某特大桥主桥钢管拱安装施工工艺

PAGEPAGE13某特大桥主桥钢管拱安装施工工艺目录一、编制依据……………1二、工程概况……………1三、施工工艺流程………1四、主要工序的施工步骤及方法………2五、施工要点…………….3六、检验、试验………….5七、质量检验评定标准………………….6八、安全质量保证措施………………….6九、质量通病及其原因、防止措施…….7附图：钢管拱安装施工工艺流程图10一、编制依据1、河南省交通规划勘察设计院设计图纸、相关设计变更通知单及监理工程师通知等2、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）3、《公路工程质量检验评定标准》（JTJ071-98）4、《北京至珠海国道主干线某段高速公路合同要求、施工规范》二、工程概述本合同段主桥桥型为8孔100m下承式四拱肋钢管混凝土简支系杆拱，矢跨比为1/4.5，矢高21.222m，拱轴线为拱轴系数为1.347的悬链线。上部结构为上下行分离式的两座桥，每座桥有两片拱肋，每片拱肋有2根φ1000×16mm钢管和腹板组成高为2.4m的哑铃型断面结构。拱肋内填C50混凝土，支座与第一根吊杆间的拱肋腹腔内浇注C50混凝土，其余部分腹腔不填充混凝土。两拱肋中心距离为22.377m，由中间一道一字撑和两边各一道K字撑连系两拱肋，形成空间结构。横撑为φ700×12mm和φ500×10mm的钢管组成的哑铃型断面，管内不填充混凝土。拱肋设置在三个分离的空心墩上，各跨采用各自独立的预应力混凝土系杆梁。单片拱肋分为5节段安装，由工厂制造拱肋单元节段，在现场预拼成五段并进行安装。214#-216#墩跨处于R=20000m的竖曲线范围内，钢管拱采用正拱斜置的方法处理，施工时，应注意各部位的标高变化。三、施工工艺流程施工工艺流程图见附图。四、主要工序的施工步骤及方法1、本桥的钢管拱肋采用全跨平面组拼的方法试拼。1.1工厂卷制的钢管拱肋单元节段运至工地前，在预拼场设置拱肋弧形胎架。弧形按设计给出的制造拱肋曲率在装焊平台上制作。弧形胎架制作好后，在其上将各个拱肋单元节段按顺序对好位、固定，经过调整使其达到与弧线一致，检查无误后，将其先点焊固定，然后实行对称焊接。1.2每片拱肋各分为5个节段，即2个拱脚预埋段，2个边段，1个拱顶段。拱肋预拼时，首先将拱肋边段在胎架上固定，用激光经纬仪调整好水平对角，画出弧度检查线，然后吊装中间拱肋节段并准确调整其水平与对角，检查各片拱肋及相连处弧线与理论弧线的吻合程度，并作出适当的调节和修整，然后将拼装用的临时法兰分别固定在各自节段上，并作好各个节段的标记。1.3一字撑和K字撑与拱肋的连接段定位必须准确，焊接时，要考虑桥横坡的影响。内侧拱与外侧拱要有不同的编号，以免弄混。2、拱肋拱脚预埋段的安装。拱肋拱脚预埋段的施工同拱脚施工、系杆梁现浇段的施工一起进行。在绑扎拱脚及系杆梁现浇段的钢筋时，将拱肋拱脚预埋段的型钢骨架及临时铰安装好。将拱肋拱脚段用牵引车运至拱脚处，再用WD-20吊机将拱脚段吊装到位，仔细调整其上下管口坐标，达到要求后利用型钢骨架将其牢固定位。3、拱肋边段的安装。边段拱肋的安装采用少支架安装的方法。