施工阶段控制施工质量研究本科毕业论文

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊共56页第1页摘要中国属于发展中国家，各项建设都在大规模的进行，正在以世界巨人的姿态发展着，各行各业的发展离不开建筑、安装工程，而施工质量的优劣直接影响到国民经济的快速发展。工程建设包括勘测、规划、设计、施工几个阶段，其中施工阶段是将设计变成实物的阶段，使工程建设管理极为重要的阶段，本文主要从施工阶段中要想控制好施工质量，就得寻找控制点，而质量控制的思路包括：事前控制、事中控制和事后控制方面出发，以施工过的钢拱桥为例，进行论文撰写。关键词：施工质量控制钢拱桥目录1．绪论 41.1选题背景及意义 41.2研究内容及思路 52.施工质量及质量控制的有关理论综述 62.1质量与质量控制 62.1.1质量的概念 62.1.2质量控制概念 62.1.3质量管理体系的概念 72.1.4质量控制原则 72.1.5质量控制的内容 82.2施工质量控制的内容与方法 92.2.1事前控制 92.2.2事中控制 92.2.3事后控制 92.3钢拱桥施工质量控制的特点 102.3.1采用的施工工序复杂 102.3.2针对质量控制要点 113.案例分折 133.1工程概况 133.2地质条件 133.3质量控制内容 143.3.1拱肋钢管加工焊接质量控制 143.3.2拱肋吊装合拢施工控制 203.3.3系杆、吊杆施工流程控制 333.3.4钢管混凝土施工控制 404.展望 534.1新世纪世界桥梁的发展趋向 534.2桥梁技术的发展方向 53致谢 55参考文献 561．绪论1.1选题背景及意义拱式桥的发展拱桥，在桥梁的发展史上曾经占有重要地位，迄今为止，已有三千多年的历史，并因其形态美、造价低、承载潜力大而得到广泛的应用。关于拱桥的起源，众说纷纭，莫衷一是。世界上第一座钢筋混凝土拱桥建于1898年。目前，在跨度方面，万县长江大桥（420m，中国，1986年）为同类之最。由于经济方面的原因，国内钢拱桥修建较少，但在钢筋混凝土和预应力混凝土拱桥方面取得了不少成就。主要的结构形式有双曲拱桥、桁架拱桥以及一些组合体系的拱桥。随着计算力学的发展和对材料性能认识的不断深入，其它形式的桥梁也在不断地发展。在中小跨度方面，人们有了更多的选择；在大跨度方面，拱桥的竞争性明显弱于斜拉桥和悬索桥。钢管混凝土钢管混凝土是在钢管内填充混凝土，使钢管和混凝土在受压方面实现优势互补：钢管借助于其内部的混凝土稳定性得以增强；而内部的混凝土由于处于三向受压状态而使自身的强度得以提高。钢管混凝土更接近于一种新材料，具有强度高、塑性好、耐高温、耐腐蚀、抗冲击性能好等优点。它不仅在力学方面性能优越，而且在施工方面也有许多优点。钢管混凝土的复合材料特性比较接近于钢材，而塑性和韧性还胜过钢结构。它特别适合用作轴心受压构件及小偏心受压构件。偏心较大时，可用二肢、三肢、四肢组成的组合式构件。在我国，钢管混凝土的研究始于1959年。1963年将其成功应用于北京地铁工程。随后，钢管混凝土的研究和应用都得到了空前的发展。在理论研究方面，70年代末80年代初，用压溃理论确定轴心受压构件和偏心受压构件的稳定承载力；80年代，得到了混凝土和钢管在轴心受压时的多轴应力状态下的本构关系，采用有限元法求解各种荷载条件下的构件性能曲线。90年代，采用内时理论来描述混凝土在复杂应力状态下的本构关系，更全面地解决了运用有限元求解钢管混凝土在各种荷载条件下的工作性能曲线，提出了钢管混凝土的统一设计理论。在我国，钢管混凝土结构在桥梁工程中的应用始于90年代初，自从1990年四川旺苍东河大桥（跨度115m）建成后，相继又有广东高明桥（跨度110m）、浙江新安江桥（跨度160m）、广东南海县三山西桥（跨度200m）和江西昌河大桥（跨度150m）相继建成。据不完全统计，在短短十余年的时间里，我国已建成钢管混凝土拱桥近百座。钢管混凝土拱桥在我国的兴起并不是偶然的。本人于2009年10月至今天在重庆大学网络教育学院（赣州教学点）进行再教育，期间“来华大桥工程”项目由本人担任技术员，从投标到现在进行了施工全过程跟踪管理。现临近毕业，通过所学的知识，想以本桥为本,厦门的“霞飞桥工程”项目为例做为毕业论文案例，以《钢拱桥施工质量控制》为题进行毕业论文件的撰写。钢拱桥属于拱桥结构，拱桥结构是桥梁结构类型中工序最为复杂，撰写本论文主要是为了今后能在施工钢拱桥时提供一点有质量控制方面有用的东西。1.2研究内容及思路中国属于发展中国家，各项建设都在大规模的进行，正在以世界巨人的姿态发展着，各行各业的发展离不开建筑、安装工程，而施工质量的优劣直接影响到国民经济的快速发展。工程建设包括勘测、规划、设计、施工几个阶段，其中施工阶段是将设计变成实物的阶段，使工程建设管理极为重要的阶段，本文主要从施工阶段中要想控制好施工质量，就得寻找控制点，而质量控制的思路包括：事前控制、事中控制和事后控制方面出发，以施工过的钢拱桥为例，进行论文撰写。2.施工质量及质量控制的有关理论综述2.1质量与质量控制2.1.1质量的概念我国国家标准GB／T19000：2000对质量的定义是：一组固有特性满足要求的程度。术语“质量"可使用形容词差、好或优秀来修饰。“固有的”(其反义是“赋予的")就是指在某事或某物本来就有的，尤其是那种永久的特性。对产品来说，例如水泥的化学成分、强度、凝结时间就是固有特性，而价格和交货期则是赋予特性。对质量管理体系来说，固有特性就是实现质量方针和质量目标的能力。对过程来说，固有特性就是过程将输入转化为输出的能力。从术语的基本特性来说，质量是满足要求的程度。要求包括明示的隐含的和必须履行的需求或期望。明示的一般是指在合同环境中，用户明确提出的需要或要求，通常是通过合同、标准、规范、图纸、技术文件所作出的明确规定；隐含需要则应加以识别和确定，具体说，是指顾客的期望，二是指那些人们公认的、不言而喻的、不必作出规定的“需要"，如洗衣机必须满足洗衣和甩干的基本功能即属于“隐含需要”。需要是随时间、环境的变化而变化的，因此，应定期评定质量要求，修订规范，开发新产品，以满足已变化的质量要求。与旧定义相比，有两点明显的改进。一是质量反映为“满足要求的程度”，而不是反映“特性总和”，特性是固有的，与要求相比较，满足要求的程度才反映为质量的好坏。因此，新定义更科学。二是明确提出“固有特性”的概念，说明固有特性是产品、过程或体系的一部分，而人为赋予的特性不是固有特性，不反映在产品的质量范畴中，这就使质量的概念更为明确。