海南琼州大桥钢管混凝土系杆拱施工工艺

PAGEPAGE2钢管混凝土系杆拱施工湖南省通盛工程有限公司袁智慧[摘要]:本文详述了琼州大桥钢管混凝土系杆拱桥的施工工艺，可供同类大桥施工时借鉴和参考。关键词:钢管拱分段钢管拱肋安装预埋拱脚边拱次边拱顶拱管内混凝土灌注吊杆张拉一、琼州大桥工程概况琼州大桥主桥为5跨钢管混凝土系杆拱结构，墩中距分别为88、98、108、98、88m，相应的净跨径分别为79、88、98、88、79m。拱肋为等截面的钢管混凝土结构，钢管混凝土拱肋截面为亚铃形。拱壁厚度：拱脚段为16mm，其余为14mm,包括风撑在内，采用Q345D钢板在工厂卷制焊接成钢管，煨弯成设计的拱形，现场拼装成拱。本文全面介绍钢管系杆拱桥施工工艺，从中总结经验以期进一步提高施工技艺。琼州大桥钢管拱分段1、钢管拱基本技术数据琼州大桥系杆拱，设计分3种跨径。虽然跨径不同，但是，各跨拱轴线都是二次抛物线，净矢跨比都是f/L=1/4.5。抛物线方程：y=f-4(f+Δf)X/L2拱轴线切线角：tgα=8(f+Δf)X/L2式中：f—矢高，跨径108m的矢高跨径108m的计算矢高为2218.2cm、净矢高2117.7cm、拱顶缘矢高2357.7cm；跨径98m的计算矢高为2006.5cm、净矢高1955.6cm、拱顶缘矢高2195.6cm；跨径88m的计算矢高为1812.9cm、净矢高1755.6cm、拱顶缘矢高1995.6cm。琼州大桥系杆拱主拱圈采取少支架现场拼装成拱。拱肋在工厂卷焊成管、煨弯成拱，按照施工设计图要求分段制作。5孔钢管系杆拱，分成3种不同跨径，矢跨比为f/L=1/4.5。计算矢高：挎暖者孔径混108诚m介的矢高为爹2218.2像cm叠；纵9踢8诉m年的矢高为造2渠0筹06胖.授5cm窜,用得88m旗的矢高为张1812.9跳cm嚷。纯侦欧相应的孔径的贡安装预留拱度苹，分别授为袍1屋0狗、切9灭、乘8妖cm弯。决2良、拱肋安装分败段香趴氧施工设计图规芦定，各孔径钢暂管拱寿，竿每孔的拱肋皆参分姨为针7冠段现场拼装，厉拱脚预埋段与尖预应力系梁和飘端横梁浇注在幻一起，构筑成傻固结结构，是盾钢管混凝土系碎杆拱桥的关键姐部位。其华余梯5默段采用少支架苍现场拼装。莲活膛粘颜三临、撕系杆拱桥安装寻方法逝立系杆拱桥受力罪特点：既有梁榨桥的特征，也容有拱桥的优势业，因此，能跨毕越较大的跨径顾。钢管混凝土泪系杆拱桥构造城特征是：拱肋薯是由钢管和混兴凝土组成；一礼般先架设钢管垮，生然后，灌注混亩凝土，最后形冰成钢管混凝土轰拱。钢管混凝亭土系杆拱桥施两工寄大致分为两种住主要类型：响寄1捉、第一类施工示方法斑在桥梁墩台上溜，将拱脚预埋镇段拱肋与端横扮梁和系梁端部侵节段浇例注在一起，构烂筑成固结结构蝇；族采取支架施工鸡，安装钢管拱拖肋，拼装成钢锡管拱；肯视墩台抵抗水刑平力的能力，扮在两拱脚之间岗张拉无粘结力麦的钢绞剑线，平衡钢管肃混凝土拱肋产托生的水平力；其调整好立面位齿置，即可灌注硬钢管内混凝土文；月安装吊杆、吊旧杆横梁；张拉微吊杆；读以吊杆横梁为基支承，现场浇基注系梁，张拉界预应力钢束、流卸架，碍最后安装桥面款板。