-1 机械设备表序号名称规格数量备注1搅拌站1座2混凝土罐车6M312台3混凝土输送泵6台4千斤顶120T8台配相应油表5电焊机8台6汽车吊25T2台7汽车吊200T2台表2.4.11-2 临时支架数量表序号名称规格单位数量1支架48*3.5mmt631.242钢管48*mmt10.93槽钢10

14、0mmt27.21.1.1.1.2.3.2 拱肋安装防护措施为防止拱肋安装时焊渣及杂物掉落对淮河航运造成影响，在主跨梁翼板两侧设置防护栅栏进行防护。防护栅栏采用架子管与密目网进行防护，下横杆与梁体预埋防护墙及竖墙钢筋进行焊接固定，总杆上下间距不大于0.8m,立杆纵向间距不大于1.5m一根，立杆与总杆采用十字口进行连接，防护栅栏总高度不小于1.5m，防护栅栏下部铺5mm钢板60cm高，其余设置栏杆挂密目铁丝网进行防护。1.1.1.1.2.3.3 钢管拱的安装钢管拱拼装内部矮支架内支架由碗扣支架构成，按拱轴线形布置，满堂支架横桥向间距0.5m，纵桥向间距0.8m，横杆步距1.2m，顺桥向每隔2.4

15、m设横向剪刀撑，每6m设纵向剪刀撑。钢管架顶底口安装50cm长的可调座，以便卸架和标高调整，支架搭设前按照拱圈坐标在主梁上确定出拱架钢管位置，人工拼装拱架。拱肋直接由吊车在桥面胎架上拼装。拱肋竖向转体施工体系钢管拱肋采用竖转扒杆吊装进行施工，其工作内容为将中拱分成两个半拱在桥面矮支架（胎架）上焊接完成，经过对焊接质量、几何尺寸、拱轴线的验收合格后，由竖在两个主墩顶部的两副扒杆分别将其拉起，在空中对接合拢。扒杆吊装系统由以下部分组成：起吊和平衡系统、扒杆、扒杆背索和主地锚、拱脚旋转装置。起吊系统包括：卷扬机、起吊索组等；平衡系统包括：平衡梁、吊索等。起吊系统选用2对2000KN的滑轮组，起重索选

16、用39钢丝绳，采用双联穿法，通过平衡梁上导向滑轮将两对滑轮组串联起来，选用2台200KN卷扬机。平衡系统采用36mm后16mm钢钢板焊接制成，上下端的吊耳通过轴销分别与起重索和吊索的滑轮相连，平衡梁要求有足够的强度和较大的刚度，在起吊过程中起到一个刚性扁担的作用。扒杆由两根钢管立柱和顶部钢板焊接横梁组成，扒杆底部设一块钢板，并与立柱焊连。扒杆面内设横向和剪力撑，面外设槽钢，以加强其刚度，扒杆属于偏心受压构件，应按偏心受压构件进行稳定性验算。扒杆底脚板放置于墩顶，并在脚板下放置5cm木板。扒杆背索及主地锚：每副扒杆设四副背索，每副背索分上下两段，上段采用56钢丝绳，下段用1000KN滑轮组，以调

17、整背索索力。主地锚采用L型卧式钢筋混凝土地锚，地锚的抗滑、抗倾覆、抗拔按安全系数大于2进行验算。拱脚旋转装置：采用厚度36mm钢板在工厂配对冲压制成，在弧形钢板之间涂上黄油，以减少摩擦力。钢管拱肋竖转吊装施工顺序安装拱肋胎架安装拱脚旋转装置安装地锚安装扒杆和背索拼装钢管拱肋安装起吊和平衡系统起吊青岛侧半拱起吊连云港侧半拱拱肋合拢拱肋标高调整焊接合拢接头拆除扒杆封固拱脚。1.1.1.1.2.3.4 合龙段安装合龙前对两端缺口标高、坐标、长度进行精确观测，每隔2小时观测一次，以把握不同温度时缺口的变化情况，并连续观测合龙段本身的长度变化情况。根据观测结果，确定合龙段的长度，选择在夜间最底温度合龙，

18、焊接拱顶合龙套管，完成拱肋合龙。跨中腹板在拱顶气管处预留70cm左右空间，待拱肋钢管混凝土灌注完成后再焊接。1.1.1.1.2.3.5 横撑和斜撑安装横撑和斜撑安装应左右对称进行，每节段主拱肋安装后安装相应吊装段的横撑和斜撑，最后进行跨中横撑和斜撑的安装。接头施焊应上、下游对称进行，避免拱肋移位或变形。钢管拱工地组拼半跨拱肋的允许偏差为：节段间接缝错边量，中间钢管3mm、其余钢管2mm；拱肋轴线横向偏量±12mm，拱肋轴线竖向偏量-6mm+12mm。合龙状态精度控制目标（剔除不对称的预拱度影响后）：两半跨对称点高程差，偏差同号且20mm；拱肋扭转（内外侧钢管顶高差）3mm。1.1.1

19、.1.2.3.6 拱肋C55补偿收缩混凝土灌注（1）拱肋混凝土的灌注采用一从低处往高处的泵送顶升法，弦管内混凝土采用一级泵送，缀板内混凝土采用两级泵送，泵送混凝土除要有合理的配合比与恰当的外加剂外，泵送前宜压入清水，润湿管壁，再压入一定数量的水泥浆作先导，然后再泵送无收缩混凝土。(2)泵送混凝土的速度应协调一致，遵循对称、均匀的原则。泵送顺序为先上管、后下管、再缀板，当上一环混凝土达到设计强度90%后才可泵送下一环混凝土。(3)泵送过程中，专业质检人员可用敲击法判断管内混凝土的填充情况，如有空隙应及时用体外加震法解决。拱肋混凝土达到设计强度后应用超声波探查填充情况，不符合规范要求的必须采用钻孔

20、压浆法补强。拱肋混凝土灌注采用顶升法灌注C55补偿收缩混凝土技术。施工之前，应进行工艺可靠性试验，采用的施工工艺应得到建设、设计监理等单位的认可。1.1.1.1.2.3.7 吊杆安装及张拉两道拱肋共设44对吊杆，采用PES（FD）7-61型吊杆索。第一根吊杆距离支点19.5m，其余吊杆中心间距均为9.0m。待钢管混凝土拱肋内钢管混凝土强度及弹性模量达到设计强度的90%且龄期不小于10天后，安装吊杆,按设计要求顺序对吊杆预施初张力，每一片拱肋对称的吊杆应同时张拉，安装防水罩，待所有吊杆完成后，拆除拱肋支架。施工二期恒载及桥面系后，实测吊杆力并反馈至设计单位检查其是否符合设计，不符合设计时查明原因。1.1.1.1.3 钢管拱线型施工监控方案鉴于本施工方法的特点，成拱后的拱轴状态（包括轴线长度、标高等）不仅取决于构件在工厂下料加工的状况，而且也受现场架设工艺及监控措施的影响。在拱肋形成前，结构呈多“铰”状态，其纵、横向稳定性很差，因此，钢管拱架设过程中必须采取相应的措施进行施工控制，保证拱肋的稳定性以及各节段接头标高和线形符合设计要求。本桥线形监控