2.1.2质量控制概念我国国家标准GB／T19000：2000对质量控制的定义是：“质量管理的一部分，致力于满足质量要求”。质量控制的目标就是确保产品的质量能满足顾客、法律法规等方面所提出的质量要求如适用性、可靠性、安全性)。质量控制的范围涉及产品质量形成全过程的各个环节，如设计过程、采购过程、生产过程、安装过程等。质量控制的工作内容包括作业技术和活动，也就是包括专业技术和管理技术两个方面。围绕产品质量形成全过程的各个环节，对影响工作质量的人、机、料、法、环五大因素进行控制，并对质量活动的成果进行分阶段验证，以便及时发现问题，采取相应措施，防止不合格重复发生，尽可能地减少损失。因此，质量控制应贯彻预防为主与检验把关相结合的原则。必须对干什么?为何干?怎么干?谁来干?何时干?何地干?做出规定，并对实际质量活动进行监控。因为质量要求是随时间的进展而在不断变化，为了满足新的质量要求，就要注意质量控制的动态性，要随工艺、技术、材料、设备的不断改进，研究新的控制方法。2.1.3质量管理体系的概念我国国家标准GB／T19000：2000对质量管理体系的定义是：“在质量方面指挥和控制组织的管理体系”。“体系"的含义是：若干有关事物互相联系、互相制约而构成的有机整体。质量管理体系是实施质量方针和目标的管理系统，其内容要以满足质量目标的需要为准，它是一个有机整体，强调系统性和协调性，它的各个组成部分是相互关联的。质量管理体系把影响质量的技术、管理、人员和资源等因素加以组合，在质量方针的指引下，为达到质量目标而发挥效能。一个组织可以建立一个综合的管理体系，其内容可包含质量管理体系、环境管理体系、安全管理体系和财务管理体系等。2000版GBH'19000标准在编制时已考虑了与ISOl4000环境管理体系标准的协调，为组织综合管理体系的建立提供了方便。2.1.4质量控制原则⑴坚持质量第一工程质量是建筑产品使用价值的集中体现，用户最关心的就是工程质量的优劣，或者说用户的最大利益在于工程质量。在项目施工中必须树立“百年大计，质量第一”的思想。⑵坚持以人为控制核心人是质量的创造者，质量控制必须“以人为核心'，把人作为质量控制的动力，发挥人的积极性、创造性。⑶坚持预防为主预防为主的思想，是指事先分析影响产品质量的各种因素，找出主导因素，采取措施加以重点控制，使质量问题消灭在发生之前或萌芽状态，做到防患于未然。过去通过对成品或竣工工程进行质量检查，才能对工程的合格与否做出鉴定，这属于事后把关，不能预防质量事故的产生。提倡严格把关和积极预防相结合，并以预防为主的方针,才能使工程质量在施工的全过程中处于控制之中。⑷坚持质量标准质量标准是评价工程质量的尺度，数据是质量控制的基础。工程质量是否符合质量要求，必须通过严格检查，以数据为依据。⑸坚持全面控制①全过程的质量控制。全过程指的就是工程质量产生、形成和实现的过程。建筑安装工程质量，是勘察设计质量、原材料与成品半成品质量、施工质量、使用维护质量的综合反映。为了保证和提高工程质量，质量控制不能仅限于施工过程，而必须贯穿于从勘察设计直到使用维护的全过程，要把所有影响工程质量的环节和因素控制起来。②全员的质量控制。工程质量是项目各方面、各部门、各环节工作质量的集中反映。提高工程项目质量依赖于上自项目经理下至一般员工的共同努力。所以，质量控制必须把项目所有人员的积极性和创造性充分调动起来，做到人人关心质量控制，人人做好质量控制工作。2.1.5质量控制的内容⑴确定控制对象，例如一道工序、一个分项工程、安装过程等。⑵规定控制标准，即详细说明控制对象应达到的质量要求。⑶制定具体的控制方法，例如工艺规程、控制用图表等。⑷明确所采用的检验方法，包括检验手段。⑸实际进行检验。⑹分析实测数据与标准之间产生差异的原因。⑺解决差异所采取的措施、方法。2.2施工质量控制的内容与方法2.2.1事前控制周密计划，做到事前控制，在施工前认真做好施工组织工作；做好技术资料准备工作，做好对原材料、设备、零配件等质量进行检查和控制工作、做好对新材料、新工艺、新技术、新设备的质量监定和施工工艺的组织论证工作、建立建全质量管理制度，不断完善质量保证体系，认真对待由建设单位组织的设计交底和图纸会审工作。努力做到对施工中的人员组织、材料供应、机械设备在施工中可能发生的问题有一个预见性的措施，使每一项施工过程都掌握在工程质量管理工作的规划之中，才可以发挥出在事前就把施工中的质理问题解决好，避免因没有做好事前控制造成建设工程施工质量的返工问题。2.2.2事中控制努力工作，积极的对待施工过程中的每一道工序，对发生无法预测的施工质量问题，做到不能在事前控制，一定要在事中控制，避免施工质量问题的进一步扩大化，造成无法返工或因返工产生很大的经济损失。工程质量是在工序中产生的，工序控制对工程质量起着决定性的作用。应把影响工序质量的因素都纳入到管理状态中，建立质量管理点，及时检查和审核质量统计资料和质量控制图表。要严格工序间的交接检查，对于重要的工程部位或专业工程，工程师应亲自进行试验或技术复核，并实行实时监控。根据工程施工特点，对完成的分部、分项工程，应极时的按相应的质量评定标准和方法，进行检查、验收。认真审核设计变更和图纸修改后对工程质量的影响，并对此向有关部门和建设单位提出建议和意见。组织定期或不定期的质量现场会议，及时发现问题，及时分析问题，通报批评工程质量状况，做好工程质量事故的处理方案，并对处理效果进行检查，才可以把施工中的质量问题，在每一个施工工序过程中，及时的做到事中控制。2.2.3事后控制事后控制是指对完成施工、形成产品后的质量控制。施工单位应按国家有关的质量评定标准和办法，对完成的分项、分部工程和单位工程进行自检，只有内部通过验收才能交给有关单位验收，才能保证一次验收通过，才能使整体的建设工程质量让建设单位满意。整理好有关的质量检验报告、评定报告及有关技术文件。向建设单位提供施工竣工图，使施工竣工图成为今后建设单位在维修工程中的一个重要资料。落实进度控制任务和质量控制任务是保证建设工程质量，满足建设单位对建设工程质量要求的必要条件。进度规划、进度控制、进度协调、事前控制、事中控制、事后控制是落实工程建设施工管理工作任务的具体施实。进度规划和事前质量控制是施工单位在建设施工中对工程施工做到心中有数，在进度规划和事前质量控制阶段发现问题解决问题，对施工中的每一道工序要有事前预测，对预测到可能发生的问题要有具体的调整方案，这样才可以减少施工进度和质量问题的发生量。