在系杆梁上搭设拱肋安装用的支架，支架顶安装调整拱肋纵横向位移的千斤顶。拱脚混凝土强度达到设计要求后，将边段拱肋用运输台车运到起吊地点，用600KN龙门吊机将其吊装到位，通过千斤顶调整其高程、坐标，然后将其与拱脚段通过法兰及螺栓连接。4、拱肋拱顶段的安装。首先，两个边段拱肋安装完毕后，将拱顶段运至起吊地点，起吊，调整拱顶段两端使之与边段拱肋的端头对齐，在设计要求的温度10℃~15℃条件下，连接好法兰螺栓。然后对边段与拱脚段的连接螺栓、边段与拱顶段的连接螺栓施行终拧，即达到瞬时合拢，形成临时钢管拱。其次脱开拱肋的底支撑，对整个拱肋进行精确调整，使节点处缝隙、纵横向位移、标高等均控制在设计允许的范围内。最后，对法兰盘边缘进行焊接，焊接接头钢板，焊接顺序为先焊拱脚接头，后焊中间接头。为便于拱顶段的安装与合拢，拱顶段一端法兰处预留100mm调整量。合拢时，在设计要求的气温下测量合拢口的间隙，按实际测得的间隙加工内衬管，用高强度螺栓连接实施合拢。5、一字撑的安装。单跨半幅上下游两片拱肋安装完毕后，即可吊装一字撑。一字撑吊装到位后，将其两端与拱肋上的基头对好，将一字撑钢管内的内衬管上的栓块拉向基头方向，然后调整钢管，使其与基头对接好，以栓块拉回内衬管并测量调整、就位后再对接头施焊，完成一字撑的安装。6、K字撑的安装。K字撑的安装同一字撑的安装。7、拆除钢管拱肋的支架，形成钢管拱。五、施工要点1、钢管拱肋的节段比较长，重量大，应当妥善存放和安全运输。存放与运输时应当将钢管拱肋搁置在垫木上，并应稳定固定。各支撑点应设在钢管拱肋在自重作用下不致发生永久变形的支点处，并应将拱肋刚度较大的一面竖直放置。在运输与起吊过程中应当慢起、轻放，严防撞击碰伤钢管拱肋。在起吊时尚应加强保护措施，不得使钢丝绳直接与钢管拱肋接触。运输前应将钢管拱肋用倒链等牢固固定在运输台车上，防止其滑移。2、边段拱肋吊装时，拱脚混凝土强度要求达到80%设计强度。吊装边段拱肋前应检查构件的几何尺寸、焊接质量、表面防腐及预拼情况，必须达到设计和规范要求；检查起吊设备和被吊拱肋吊点构造是否满足要求，检查支架和临时横向稳定保证措施是否满足要求；检查拱脚段拱肋接头处的高程、跨距，其偏差不得超过有关规定，否则应在安装前采取相应措施；清除管内、表面杂物及油污，并安装好有关测量和监控标志、仪器等。对安装施工设备系统进行负荷运行试验，保证整个施工系统顺利安全运转。吊装过程中应缓慢起吊，保持平稳，对接时应通过千斤顶和吊机仔细调整，不能发生碰撞，不能强行硬拉对接；连接时若法兰面贴合不够密切时，可以在法兰之间加垫薄的钢垫片，螺栓拧紧程度一致，达到初拧要求。3、边段拱肋吊装完毕，对其支架、横向稳定检查无误后，可以吊装拱顶段。先用法兰螺栓连接，然后由拱脚至拱顶终拧螺栓，高强螺栓的预紧力应符合设计规定，当设计无规定时应符合《公路规范》17.4.3的规定。螺栓的施拧应采用定扭扳手。永久固定，达到瞬时合拢。瞬时合拢时应注意：3.1拱肋瞬时合拢的温度为10℃～15℃；3.2接头施焊应上、下游，每跨两端对称进行，避免拱肋移位变形；3.3焊接合拢温度应符合设计规定，当湿度大于80%，或风力大于四级、或雨雪天气、或环境温度低于0℃又无保护措施时，不得进行焊接，构件表面潮湿或有雨雪时，要清除干净并烘干，方可施焊。