湿删首该种施工方法扔，简单称为先政拱后梁法。其役特点：省浇注奔系梁的支架，恨吊杆与系梁上机、下位置极易队对齐，保持垂能直。窄读2药、第二类施工事方法碌（笨1艰）足在桥梁墩台上刚，将拱脚预埋熊段拱肋与端横块梁和系梁端部缴节段浇控注在一起，构丸筑成固结结构脏；伍壶雨（餐2畜）搭设系梁支皱架，构筑平台论，预压支架，数支立模板，浇跨注预应力系梁暗混凝土；未迁敬（筐3翼）安装横梁；息说俩（帅4伯）张拉系梁预藏应力钢束；庭饶淡（面5复）在系梁上支警立少支架，拼念装钢管拱；悄首俭（讽6稼）向钢管内压春注混凝土；奴乖宅（资7杯）安装吊杆，旬下端锚固横梁顽，张拉吊杆，狗卸架；安装桥面板。耍存裂该种施工方法南，简单地称为垫先梁后拱法。闭其特点：施工壤安全度大，支自立少量支架，怖拼装钢管拱。翻但是，吊杆与盾横梁上、下难四以垂直对齐。催够郑此外，还有转锦体安装法，或看整体吊装安装刊。乌侵怎琼州大桥钢管词混凝土系杆拱狮桥，采用第二交类施工方法，劲先梁后拱安装挂方法。即先搭算设系梁支架，等构筑系梁平台促，支立系梁模斑板，浇注系梁寺混凝土，安装灿吊杆横梁，初牲步张拉系梁预颜应力钢束。待值系梁混凝土达叠到设计强度后南，始安装钢管再拱肋。骤板1度、拱肋上、下框缘纵坐标壳场绞琼州大桥钢管司拱桥，虽然其歌拱轴线为二次丝抛物线，但是秩因为截面为等妙截面压力哑铃桑形，其上、下滤缘已不是二次狐抛物线，而是农两条不同的高姨次抛物线。但汪是计算起来繁痛杂，我们采些用炮Auto恋CAD2授000材绘图软件，取斤步距为朽1侵mm津,省巡成功的绘制出慕钢管拱上、下孔缘曲线，实现谎电脑放样，轻铁松的到钢管拱搁任意处的上、掠下缘坐标，以滩达到制造和控轿制钢管安装质书量（图图炎1食）。汪恢锹三图瞒1痛陈跨径彻108困m教系杆拱桥构造拣（尺寸单位仁：筛c想m迷）敲盟评唯图中：什a葬为吊杆间距，恰跨径文108m膨的吊杆间距易705cm浩；鉴季度障跨径依98m镜的吊杆间距鸣682cm忧；跨径喇88m拼的吊杆间距甚664cm莲课2坛、系杆拱桥钢殊管拱安装顺序趁替椅琼州大榴桥丰5飞孔系杆拱桥，舰先从海口磨16鸦—之17竖号墩之间的桥幅孔安装，搭设束支架，浇注系股梁，依此浇注舟15疯—肉16骨孔，挤18哥—狭19百孔绕,19残—披20趋孔窑,17滤—挂18图孔。相应的钢吩管拱安装顺序乡，与上相同。悲随3黎、钢管拱安装肺程序式排刘（赠1勤）拼装缆索吊奇装塔架知晶掀在钢管拱拼装泽之前，在引深桥庸1迎4树号墩源和束2费3葛号墩上搭设缆驶索塔架，架设鲁吊缆，完成缆限索吊设备，按些吊杆横梁最大扮吊屯重树30裂0kN残试吊观测、测芹量、控制，保馅证吊装作业顺苦利进行；宰短检（黄2翁）预埋钢管拱扩拱脚贺寿问支立墩顶横梁暴和系梁端部模凳板，安装拱脚构预埋段钢管拱细肋，并用工字票钢、槽钢作支燥撑，稳固拱脚绒预埋段，并通游过精确测量，怨控制拱脚坐标步符合设计位置灶；在混凝土浇毕筑过程中，仔掀细进行监控，姨防止在浇注混违凝土过程中发讽生位移；泥丛嗓（笔3杨）利用系杆中黄预埋铁板，用泥万能杆件配合松槽钢在系杆梁揪上搭设简易支价架，支承钢管枣拱肋拼装的接蒸头，见精图益2距。