进度控制和事中质量控制是建设工程施工在施实阶段对施工进度和施工质量的跟踪与监控，保证施工进度和施工质量在进度控制和质量控制中互相协调的运行，对施工中出现偏离施工进度规划与施工质量控制方案的问题做出及时的调整和改进。进度协调是建设工程的单项工程、单位工程、分部分项工程中各施工单位之间，人员、材料、机械进场相互在空间和时间上的搭接，而事后控制主要是对工程建设项目质量的自检，对施工资料的整理交验，为建设工程进行质量验收做好工作准备。进度协调和事后控制虽然在施工管理中没有紧密的联系，但是进度协调是保证施工进度最重要的一个环节，如果施工单位之间的人、材、机在空间和时间上没有一个合理的搭接，将会造成窝工，严重的还会拖延工期，而事后控制是为了建设工程交验而做的一项重要工作，他对施工单位进行的建设工程竣工验收顺利通过,有着重要的意义。因为，建设工程的体形大、工期长、工艺复杂等特点，必须撑握好进度控制和质量控制工作的要点，才能使工作做的有效、准确。2.3钢拱桥施工质量控制的特点2.3.1采用的施工工序复杂⑴搭设支架并预压，实测贝雷梁的变形值并与设计的预拱值相加铺设底模。⑵现浇拱脚段，纵梁和端横梁，待砼强度达到设计强度的90％后张拉端横梁第一批预应力束，并压浆。⑶安装位于风撑位置下的中横梁，并使其与纵梁铰结，暂不浇筑湿接头。⑷左右两幅同时对称均匀地张拉，纵梁第一期预应力为2S1、2S2、2S3（断面图略），并压浆。⑸在纵梁上搭设拱肋安装支架，考虑拱肋预拱度和支架变形值，吊装和拼接拱肋的1/4节段和1/2节段，合拢拱肋，安装风撑。⑹安装吊杆并穿索，焊死吊杆套管两端，先跨中后两侧交替、对称均匀地在拱顶上单侧张拉吊杆钢丝束。下一期预应力（张拉值为设计值地一半）张拉顺序及图（略）。⑺对称安装剩余的中横梁，张拉吊杆的二期预应力并压浆。⑻浇筑中横梁接头砼，待接头砼达到设计强度后，先跨中，后两侧交替、对称、均匀地张拉中横梁第一批预应力束并压浆。同时先安装靠近纵梁两侧的行车道板，每侧各四块，以作为施工期间人形通道。⑼拆除支架左右两幅，同时对称均匀张拉纵梁二期预应力束2S2、2S5、2S6并压浆。

⑽安装剩余的行车道板：先跨中后两侧，交替对称均匀张拉中横梁第二批预应力束并压浆，然后浇筑行车道板铰缝和其纵向接头砼。⑾铺设桥面铺装，完成路缘石和栏杆施工。2.3.2针对质量控制要点⑴水中临时支架搭设。严格审查承包人的水中临时支架搭设技术方案，并验算钢管桩和贝雷梁的承载力。打钢管桩时，严格控制钢管桩的入土深度和垂直度。搭设支架时应注意其横向稳定性。针对施工拱肋支架放在纵梁上的情况，请设计院验算纵梁的承载力和变形能力，满足要求时才允许施工。对支架进行超载预压（尤其是临时墩处），以便得到弹性变形值和消除弹性变形，有效地检验临时墩外钢管桩的承载力。监理工程师必须控制预压时间和预压菏载，督促承包人做好沉降规划，确定变形稳定后方可卸载。⑵现浇纵梁。现浇纵梁时，检查钢筋应注意中横梁预埋和波纹管位置，与预制场的相对应并采取有效固定措施。拱脚钢筋密集，此处受力又较复杂，C50砼配比应精心配制，并采用泵送砼。振捣时采用小型振动棒，配合插钎、插捣以保证密实。纵梁采取底板-腹板-顶板浇筑顺序，一次完成，防止出现施工缝。底板砼应适当少些，防止泛浆严重，并随时加强对临时板和贝雷梁的检测。⑶拱肋吊装。严格审查承包人的拱肋吊装施工技术方案，确定浮吊的起吊能力，满足要求方可施工。施工过程中监理工程师应检查拱肋安装支架的稳定性，以及肋拱的横向稳定。对于拱轴线控制每个湿接头接点标高都用CAD计算，并结合纵横梁变形每个都量测，跨中应适当抛高2～3cm。拱肋湿接头钢筋不全部焊死（一般先焊顶层钢筋，四个角用槽钢顶死），用螺旋千斤顶调整。⑷观测与记录。系杆拱没成拱之前变形较多，应随时加强观测，以便为后续施工提供数据，包括纵梁在安装拱肋之前、安装拱肋之后、卸落拱架之后、纵梁支架脱落后，纵梁二期预应力完成后的标高，监理工程师都应一一记录。⑸预应力张拉压浆。所有波纹管管道都要穿PVC衬管,并严格遵循设计图纸中的张拉顺序；张拉的千斤顶和油泵表必须配套标定，张拉采用应力与伸长量双控制，超出伸长量±6％时停止张拉，并查明原因；钢铰线张拉采取102%бk超张拉。施工中出现断丝、滑丝现象应按规范处理。吊杆钢丝束张拉，上下套管应焊死，钢丝束下料时保证同束长度一致，以保证受力均匀，张拉105/%бk超张拉。压浆时应控制好水泥浆配比，实际操作中两端锚头封死，露出钢铰线，并坚持稳压，直到沁出清水成滴状。⑹卸落拱架时应对称均衡地由两侧向跨中卸落，以保证拱肋受力稳定。⑺中横梁标高调整，其底应设置螺旋千斤顶，吊杆张拉后应复测标高。⑻湿接头处钢筋焊接应满足规范要求，砼应精心配制，采用同标号的膨胀砼。3.案例分折3.1工程概况霞飞桥位于厦门市新阳工业区，为该区北部主排洪渠上跨越排洪渠连接两岸城市交通的城市桥梁。大桥全长77米，标准宽度38米，桥型采用净跨66米的下承式钢管混凝土系杆拱桥结构。工程由中铁二十四局集团有限公司承建，2005年10月10日开工，2007年6月10日完工。图3-1厦门市霞飞桥实景图3.2地质条件通过勘察，在钻探深度范围内均为第四系地层软土地基，场地分布有：素填土、淤泥—淤泥质土、粉质粘土—粘土、中粗砂、残积粘性土、全风化花岗岩、砂状强风化花岗岩、碎块状强风化花岗岩、中风化花岗岩。图3-２霞飞桥立面图图3-3霞飞桥平面图3.3质量控制内容3.3.1拱肋钢管加工焊接质量控制⑴施工工艺流程施工工艺流程：材料复验→放线、划线→检查→刨边、喷砂、切割→单元节拱肋管卷制、焊接→检查矫圆→运输段拱肋组装接焊→加筋箍拼焊→检查→整孔拱肋试拼装→由厂内运输至现场→焊接腹板哑铃形成形→检查。⑵霞飞桥工程结构概况主拱采用钢管混凝土结构，采用悬链线系杆拱，计算跨径L=70m，计算失高f=14m，失跨比f/L=1/5，拱轴系数m=1.2。每一拱肋为双哑铃断面：上下弦杆为4xφ800的钢管混凝土构件；一侧上下弦管间用2块腹板连接形成一个哑铃型断面；两个哑铃间采用横膈板连结形成整体；组成一条拱肋。拱肋断面的外形尺寸为2.10m（宽）x2.40m（高）。弦管采用φ800x14mm的圆管，在拱脚段埋入拱座。腹板采用14mm钢板。全桥横向由两条拱肋构成，拱肋轴线间距29.0m。两拱肋间共设有三道横撑，横撑断面的外形尺寸为2.10m（宽）x2.10m（高），采用“一”字型，全桥共三道一字撑，横撑主管采用φ500次管采用φ299的空钢管桁架。图3-4双哑铃型断面实体图图3-5两条拱肋三道风撑实体图⑶拱肋加工焊接质量控制钢管采用Q345q钢钢板卷制的直缝焊接管，拱肋钢管均在专业工厂制作。