若在冬季中午或夏季凌晨仍不能满足适宜的合拢温度要求时，则及时与设计院联系，进行适当的温度修正。4、钢管拱肋在对接时应严格保持焊后拱肋平顺。焊接时，除控制几何尺寸外，还要注意焊接变形对拱肋变形的影响。所有钢管构件必须在焊缝检查后才能进行防腐处理。5、钢管拱肋安装合拢的精度如下：拱肋高程误差：+20，-0mm；对称点高程：≤20mm；拱肋接缝错台不大于0.2壁厚；拱轴线长度误差：△≤20mm；拱肋横向偏位：拱顶≤16mm，L/4处≤15mm。6、为便于一字撑和K字撑安装方便，在进行拱肋安装时，拱肋轴线应向外侧适当预偏。当一字撑和K字撑就位后，再用千斤顶将拱肋轴线复位，然后，焊接一字撑或K字撑对接接头。六、试验、检验外观检查1.1所有焊缝都要进行外观检查。检查前应将表面熔渣、泥污清洗干净。一般以肉眼观察为主，也可以用5～20倍放大镜进行观察，可发现焊缝的咬边、外部气孔、外部裂缝、弧坑、焊瘤、烧穿、未熔合等缺陷。并且还要用焊缝尺度样板测量焊缝外形尺寸。1.2外观检查的结果是不得有裂纹、未熔合、夹渣和未填满弧坑缺陷，其余缺陷的程度也不得超过《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）的有关规定。无损检验2.1超声波检验。对拱肋的焊缝应进行100%超声波检验，超声波检验可以确定焊缝内部缺陷的位置、深度、大小和分布情况。但是超声波检验并不能确定焊缝缺陷的性质，如夹渣、气孔、未焊透、裂纹。2.2X射线检验。对接焊缝除应用超声波探伤外，尚须用射线抽探其数量的10%（并不得少于一个接头）。探伤范围为焊缝两端各250~300mm，焊缝长度大于1200mm时，中部加探250~300mm。当发现裂纹或较多其他缺陷时，应扩大该条焊缝探伤范围，必要时可延长至全长。进行射线探伤的焊缝，当发现超标缺陷时应加倍检验。一般用照相法对焊缝进行照相检验。按照照相法检验的分析结果可以确定焊缝缺陷的性质，并结合超声波检验的结果就可以确定焊缝缺陷的类型、大小和长度。3、经过超声波和X射线检验的焊缝要求分别达到各自的标准，方可认为该焊缝为合格。七、质量检验评评定标准基本要求1.1使用的钢钢材应符合合设计要求求；1.2外观鉴定定：线形圆圆顺，无弯弯折，浇注注混凝土的的预留孔应应焊接平整整光滑，不不突出，不不漏焊，不不烧伤混凝凝土。1.3钢管拱肋肋制作与安安装实测项项目表7-1钢管拱肋肋制作与安安装实测项项目表项次检查项目规定值或允许偏偏差检查方法和频率率规定分1焊缝质量符合要求用超声波检查全全部焊缝长长度302内弧线偏离设计计弧线（mm）8样板检查103每段拱肋内弧线线（mm）+0，-10用钢尺量104钢管直径（mmm）D/500及55用钢尺量5处105轴线横向偏位（mm）L/6000用经纬仪检查55处156拱肋接缝错台（mm）0.2壁厚用尺量每个接缝缝107拱圈高程（mmm）符合设计要求用水准仪检查55处15八、安全质量保保证措施1、钢管拱肋在运运输时必须须牢固固定定在运输台台车上，下下面应有垫垫木，注意意钢管拱肋肋不得直接接与钢丝绳绳接触，不不得碰撞，损损伤。2、拱肋起吊时宜宜先试吊一一次，确认认起吊设备备合格后方方可正式起起吊，必须须确保吊点点准确，吊吊具安全，吊吊点牢固。