用全站仪对歉接头位置定位拾定位和测量检雪验，控制接头郊位置的坐标高拼程。笨蛋壮图挎2撤悔系梁上的简易橡支架咳垫伞弦柳尺寸单位：岗cm非科邀完成上述准备倘工作，着手安搭装钢管拱肋，种按先边段、次近边段、中间段岩次序吊装，镙划栓接头。东择汁在吊装过程中添，同时进行监沟控，观测钢管海拱肋中线位置殖和接头高程。娱测量监控如付肌图所示，具体所步骤如下：乐吊装边段拱时果，以已测知坐独标及高程的三妹点汉A肥，塔B惹，床D晕重合边段拱拱榨身上的对应母点作A骗`兽，承B月`阳，泛D敏`肌来调整拱身，珍并且在稳定贵桩京O翻上架立全站仪刘测谷出作C带点的坐标高程雁对应理论数值圆来验查，然后喊用千斤顶调整丘预拱度。嘱同理，露以撕C盟，包D鞠，挎F保为吊装基本位杏置点，筝以都E洽点为测量点，探监控次边拱，昌再调出预拱度令。拔在吊装顶拱时来，以两个接头枯的四个点控制泉检验。颠（牌4蚂）边段拱肋就岩位溜用缆索吊装设监施，将边段钢赚管拱肋吊运至罢安装孔，通过惯设置在墩顶横赤梁上的卷扬机视，再将拱肋横钓移至安装位置倒，徐徐松驰起率重索，使边段至拱肋下端与拱示脚预埋段管端洁头对接，临时锅用镙栓连接。贫注意，此时，库镙栓不要拧的值太紧。边段钢鹰管拱肋另一端设落在支架忙上（接烛头催1智）惹。用经纬仪调茅整钢管拱肋中够线，使其左右牌偏差不大存于循0.些5脉～特1星cm请，且用水准仪晕调整上端头接鸣头处标高，使北接头比设计高卧程抬托高稠5素～龙10锡cm复左右，最后松娱摘吊点，将边狮段拱肋完全落下于千斤顶的支锡架上。末同一孔一边两愉个边段拱肋安耀装完成后，在芝安装次边段前塌，应当反复核蛇对接头高程。款然后再进行对掌应边拱安装。孤警控（漠5壮）次边段拱肋言就位载重复上前述程口序，次边段拱星肋横移至安装介位置，慢松起挤重索，与边段即拱肋端头对接耍，用临时镙镙老栓连接，也不宪能太紧享，另一端落于田支架上（接来头具2宵），讨用经纬仪调整臭拱肋中线，使扬其偏差不大锣于臭0.迷5什～蜜1般cm勾，并用水准仪助观测上端接头微，告用添500诱kN闲的千斤顶，调缸整接迈头罚3刷的标高，将上摊端接头处预抬螺高技1塌0猛～膨20晓cm笛南，即为接廊头搜2临的预加高度沸的在2量倍，最后松摘篮吊点，跑使次边段拱肋盒完全落在支权架菌3征上。驰拱顶段拱肋安影装勾重复前述程序驾，将顶端拱肋奖吊装到安装孔求。就位钢管拱臂肋合拢。讯拱肋合拢是钢偶管拱肋安装作劫业中的关键工阀序。为使钢管置拱肋位置符合用设计要求，保尺证安装质量，围必须用两部水世准仪，同时观异测锣4唇个接头（支够架缘3昆）标高，并用石经纬仪观测两能条拱肋的中线蚀。程序如下：讽=1\*GB3牺①益留慢松起重索，拖同时控制住拱叫肋两端标高，供当降至比设计倒高挨出阶1挺～踏3亩cm承时，停止松起剪重索；拢=2\*GB3桌②缩备按先降边段拱挥肋，后次边段区拱肋顺序，两汪侧接头处均匀凯下降，反复循亡环至与拱顶接湖头合拢森；火稼=3\*GB3舅③侄共用镙栓临时连简接拱顶接头；犬=4\*GB3目④赚欺依次降边段、丈次边段拱肋起期重索，使各接划头处标高符合腐要求；买=5\*GB3盒⑤窑唇调整拱肋中线尘位置，符合设牲计要求后便固贞定；材=6\*GB3辰⑥怪就拧紧镙栓，并废用薄钢板嵌塞幼缝隙；舅=7\*GB3膨⑦甜剩电焊各接头部械件。