卷制前，应逐张仔细检查使用的钢板以满足设计中对材料的要求。首先分段卷制，按拱线坐标控制，焊接成吊装节段，每段长度28m左右，钢管焊好后，在厂内的预拼台架上进行试拼，预拼台采用混凝土制作。拼装时，先在平台上按设计轴线放样，设置限位基线平台，然后放出吊杆及段间接头位置，并定出吊装时所需观测点的位置，同时，在吊杆位置按预先放好的大样位置画线开孔。经检查验收后，在拼接口处设置定位螺栓或定位块后，拆开运往工地。控制要点：①焊前准备施工技术部门要依据设计文件，参考有关标准、规范、规程，制订焊接工艺原则，明确焊接方法、工艺措施、质量标准和验收规范等。本桥杆件连接焊缝均为Ⅰ级焊缝，钢件的组拼焊缝也为Ⅰ级焊缝，且需全部探伤检测。上下弦管接头采用全熔透焊缝，对接时应将各节钢管的焊缝位置错开150mm以上。焊接时，应在钢管内加厚4～6mm，宽度100mm左右的环向钢衬垫。采用CO2气体保护焊打底，手工电弧焊。工艺评定：焊接工艺评定是钢结构制造的根据，施工单位必须结合工程实际完备工艺评定文件，并作为竣工文件存查。根据对接、搭接、T形接头的焊缝形式，确定相应焊接方法，不得随意改换。焊前处理：焊接所有构件的坡口内及正、反面25mm范围，应按要求清理，去除表面油、锈、氧化皮和尘污等，处理干净后方可焊接，衬垫必须按操作细则施工。生产试板：为确保焊缝质量，拱肋结构均设生产试板，试板与相应焊缝同材料、同厚度、同坡口、同轧制方向，并按相应技术标准做机械性能试验，保证其参数符合规范要求。制订《生产试板评定工艺》，对目的、适用范围、参考标准、工艺内容作出明确规定，以确保焊缝焊接质量。②焊接工艺参数的确定焊接工艺参数主要有:坡口的形式和角度,焊条、焊丝的规格型号,焊剂种类、电流、电压强度,焊接行进速度及各种焊缝的施焊层数等。管道焊接时确定坡口的角度为(60±5)°,采用CO2气体保护焊打底时,用直径1.2mm的焊丝,电流强度为200～210A,电压为26～28V,CO2气体流量为7～8L/min,行进速度为30cm/min;采用埋弧自动焊罩面时,焊丝直径为4.0mm,电流强度为600～650A,电压为38～40V,焊接行进速度为25m/h。③焊接要求工厂焊缝：上下弦管接头采用全熔透焊缝，对接时应将各节钢管的焊缝位置错开150mm以上。焊接时，应在钢管内加厚4～6mm，宽度100mm左右的环向钢衬垫。采用CO2气体保护焊打底，手工电弧焊。焊缝填充工艺分四道，采用CO2气体保护焊打底填充两道，埋弧自动焊填充一道、盖面一道。纵缝焊接的起止端分别安装引弧板和熄弧板，坡口型式与纵缝相同。环缝焊接采用滚动胎架，以俯焊方式焊接。每道工序焊缝焊接应一次完成，因故停焊又续焊时，不得从母材上引弧，必须将引弧处气刨或打磨成1∶4斜坡搭接，搭接长度不少于50mm。焊接工艺应注意消除焊接残余应力，采用砂轮打磨。工地安装：工地安装均采用手工电弧焊接，风撑与拱肋、风撑间相贯线、节段对接均采用对称焊。拱肋合拢段，在定位后，须待符合设计合拢温度时，方可焊接。④焊接质量的控制焊管是在自动流水线上生产，焊接质量易于保证。焊接质量控制的重点在钢管拱加工厂和工地。正式开焊前，应根据工厂的设备、人员、采用的焊接材料、焊接工艺等进行焊接工艺评定试验，以此确定适合工厂设备、人员、管理等方面的最佳工艺参数。焊接工艺评定试验的主要项目有强度试验、弯曲试验、冲击试验、硬度试验以及化学成分和金相试验等。本桥根据不同的接头型式和焊接方式，共进行相应类型的焊接工艺评定试验。焊接工艺评定试验完成后，应编制焊接工艺规程，依此指导施工。施工过程中，除了严格执行焊接工艺操作规程外，还需要对焊缝的内外质量进行检验。螺旋焊管焊缝要求通过100%超声波和100%X射线检测。工厂和工地焊缝进行100%超声波检测，10%(并不得少于1个接头)X射线检测。检测不合格的焊缝应返修，同一位置返修次数不得超过2次。⑤焊缝质量检验焊接、焊接试验、焊缝外观质量符合《公路桥涵施工技术规范》的规定，焊缝的超声波探伤质量为I级。焊缝外观质量要求成形美观、整齐，尺寸符合设计和工艺要求，做到无裂纹、无气孔、无夹渣、无焊瘤、无弧坑等焊接缺陷。其内在质量要求在焊接完成24小时后，按焊缝长度的100％做超声波检测。图3-6拱肋大接头超声波检测图⑷经验和总结随着拱肋钢管焊接的施工全过程监控和管理，现对钢构焊接容易出现的几个问题，总结归纳，以供同仁们在工作中参考或借鉴。①没有熔透。电焊时焊条在电弧力下熔化滴向焊缝，同时母材也有一部分受热熔化和焊条的熔化金属结合在一起。母材受热熔化的深度叫熔透深度，是保持焊接强度的重要因素。母材和熔化金属间如有局部没有熔合便会形成没有熔透现象。焊缝没有熔透是严重的焊接缺陷，它消弱焊接连接的强度可达60%-80%。没有熔透的缺陷在施工中经常有发生。通常造成没有焊透的原因是：A电焊工本人技术差或该开坡口施焊的未开坡口。B焊缝边修切不正确或组焊时拼装不良。坡口的斜度不够、缝隙太小，坡口的纯边留得太厚或太薄或两边厚薄不一致。C施焊时速度太快或焊接电流过小。D焊接前焊缝没有清理干净，有锈，有渣子或气割残留物没有清干净。使母材的边缘熔化不良。E操作时焊条角度不对，以致熔池偏向母材的一边。②夹渣。焊缝内含有熔渣杂质称为夹渣。夹渣会消弱焊缝断面，使焊缝的强度大大降低。熔渣杂质可能是由于熔化的金属内混入了其他杂质颗粒而形成，也可能是熔化的金属和周围大气发生化学反应或熔化金属本身内发生化学反应形成的。前一种杂质的产生通常是焊接边缘不清洁造成的。如氧气切割后残留的氧化铁或母材上的铁锈以及前一道焊缝焊完后焊渣没清干净等原因造成的。后一类熔渣杂质的产生是因为熔化金属溶液冷却凝固时某些化合物沉淀和杂质氧化形成的。在正常情况下电焊条药皮形成的熔渣应完全浮在焊缝表面上形成一层保护皮。如果电焊时电流过小或周围的环境温度过低，这就可能会造成焊缝的熔化金属凝固速度快，熔渣来不及浮出熔化的金属而造成一部份熔渣留在焊缝里造成夹渣。夹渣造成焊缝应力集中，大大减少焊接接头的冲击强度，特别是在焊缝根部有较大颗粒的杂质危害性更大。③裂纹。裂纹是焊接接头中危害严重的缺陷。它减少焊缝断面面积同时引起受力应力集中，使得裂纹扩大造成接头破坏。裂纹一般分为纵向裂纹和横向裂纹。纵向裂纹在焊缝的熔池凹口内最常见，因为熔池凹口没有填满，又容易积沉有害杂质使局部朔性降低。而且凹口处又焊缝冷却时最后凝固处，冷却收缩应力也集中在此。横向裂纹一般常见于合金钢焊接时。低碳纲在冷却过快或冷却不均匀时也可能产生横向裂纹。形成焊接裂纹通常是因下列5种原因：A母材的化学成分，结晶组织、冶炼方法等有关。