3、拱肋拼装时应应注意对好好接头，禁禁止强拉硬硬顶伤及拱拱肋结构。调调整应按照照测量的结结果进行。4、拱肋拼装后必必须设有横横向联系，已已吊装的拱拱肋未安装装联系的不不得多于一一个节段，否否则应采取取临时横向向稳定措施施。5、节段间的环焊焊缝的施焊焊应对称进进行，施焊焊前需保证证节段间有有可靠的临临时连接，并并且由定位位板控制焊焊缝间隙，不不得采用堆堆焊。合龙龙口的焊接接或栓接作作业应在结结构温度相相对稳定的的时间内尽尽快完成，所所有焊工均均应有相应应等级的合合格证书。6、按照钢桥拼装装规定，在未经监监理和设计计单位同意意的情况下下，不得在在拱上随意意电焊、打打火、氧气气乙炔烘烤烤等，不得得烧伤拱肋肋。7、拱肋为全钢结结构，施工工时应确保保电力线路路及电器完完好，做到到安全用电电。8、拱肋拼装为多多工种协调调作业，必必须统一指指挥，信号号明确，通通讯迅达，指令令正确。各各操作人员员在意图不不明时严禁禁进行作业业，发现问问题应及时时向上级反反映。9、凡参加吊装作作业人员应应持证上岗岗，进入施施工现场必必须戴好安安全帽，高空作作业必须戴戴好安全带带，安全带带要挂在牢牢固可靠的的地方，并并严禁穿硬硬底鞋，拖拖鞋和高跟跟鞋进行高高空作业。10、大风、大雨和和大雪、浓浓雾、0℃以下严寒寒天气宜停停止吊装作作业；夜间间作业必须须有良好的的照明设施施，否则不不得夜间作作业。九、质量通病及及其原因、防防止措施1、质量通病：焊缝有裂纹，未未熔透，夹夹渣，未填填满弧坑、焊焊瘤、气孔孔，超出规规范规定的的高度。2、原因分析2.1焊缝有裂裂纹是由于于以下原因因造成：①焊接母材的含碳碳量或含硫硫量较高，以以及含硫、磷磷量较高，未未采取相应应的措施；；②结构的焊接设计计不合理，焊焊缝过于集集中；③焊接结构的刚度度过大，使使焊缝金属属所受的应应力超过其其极限强度度；④焊接顺序不当而而产生过大大的拉伸应应力；⑤焊接参数选择不不当或焊接接线能量控控制不当；；⑥焊接材料选择不不当或焊接接材料质量量有问题；；⑦焊前预热和焊后后缓冷的措措施不当；；⑧焊接某些合金钢钢没有预热热或在低温温下焊接。2.2弧坑未填填满的原因因是焊缝末末端收弧时时操作不当当，或埋弧弧自动焊的的送丝工序序与电源同同时断电。2.3焊瘤产生生的原因是是焊接电流流过大，电电弧过长，运运条方法不不当，焊接接速度过慢慢。2.4夹渣的原原因是熔池池中的金属属凝固速度度大于熔渣渣的流动速速度。主要要由下列因素素造成：①焊接电流过小，焊焊接速度过过快，焊渣渣来不及浮浮起；②焊条的角度和运运条不当；；③焊缝的熔深和熔熔宽比过小小，咬边过过深；④焊层形状不良，坡坡口角度过过小，多层层多道焊接接时每层熔熔层没有清清除；⑤焊条的工艺性能能不好。2.5未焊透是是因为坡口口角度过小小，钝边太太厚，接头头间隙太小小等；焊丝丝角度和运运条方法不不当；焊接接电流太小小；电压过过低；焊接接速度过快快，电弧过过长或电弧弧偏吹；坡坡口的渣、锈锈未清除干干净；埋弧弧自动焊方方向焊偏等等。2.6气孔产生生的原因是是碱性焊条条或埋弧自自动焊的焊焊剂潮湿未未烘干，使使药片成分分失效；焊焊条的药皮皮脱落，保保护作用失失效；未将将