适萍锤（隔8丸）安装风撑壳瞧寄当一孔钢管拱蓬肋安装完毕，疗位置调整得符忙合设计要求后游，用缆索吊安盆装风撑，安装雪就位，使整孔鸣钢管拱成为一妇个空间稳定结魔构。投效蓝（舅9量）卸架成拱截=1\*GB3腰①犬双卸架成拱次序若，先降边段拱歼肋，然后降次猜边段拱肋，两烧条拱肋两边对靠称、均匀卸架尿，每次下降高钥度不超过奸1cm饲；架=2\*GB3诵②运间在卸架过程中救，同时观测各专接头点标高，饱拱顶鱼及当1/霸8革跨截面标高，吊并随时进行调杨整。足同时，考虑海动口地区温度特痛点，为保证合弓拢时温度要求尝，将合拢时间足安排在凉爽的贴傍晚进行。排钢管混凝土荣施工敞工艺升1论、混凝土配合约比设计冲⑴威留拱圈混凝土材孩料背水泥清：喷42握5慨号普通硅酸盐庭水泥，广西柳聪州通峰水泥股鱼份有限公司生件产搅，榨各项指标均符桶合孙现足行国家标准。锐砂园：牵棒海口南渡江式中上游旁河砂，中砂，碧视比重束γ责=2.61堤2咱，含泥仿量炎1.5寄%床，耕平均吸水续率割1.19%汉。僚碎石塔：随海口柴永三安军涉企叼石场坟生产的碎石，票粒径范沿围潮5铁—伍2勿5狮毫米，平均含姿泥普量梁0别.恢6%楚，营平均吸水岂率胁1.55准%城。骨掺和剂胳：病辫海口马村电场=1\*ROMAN炮I侄级粉煤灰旋。私外加剂岁：甩本江西武石冠尽W遇G轿—严HE河A冲混凝土防水剂饿。盛⑵专阀拱圈混凝土配部合比设计原则合①冈配制苏的混凝土葱抗压强度波，跌满融足悦C鉴4牺0巷号混凝土的技临术牧要求拣，比设计标晋号，高出一个僻等级，饺即天C5挪0村号；娱②犁水灰比应当小努于或等宁于瓣0.3肥5趁，坍落度宜躬在业1访2窜—隙1戚8咐厘米；女③闯混凝土和易性组及贯初迹凝时间绿，应跟满足每孔管交道的合压注完毕俯后技，仍有良眨好的和易性努，为此赌掺加桥W酱G吵—洞HE秀A胳防水剂，帝目的改善混凝俯土的和易性，卧减少用水量，拴水化时生成微骄细颗粒，填充朴混凝土中孔隙杨，常使榆管内慎混凝土更加密毛实熟。积⑶蝴岸拱圈混凝土配亮合比设计骑拱圈混凝土接设计谨标号为售C50升号，严坍落腊度朗1希8算—玉2好0疾厘米，适应钢谦管应混凝土灌蜘注恨。经过设计、冬实验，确定出破混凝土配合比茎，见肚表婆1邀。某琼桥神钢管拱内压注跟混凝土配合比脆魂航弯表奔1筑混凝土估中岸各种材料用量喷kg狠/柜m3谣水妈水仔泥廉砂桥石史掺合迁剂纺外励加掠剂泳水太灰侄比晋砂率鸟%碧抗压强度驴MPa材189懒470沃744典1027泉27胀43翻0.35灾42碗7吗28樱重量配合比例送牢kg伙0.40:1具:1.583失:2.185沿:0.057负:0.09贡0.35快42邻44.7夺57.6吹2趟、钢管拱压注绣施工宝注随着工业化舍水平的不断提咐高，钢管拱圈怎混凝土浇注方狐法，通常都采届用葵泵送顶升压法冻，从拱脚一次硬对称浇注至拱疲顶。当压注高灭、泵送距离远挂时，也可采取培分级泵送。比证较成熟的工艺颗流程是：准备断工蚀作钓—犬—足压注管内混凝领土苦—仇—源关闭压注口处糟闸阀、稳炼压秋——犬拆除闸阀锋，蓝完成压注尚。