如钢的含碳量越高或合金量越高，钢材的硬度就越高，通常越容易在焊接时产生裂纹。B焊接时冷却速度高容易产生裂纹。所以焊接时应避开风口和避免被雨水淋湿。在焊接中、高碳钢或合金钢时，要根据母材的成分或特性，有的要采取加热保温措施后方可施焊。C焊条内含硫、磷、碳高焊缝容易产生裂纹。硫磷是有害元素,含硫高焊缝有热脆性，含磷高焊缝有冷脆性，焊条含硫磷量都必须在0.0035以下。D构件的焊接顺序不当也容易产生裂纹。当顺序安排不当时会形成焊接收缩力的死结，妨碍焊缝的自由收缩，以致产生较大的收缩应力而产生焊缝裂纹。E焊接时周围的环境温度低，或在风口散热条件过好造成散热过快也会引起裂纹。④溢流。溢流是焊接时有过多熔化金属流到焊缝附近没有熔化的母材上的现象。溢流不是重大焊接缺陷，但母材表面有超3mm以上的溢流应铲去，再用砂轮磨光。溢流是因为焊接时焊条快速熔化，熔化的金属液沿池边流到母材上凝固而成的。溢流的形成往往是焊接时电流选择过大或操作时电弧拉得过长产生的。它较容易发生在立焊或仰焊时。在发生溢流现象时可能会有母材熔透不足的现象伴随发生。在发现有溢流现象是要注意检查溢流缝的背后有无没有熔透的缺陷。⑤啃边。啃边是指焊缝边有焊接烧熔的凹槽。啃边现象如下三图所示。造成啃边的原因是焊接时电流、电压过高或焊缝空间位置不合适造成熔化金属分布不均。啃边是焊缝的外部缺陷，在检查时肉眼就可以发现。啃边现象会消弱母材断面积并形成局部应力集中造成构件受力时破坏。⑥气孔。在焊接时在熔化的金属溶液内的气体要排出去，但遇到金属液体凝固的阻力而留在金属内形成了气孔。气孔降低焊缝的强度同时可能使接头处产生渗漏。焊接形成的气孔有均匀的、成群的、链形的或单个的几种情况，在焊缝检查时发现有均匀的成群的链形的气孔必须对这一段焊缝铲去重新补焊，对于单个气孔则根据所在位置的重要性来决定是否处理，产生气孔的原因主要是：A焊接时母材表面有污垢,铁锈、油漆、油渍等。B焊条没有烘干，焊条药皮太潮。C焊接速度过快，熔化的金属快速凝固而使溶液内气体来不及排出。D焊接时操作不当，电弧拉得过长，使得有较多气体溶入金属溶液内。E母材材质不佳或用错焊条。（不同的母材要配用不同的焊条）。以上六种焊接缺陷是比较常见的，监理在检查钢结构构件时可作为参考。在实际工作时，我们首先要搞清楚设计的要求，并严格按照“钢结构工程施工及验收规范”和“建筑钢结构焊接规程”等法规执行。3.3.2拱肋吊装合拢施工控制⑴施工布署由于拱肋线型复杂，构件尺寸较长，并且吊装场地有限，地层土质主要是回填土，地下水位较高，所以吊装难度较大。经公司领导组织专业吊装人员及相关技术人员，现场勘察反复研究，初步确定用两部重型汽车吊(100T和70T)同时抬吊的方法进行吊装。⑵吊装构件详细情况每次吊装包括拱肋弦管、腹板及膈板等构造，按双肢体截面吊装。①拱肋：把拱肋分成三个节段（如下图）：2#台1#台图3-7拱肋分节段断面布置图一根拱肋外形尺寸和每节段重量（如下表）：表3-1拱肋外形尺寸及重量分折表部位上弦钢管下弦钢管腹板其它构件合计轴线长(m)重量(kg)轴线长(m)重量(kg)轴线长(m)重量(kg)重量(kg)重量(kg)第一节段25.3521376124.7131341422.5229666859445436第二节段27.3401484016.4191434026.880115371086551582第三节段25.3521376124.7131341422.5229666859445436合计78.0444236275.8454116876.9443086928053142454②横撑：横撑总重G=70407.2kg，全桥共三个横撑，每个横撑结构尺寸一致，重量均为23469.07kg。⑶搭设支撑架①搭设顺序：支撑架1—支撑架2—支撑架3—支撑架4—支撑架5—支撑架6—支撑架7—支撑架8。②施工控制A打钢管桩根据本方案及现场土质情况，作业环境和作业能力，钢管桩为φ529x7mm，计划采用16t汽车吊配备30KW振动锤。钢管桩由半挂车从材料堆场或现场租用场地运至施工现场，并且在施工现场进行钢管桩对接，并在焊接处采用钢板进行加固，周圈不得少于3处，确保焊接质量。在钢管桩施工前做好测量控制点的交接和核对工作，施工中使用仪器及时做好对每根桩的定位工作（如下图）。图3-8拱座边缘支撑架钢管桩平面布置图（单位:cm）支撑架1、4、5、8各有四根钢管桩（上图左边四根桩，其中两根要斜撑在两边台帽边缘，与拱肋投影中心线成15度角牵固地焊接在预埋构件上。）支撑架2、3、6、7也有四根钢管桩（上图右边四根桩）。实际施工中各桩间距均按上图尺寸施工。钢管桩以最终贯入度控制为主（控制贯入度2cm/min），桩尖标高为校对，一般控制桩尖的入土深度不少于5.0m，当控制标高和贯入度相差较大时，及时查明原因。B工字钢梁、槽钢钢管桩施工完毕后，立即按设计标高修平钢管，并且及时焊接桩顶钢板，用两根I40工字钢横梁对钢管桩进行连接，并注意与钢管桩的桩顶钢板焊牢。按剪刀撑的形式槽钢和钢管桩外壁要焊牢。C落架钢板落架钢板由1.4cm厚的钢板按下图（单位为mm）加工后，和I36的工字钢焊接，焊接要求满焊，焊缝和焊高要达到焊接规范要求。并在拱肋外弧最底点沿落架钢板边缘焊接两块10cmx10cmx1.4cm的钢板，用来加强落架钢板的稳定性。在与落架钢板垂直方向设置防下滑挡块，防止拱肋下滑。图3-9落架钢板详图（单位:cm）D钢板预埋构件由80cmx40cmx1.4cm的钢板和8根15cm和的φ20钢筋双面焊接为一个整体，内侧和台帽混凝土连接，外侧和在水平方向的夹角成15度支撑在台帽上φ529的钢管围焊连接。其中预埋构件如下图所示（单位：cm）。图3-10预埋钢板详图（单位:cm）E检查在施工时，注意对各连接处进行加固处理，构件联接是否严格按设计各规范要求进行施工。如发现不合格的地方，要即时进行补焊等补救措施，如果情节严重的，影响支撑架使用的，应进行返工处理。支撑架施工全过程，我项目经理部，会安排专门负责人，对支撑架施工进行全过程的监督和检查，并配合监理工程师对支撑架进行全方位的复检工作。确保支撑架在施工和使用阶段能保质保安。F其他拱肋吊装支撑架图：图3-11支撑架现场实图⑷支撑架的受力验算支撑架稳定性计算①设计依据《霞飞桥施工图》《公路桥涵设计通用规范》JTJ025-89《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86《钢结构设计规范》GB50017-2003《公路桥涵施工技术规范》JTJ021-89②设计要点霞飞桥钢管拱安装支架拟采用钢管桩基础，钢管桩计算跨径L=66.00m，临时钢管架共分为三跨，跨与跨之间的距离为16.75m，靠两个桥台侧的临时支墩纵向单排横向两根桩，跨中两个临时支墩纵向双排桩横向两根桩，钢管桩采用DZ30振动锤打入。支架结构图附后：③支架验算A内力计算靠桥台侧的临时支架受力最大钢管拱自重q1=45.436/21.75=2.089t/m图3-12受力计算简图（单位:cm）内力计算结果如下：钢管拱最大弯矩：Mmax=66.73t.m钢管拱A支点：RAmax=0.00t钢管拱B支点：RBmax=29.50t钢管拱C支点：RCmax=15.94tB支点钢管桩受力验算B支点钢管桩受力最大，B支点共有2根钢管桩。单根钢管桩的竖向力V=1.2x29.5/2=17.7t。φ50x0.7cm钢管：A=50x3.14x0.7=109.9cm2。钢管桩强度验算：钢管桩的计算长度为L=5.0m、rv=0.35x50=17.5cm、λ=500/17.5=29、查《钢结构设计规范》GB50017-2003表C-2得：φ=0.939。∵δ=V/ΦA=17.7x103/(109.9x0.939)=171.5kg/cm2＜[δ]=1400kg/cm2∴满足规范要求。钢管桩承载力验算：单根桩承受竖向力V=1.2x29.5/2=17.7t;要求钢管桩容许承载力[P]≥40t/根;用汽车吊配合DZ40型振动锤打钢管桩可以满足要求。C拱肋水平推力验算水平推力主要是受到风荷载的作用而产生的，所以要进行水平方向推力的验算。依据《荷载规范》取值，及计算分折过程如下：风荷载标准值：ωk=βzμsμzωo其中：ωk-为风荷载标准值（KN/m2）；βz-为高度z处的风振系数，取1.0；μs-为风荷载体型系数,取+0.8；μz-为风压高度变化系数，取1.63；ωo-为基本风压（KN/m2），取1KN/m2。∵ωk=βzμsμzωo=1.0x0.8x1.63x1.0=1.304KN/m2S=2.4x21.75=52.2m2。∴由于风荷载带来的水平方向的力为：N=ωkxS=1.304x52.2=68.07KN由于拱肋在同一方向上有两根浪风，那么一根浪风承担68.07/2=34.04KN水平方向上的力，由于浪风和水平方向的夹角为45度，如下图所示，水平方向的风荷载N分解成N1和N2，可知每根浪风要承受24.07KN的拉力F。图3-13受力计算简图⑸拱肋吊点布置①第一节段和第三节段吊点布置如下图：图3-14一、三节段吊点布置图其中100T汽车吊要吊起22.75T重量，70T汽车吊要吊起22.71T的重量。②第二节段吊点布置如下图：图3-15二节段吊点布置图其中100T汽车吊要吊起28.71T重量，70T汽车吊要吊起22.872T的重量。③横撑吊点布置在离各端头2cm处，其它和拱肋吊点布置一样。其中：起吊点采用1.4cm厚的钢板，一节拱肋共四个，在上图指定的位置焊接在拱肋上，焊接要牢固。钢板在中间割取直径为5cm的圆孔，到时用牛鼻子和钢丝绳连接。吊点构件上部和拱肋外弧双面刨焊，焊高不小于8mm。⑹拱肋吊点焊缝设计验算①焊缝设计计算如下:最小焊角尺寸：角焊缝最小焊脚尺寸hfmin取1.5√t=5.6mm;最大焊角尺寸：角焊缝最大焊脚尺寸hfmax取1.2t=16.8mm;上图焊角尺寸取值为8mm，满足：hfmin≤hf≤hfmax。因为内力沿侧面角焊缝全长分布，无最大计算长度限制，本设计取90mm。②焊缝设计结果验算如下:在通过焊缝形心的拉力作用下，力垂直于焊缝长度方向，是通过以下公式来计算的。δf=N/(helw)≤βfftw其中：δf—按焊缝有效截面（helw）计算，垂直于焊缝长度方向的应力；N—为通过焊缝形心的拉力；he—为角焊缝的有效厚度，对直角焊缝等0.7hf;lw—为角焊缝的计算长度，对每条焊缝取其实际长度减去10mm；βf—为正面角焊颖的强度设计值增大系数，本例取1.0；ftw—为角焊缝的强度设计值，查表得；hf—为较小焊接尺寸,如图值为6mm；δf=143550/[0.7x8x(90-10)x2]=160.21N/mm2βfftw=1.0x200=200N/mm2∵δf≤βfftw∴该吊点焊缝可以满足吊装要求。⑺汽车吊起吊位置场地处理①场地布置各场地布置均依据现场实际情况并结合汽车吊最佳吊装位置来定位，各号场地尺寸均为7mx7m。（如下图）西向↑东向↓图3-16吊装场地平面布置图各号场地详细尺寸布置如下图：图3-17吊装场地平面布置详图②场地外理在下部构造施工时，由于基坑开挖的影响，造成了现有的场地不平整和地质较软。所以在回填时，把表层较软的浮土挖出，然后再进行回填，回填用建筑垃圾土，并分层回填和夯实。在离现在地面标高低50cm处，铺设50cm厚的碎石。同时现场准备16片的200cmx150cmx1cm厚的钢板（吊装时分两层垫于汽车吊马腿处）和枕木。⑻汽车吊吊装分析吊装前一定要对吊车的性能参数有充分的了解和掌握。经过对汽车的性能参数了解，并结合现场实际情况，其中100T汽车吊和70T汽车吊双抬吊装完全满足本吊装方案的要求。因为：（其中汽车吊工作情况图如下）图3-18起车吊示意图①场地比较平坦，汽车吊的工作半径不会受到限制，这样工作半径小（可以达到3m）的情况下，汽车吊可以起吊更大负荷的重物。②由于吊装的拱肋从地面点吊装就位点最高不到15m，所以汽车吊吊杆长度不长，可以不完全打开主臂的情况下起吊，可以吊起更重物体。③所需吊装的拱肋重量分析可知，最重的中间节段，经过起吊点布置100T汽车吊吊起28.71T重量，70T汽车吊吊起22.872T。如果假设100T汽车吊吊起28.71T重量为额定提升能力，那么工作半径就可以达到7m，吊杆长度就可以达到28.6m。大大地超过了3米的工作半径和15米的起吊高度。再假设70T汽车吊吊起22.872T重量为额定提升能力，那么工作半径就可以达到4.5m，吊杆长度就可以达到18.29m。也超过了3米的工作半径和15米的起吊高度。经过分析100T汽车吊和70T汽车吊双抬吊装完全满足本吊装方案的要求。⑼现场吊装吊装顺序：右边第一节段拱肋—右边第三节段拱肋—右边第二节段拱肋（中间节段拱肋）吊装—大节头的焊接—右边拱座施工—左边第一节段拱肋—左边第三节段拱肋—左边第二节段拱肋（中间节段拱肋）吊装—大节头的焊接—左边拱座施工。拱肋吊装①右边第一节拱肋吊装A70T汽车吊和100T汽车吊先分别开到第一号场地和第二号场地，确认起吊点位置汽车吊停的位置，并在用石灰标出车轮的准确位置，便于第二次进入场地时停位。B把第一节段的拱肋移至最佳吊装位置。