季（位1涂）期压注前准备工岩作腥①股安装高压泵，骨敷设泵送管道柜琼桥泵送最远谋距离压100困米，最近距离洁5术米，压送最大笨高程卧45凳米娘。钢管拱肋的阵拱脚处，在上省下钢管上，分堆别设置设置一族个混凝土进料莫导管，露出系递杆顶戏面艇3误0根厘米，顶口处醉设症置穗法兰盘接头魂和插板粮，与输送泵麻管道相接；旱塞钢管内法兰否盘间缝隙磁；甜②怀在灌注混凝土溪前进方向上，晋每歌隔导3银0恭米处设一个排栋气孔，坚能使管内的空勾气排出执；在距离拱顶喘截聋面拴3五0千厘米处，两边角对称各设一个芝排孔，分别排讯除拱顶截面两畅边的被压缩的述空气，以使属混凝土能够顺弱利的灌注席满拱肋；响③匙在蔑钢管上规，每隔改3.00极米，设置一部偷固定附着振捣烤器观备用，便于浇伞注养边灌边振恭，保证混凝土增密实；娘④耐在灌注前，先茶注入清水清洗宣，不得留有油粥污、锈蚀物；俗⑤牵精心布置，做欲好人员配置，爬明确各自的工锄作岗位和职责兰。罢为保证混凝土洪泵输送成功，泻在开始浇注前航，娇应按实际距离裁和高度忆，进行泵送和话压注模拟试验绑，检查设备运询转是否正常，谈也使每个工作布人员做到心中曾有数，宰确保准抓工作师无误赞，使压注作业谋顺利进行挑。廊赠(恢2)成压注钢管混凝锅土方法华在灌注译钢管母混凝土时，先兔灌注拱圈下钢瓣管混凝土，采袄取顶升法灌注值，雅从两拱脚向拱孤顶压注。灌注闹混凝土的速度绣，拱顶两边的绿压注速度要淋匀速众、唉对称，躲采取习慢速抵压表的方式吗，两端混凝土糊顶面高差不大筝于困1歉米。鸟当压注的混凝穷土顶面，接近姜拱顶截面时，波要避免出现一旁边压注过快现独象，绝对避免尤越过拱顶截面打，引起钢管骨雹架纵向振动而岩失稳。压注工登作业要勺一次完成拱圈帮下环勤混凝土的压注因，劣然后低用插板堵死送辞料开口，防止能混凝土外溢层。待下环混凝凝土强度达到设朴计画强度的楚80呢%锁，再旋采用同样方法洲，灌注拱圈上柄横撑嫌钢管内混凝土茫，直至钢渐管杂拱圈形成。许在压注作业过晓程中，宁应派实验人员窝在拌和站渣监督劈、检查机配合比痛是否按设计的奴规定作业，榨外加剂献使用的是否得凤当，仍坍落度友是否符合要求乏。枪工程技术人员槽应仿在现场芹监测拱座的位胆移兔，发现不正常牛情况，及时反仙馈信息，采取塑适当措施。五(停3)唉钢管混凝土压袜注的技术措施磁压注压注作业另正式实施前，疾应先泵入水泥壁浆慎进行观测，是剃否有异常现象碰，贸一切正常后再箩连续泵入混凝出土跟。顶压注钢管残灌注时因，佣环境气温应不杀低织于辅5疑°侄C昂；烘当环境气温高笛于泄40投°政C宴时，钢吐管内温度高锐于只60列C盆时，应采取措塞施降低温度，领或选择隔应考虑在天气牲凉爽时灌注紫。毅四浅、钢管混凝土公质量检测岩按照《公路工经程质量检验评拌定标准》悲（苏JTJ07鸡1冠—筹9盛4倦）的规定，应忽对钢管混凝土纱浇注质量进行值检测，其检测粱项目，见亏表长2熊。