C汽车吊第二次停在标好石灰线的位置就位，吊车支承腿下必须垫好厚钢板及枕木，防止地层松软造成吊车倾斜。用2cm的钢丝绳和牛鼻子相连，再与起吊点的圆孔相连，钢丝绳要等长，以保证拱肋起吊时的平衡和防止单边倾斜。D由起重吊装总指挥陈文坚指挥，把拱肋吊装到预定的位置上。图3-19边跨汽车吊吊装实图②右边第三节拱肋吊装70T汽车吊和100T汽车吊先分别开到第三号场地和第四号场地后，等同于右边第一节拱肋吊装步骤进行吊装。③右边第二节拱肋吊装70T汽车吊和100T汽车吊先分别开到第二号场地和第四号场地后，等同于右边第一、三节拱肋吊装步骤进行吊装。第二节拱肋就位时应做到轻、慢、稳、准。防止激烈碰撞。就位后该技术人员仔细检查中心轴线；边轴线是否与边段吻合。如达到设计技术要求，此时安装人员紧接着对大节点相关部位进焊接，经检查确认已焊接固定牢固后，70吨吊车与100吨吊即可退场。图3-20中跨吊装合拢实况图第二节拱肋吊装合拢状态精度控制A两岸对称点高程差：偏差同号且△≤5mm；B拱肋扭转：拱肋内外侧钢管顶高差△≤1mm；C拱轴线长度误差：△≤10mm；D吊装合拢后横向偏位：±3mm；E吊装合拢后竖向偏位：±3mm。④大节头焊接70吨吊车与100吨吊即可退场，再进行大节头的完整焊接，焊接时采用两名有经验的焊工同时在相对称的部位开始焊接，这样可以更好的控制焊接由于热效应带来的不规则变形，焊缝要求均要满足设计及规范要求。等大节头焊接完毕，自检合格后，再进行超声波探伤，超声波探伤合格后大节头焊接才完全结束。⑤拱座浇注完成前面三步吊装后，再进行拱座混凝土浇注。在混凝土浇注前要定位好预埋在拱座中的预埋构件。左边拱肋吊装等同于右边拱肋吊装。⑥横撑吊装拱肋吊装完成后，在大节头焊接没有完成的情况下，不得进行横撑的吊装。吊装横撑之前，先定出横撑在钢管上的位置，测量横撑与钢管拱肋之间的接头净距，然后在横撑上割除余量，再吊装横撑。同时拱座混凝土强度要达85%以上。A吊装顺序：一号横撑—三号横撑—二号横撑。一号横撑吊装：70T汽车吊和100T汽车吊先分别开到第二号场地和第六号场地和拱肋吊装一样，进行双机台吊。其中接头大样图如下（单位mm），三个支撑点采用400mmx20mm的钢板。图3-21风撑与拱肋拱接头详图（单位:mm）吊装就位后要对轴线进复核，确认无误后，安装人员紧接着在对节点套上螺杆和螺母和进行相关部位的焊接，经检查确认已固定牢固后，再开走汽吊车。B再用同样的方法进行三号横撑和二号横撑吊装。图3-22风撑吊装实图C吊装注意事项a抬吊作业时负载应合理分配，单机负载不得起过额定起重量的80%。b起重量应含钢丝绳和吊钩的重量。c在吊装过程中，由于是双机抬吊，特别是拱肋吊装，驾驶员之间互不通视，无法准确看到拱肋的高度和具体位置，所以要靠指挥长和驾驶员之间的配合和操作经验。d支撑架上的落架支撑和拱肋是刚性对接，落架支撑的精度直接影响到拱轴线的成桥精度。因此落架支撑定位十分重要。拱脚预埋段设有劲性定位骨架，并与主筋、模板、支座、支架牢固连接，施工中严格控制预埋段的对点精度。e如果拱肋吊装时，发现相临拱肋之间高程有差异，那就在有误差的一端，在拱肋端适当的部位上焊接牛腿，然后用千斤顶进行调节，调节到略高于设计高程，再按拱肋吊装的设计标高尺寸临时加工一块落架钢板，在工字钢上焊牵后，再拆除千斤顶。使拱肋落在改正后的落架钢板上，以保证整条拱肋吊装完后，能达到设计及规范要求。f吊装时除了对大节头及拱肋端进行监测外，还要对1/4、1/8拱肋处布点监控，使其线形及高程都能满足要求。3.3.3系杆、吊杆施工流程控制⑴工程概况系杆分上下游布置，各8根，每根采用OVMXG-27型系杆结构，索体采用环氧涂层钢绞线可换系杆，该钢绞线由环氧涂层、油脂层，单根钢绞线PE护套层，系杆整束PE护套层共四层防护体系构成。锚具内灌注环氧沙浆防腐，保护罩内灌注防腐油脂。吊杆共26根，分上下游布置，纵向距离均为5米。采用127φ7高强平行钢丝束作为索件，冷铸镦头锚作为锚固体系，其中吊杆在横梁内采用φ40钢拉杆，拉杆与吊杆索体采用连接器连接。吊杆索采用OVMPZ3型低应力防腐索该拉索采用PE锚具配弧形铰。⑵施工流程

图3-23系杆、吊杆施工流程图注：图中实线部分为预应力系杆、吊杆施工，无实线部分为相配套的工序施工，吊杆、系杆张拉包括标高调整和索力检测。⑶系杆安装①系杆预埋管的安装系杆预埋管的安装是在拱脚钢筋制作过程中开始施工的利用葫芦或吊车、卷尺等进行预埋管的调平和预埋管的标高控制。预埋管按设计要求调整好后利用电焊将其固定在钢筋骨架上，系杆预埋管立面图大样如下：图3-24系杆预埋管立面图图3-25系杆预埋管平面图安装过程需注意：A预埋管制作过程中，预埋直管必须与锚垫板相互垂直。B预埋弯管在转弯处一定保证转变圆顺光滑无毛刺。以便系杆穿进安装时不划伤系杆PE护层。C根据工地实际情况和方便施工的需要，预埋直管长度应有90cm到100cm的长度，以保证系杆锚头的安装。图3-26系杆预埋件示意图②系杆安装根据本工地实际情况，上下游拱共为16根27φ15.24环氧层钢绞线，R=1860MPa的系杆。系杆每单拱为8根且分上下两层布置。每层4根系杆，穿系杆方案定为先穿下层4根系杆且按顺序依次穿进就位安装。下面详细介绍系杆安装的施工工艺。A系杆预埋管道通孔由于拱座砼在浇筑时有可能将砼流入或进入预埋管道甚至堵住锚垫板、管口。所以在穿系杆前必须进行通孔清除砼残渣，以确保系杆顺利通过。检查预埋管道时，可找一根外径比钢管预埋管内径小10mm的圆环焊接在钢筋上通孔，以确保管道光滑。B系杆PE剥除图3-27系杆PE剥除实况图根据系杆施工工艺要求进入锚头延长筒的系杆部分必须是裸露的钢绞线，以便以后灌注环氧砂浆时增加握裹力。剥除系杆两端PE非常关键的一步，须根据工地实际情况和设计要求剥除系杆两端PE，必须精确计量，避免PE进入延长筒过长与环氧沙浆的握裹力不够。同时避免PE层不进入约束圈，影响整件换索和防腐。在剥除PE时应避免伤到钢绞线环氧涂层，外层PE护套处应打一斜坡口一边进入约束圈，剥除PE长度应根据系杆张拉力，伸长量系杆两端锚垫板实际间距，预埋张拉长度精确计算。其计算公式如下：a对固定端要求PE延长筒及接长筒内钢绞线的伸长量，避免拉索剥除PE段跑出密封筒外，其计算公式如下：L剥=A0+A3+A4+A5-L0-200mm（考虑PE进入延长筒200mm）A0=300mmA3—锚板厚度A4—延长筒长度A5—接长筒长度L0—拉索在延长筒及接长筒的伸长量b张拉端也要控制PE长度，其计算公式为：L剥=A0+A1+A3+A4+A5+L1-200mm（注两端张拉去伸长量的一半）A0=300mmA1—张拉使用长度A3—锚板高度A4—延长筒长度A5—接长筒长度L1—工作拉索总伸长量C系杆钢绞线油脂清除对延长筒内裸露钢绞线进行清洗也就是被剥除PE的拉索段必须进行清洗。