夺陈丢钢管拱肋混凝氧土浇注质量实妇测项彻目肺亚替危滑表剖2即项次底检查项目吼规定值或允许丛值间检查方法和频灾率胸1荣混凝土强科度飞(奏MPa)撑在合格标准内口按做JTJ07晌1务—筝9卖8毒的附把录旺D获检查垒2岩混凝土填充度狠≥播98%叉在拱顶赛、亏L/4衬3稠轴线横向偏移斤(俱mm)句拱顶推1/5000腹用经纬仪检查皂L/4吩1/6000乎4比拱顶、拱脚及再接头高驶程诸(唯mm)为+2殊0垄，修-0楼用水准仪检查羞表返2练中的宴第繁1油项检测项目，霉钢管内的混凝晃土强度，通常盐是严格控制通晒过忌实验确定的混钻凝土配合比，仔按规定规定预虚留的混凝土试平块，作事后检富测。流筝观表杏2址中待的挣3递、筐4符项检测项目，陶通常用仪器观视测确定。葱贝幻表犯2蹲中的嚼第印2寸项检测项目，袜《公路桥涵施黑工技术规范》腔（果JTJ04慧1玩—主200罚0生）规定，应以竹超声波检测为千主雀，人工敲击为竟辅。骨香封在钢管混凝土熔施工中，时常森出现的缺陷有德以下几种：证鞭赤（繁1掠）空脊腔珠梅由小于在旬灌注过程中约，拱肋内售排气不良肿，或扒灌注间断而残年留在骗混凝土内的空刊气造成的固；丙弊搅（跪2落）划收缩缝匠投由盆于叔混凝土的水灰料比过大，水泥团用量过高，微摔胀量不足造成的；俱（衰3柔）吨混凝土与管壁鞋粘结不良灌顿由管内壁锈造敏成的；垄（类4四）偿峰混凝土离罚析介隙由尼混凝土纲配料不鸣佳洒，骨料堆积或纳采取悦抛投灌注造成脑的；扮（饰5懂）珠混凝土不密实瓶蜻由再于变泵击力格不足，舟或给灌注速度过快赔造成的窝。杆驾喘混凝土灌注程乏序和注意事项币：伏员军（霜1戏）先灌注下环合钢管拱肋混凝忽土，待下环混庸凝土达到设计良强扎度嘉9团0街％以上，才能枪用同样方法浇钩上环钢管拱肋冶。怀铸挂（工2胸）泵送混凝土偿时，钢管拱肋刺两边泵送速度晶应协调一致，鼠对称顶升，特股别是接近拱顶总时，要避免上医升过快，切忌姥避免任一边混风凝土超过拱顶忽。以免引起钢接管拱肋纵向振虫动：岸煌队（光3葛）灌注混凝土获时，要对拱轴括线变形进行观密测，用经纬仪粗测量横向偏位宽，用水准仪搁对绘1/秀4怪跨鞠、待1/墓8里跨及拱顶各点摊进行观测。介验爬灌注钢管内混泳凝土要注意：齿严格控制混泥腐土拌送过程，横保证一次性升稿顶成功。扇浇筑过程中应努时刻敲击测定振混泥土容量。贩对于混泥土散瞒热，应及时养麻生保护。吊杆安装张拉狂钢管内的混凝份土达到设计强润度后，开始安忽装吊杆，并张增拉，左右拱圈机吊杆同步作业摔。1、吊杆张拉魄训钉（掘1玉）吊杆第一次乌张拉，使系梁姻脱离模板支架漠；以跨径奸108齐m嘉为例，各个吊京杆张拉数值，卡见穴表载3捡。（注：由海泰口至琼山方向坝编括号浆1殖—耻7棋）单位看：匠KN鸦慈腰跨径饭108代m章为例吊杆第一沫次张拉数窑值尊茶洪胁表厨3遭吊杆标号券3番号冤6安号穷4话号麻1割号植5妖号勒7弃号晕2定号乘张拉数值湾820滩800炭780剧780林780旬780他780槽工薄（蛾2爱）吊杆第二次甩张拉，使桥面减达到高程；各丈个吊杆张拉数夺值，见拜表责4杂。腊庸替摔呀跨径士108涝m陪为例吊杆第二豆次张拉数挪值戒司主种表惜4得吊杆标号漆3兔号路6弟号感4类号酸1晃号占5撤号柴7闪号始2哈号货张拉数值验980狐960凤950浇950撒950纺950姓950墙尾么（阀3堆）吊杆第三次貌张拉，使使系绝梁达到高程要歼求；各个吊杆脖张拉数值，见毫表闲5王。每次张拉都式以吊杆中线（蹈即横隔板中线季）为测量高程向控制点。壶