由于防腐润滑脂弱酸性。可采用碱性洗衣粉或柴油清洗。在清洗是必须逐根清洗干净且注意在搬动每根钢绞线时不要碰伤环氧层。钢绞线表面的油脂要求彻底清洗干净的目的是增加握裹力和方便施工。D系杆安装就位及两端锚具安装系杆采用5T卷扬机提供牵引力，把卷扬机固定在拱脚横梁上，并在系杆预埋管管口处搭建受力支架用于挂倒向滑轮。利用滑轮倒向将卷扬机钢丝绳穿入预埋管内，穿过预埋管，把钢丝绳和系杆端头用锁扣连接好，启动卷扬机牵引拉索将系杆端头牵引出预埋管管口。利用同样的方法逐根穿好每根系杆。其中应注意：a穿系杆过程要避免碰伤和刮伤PE护套。b系杆进入管口时应注意管口处最容易划伤PE护套。c时刻注意牵引装置的稳定性和受力支架的稳定性。系杆锚头安装，安装前锚具锥孔，夹片有牙的部分应擦拭干净，不得附着影响锚固性能的物质。锚板内锥与夹片外锥涂少量退锚灵。将锚板上用于灌浆的两螺纹孔相对位置保持在最上和最下，为方便安装锚具，步骤如下：拆下锚头上压板—拆下工作锚板将延长筒接长筒及支撑套管通过系杆套入预埋管—切割系杆端头—安装工作锚板—安装夹片。其中应注意：a夹片安装应做到端面平齐，两夹片之间缝隙均匀。b安装时不要用铁器直接敲打应垫方木。c工作锚板安装时要以防钢绞线打绞。图3-28系杆锚端实体图⑷系杆张拉在钢绞线系杆及锚具安装就位后，根据设计要求可对系杆进行张拉张拉时依次安装所需的张拉设备并根据桥梁设计要求张拉。为防止张拉后，系杆减震器无法安装可采用在张拉前安装好减震器。张拉设备选用，千斤顶选用650B型及相关的悬浮张拉组件，油泵采用ZB4/500型，具体安装顺序如下：工作锚板—限位安装—千斤顶—工具锚板—工具夹片—压板—撑脚—工作锚板—工作夹片—压板。整个张拉过程应完全按照设计要求进行。具体张拉顺序和控制应力要看系杆张拉控制表。①张拉施工原则据设计要求，对称，同步，分级张拉，每次同时张拉两根系杆。在张拉过程中，对1/4、1/2拱肋标高拱脚位移进行同步测量仪反馈给系杆张拉荷载控制，张拉荷载可根据工地实际情况作适当调整。②、张拉流程及注意事项A据限位要求再次检查限位装置。B查系杆安装情况，是否对称。C两台千斤顶同步张拉到应力的20%测出初值。D同级张拉，每5MPa一级对称同步张拉并测出伸长量作为统计比较以指导施工。E千斤顶需试拉时通过撑脚背后支撑和工具锚临时锚固然后再继续张拉。F张拉时2台千斤顶处都应配有对讲机以保证同步加压，出现异常情况如伸长量与理论有较大的出入时，要停止张拉查明原因方可继续。所有张拉完毕后应进行索力检测，系杆相互间索力误差不超过5%，索力检测可用激振法。③控制要点A系杆的张拉必须严格按顺序和吨位进行。张拉吨位需按照设计要求，并根据实际施工情况按施工控制计算进行修正。张拉吨位控制时除按常规油表控制外，必须采用测力精度在3％以下的压力传感器检测系杆张拉索力。B两拱肋处的系杆张拉必须对称同步，上下游拱肋在系杆张拉阶段的张拉力相对差值不能超过200kN/每束系杆。C系杆安装时应先单根张拉钢绞线，每根钢绞线的单根张拉应力σk不小于279MPa（0.15σb）。单根张拉时应复算各钢绞线张拉阶段的相互影响，确保各根钢绞线间应力均匀，应力相对差异不大于3％。钢绞线单根张拉并锚固后，系杆的张拉必须采用大吨位千斤顶进行系杆束的整体张拉。系杆钢束的最终张拉控制应力为0.55σb。D预埋管管道应畅通光滑，避免在使用过程中擦伤钢绞线。E索体表面不得有损伤必须及时修补，不得附有任何腐蚀索体的物质，注意防火。F由于索杆张拉和锚固阶段存在负摩阻效益影响，系杆张拉前需进行张拉摩阻测定工作。3.3.4钢管混凝土施工控制⑴概述钢管拱内必需泵送C50微膨胀混凝土，一根钢管拱内（包括上弦管、下弦管和腹板）要灌注混凝土206m3，拱顶标高为+23.15m，桥面标高为+7.05m，钢管内混凝土采用一级泵送一次到顶，并左右两侧同时泵送。混凝土为C50微膨胀混凝土，据试验结果，测出微膨胀率后再定出C50微膨胀混凝土的配合比。⑵拱脚钢管混凝土浇灌拱脚钢管内灌注一般C50混凝土，在拱肋钢管拱吊装并完成大接头焊接以后浇筑。拱座分两次浇注，第一次浇注到系杆锚头下边缘，第二次浇注剩余部分，在第二次浇注过程中要特别注意拱脚钢管中的混凝土要浇捣密实。做到钢管拱脚钢管和拱座混凝土结合紧密。⑶泵送混凝土前的技术准备工作在每根钢管拱顶部的上弦管、下弦管及腹板仓设置出气孔，在拱脚外，包括上弦管、下弦管及腹板仓各开设一个灌浆口，并在灌浆口处焊接一个内径与高压水平泵导管内径相同的输送泵钢管闸阀，此钢管闸阀伸入内腔约为10cm。在钢管拱顶部的出气孔包括上弦管、下弦管及腹板仓内腔也各自焊接一根钢管，此三根钢管高度达2m，直径为φ200mm，作为混凝土的反压管，以保证混凝土的密实度。出气孔与灌浆孔位置详见下图：图3-29出气孔与灌浆孔位置示意图在钢管拱上开孔，然后焊接灌浆孔钢管闸阀和出气孔钢管，与拱肋侧面成30度角。混凝土泵送结束后，马上关闭闸阀。并保留开口盖板，等混凝土强度达到设计强度的50%以后，割去上弦管、下弦管及腹板仓上的灌浆孔和出气浆。浆开口盖板按设计要求进行补焊。图3-30灌浆孔位置实况图下弦管的出气孔钢管和腹板仓的出气孔钢管与拱表面成30度角，孔口向上，上弦管的出气孔垂直于上弦管。钢管设计的和度和角度均由设计图纸提供，以保证钢管中混凝土的密实度。图3-31出气孔位置实况图泵送砼时，采用5台高压水平输送泵，每台最大工作压力为18Mpa，其实中1台作为备用，由水平输送泵把C50微膨胀混凝土泵送至钢管拱弦管内，待上面的出气孔钢管冒浆并冒出混凝土后，停止泵送混凝土。对高压水平输送泵应设有专人观看压力表，以防压力过大，使钢管拱爆裂，正常泵送时压力控制在6Mpa。为了防止泵送混凝土时，腹板仓鼓胀或爆裂，在腹板仓内每间距1m就设置一根φ18mm的钢筋拉杆。C50微膨胀混凝土由厦门华信商品混凝土有限公司拌制并用混凝土运输车运至现场。⑷C50微膨胀混凝土配合比及性能C50微膨胀混凝土由配合比系委托华信商品混凝土有限公司工程结构与材料试验中心作试验。C50微膨胀混凝土收缩率为0%。配合比如下：（kg/m3）水泥（三德水泥厂、P042.5）：311；水：150；砂子（中砂、细度模数2.6）：690；石子（5至25mm连续级配）：1046；FND-5R缓凝高效减水剂：16.5；HEA混凝土膨胀剂：37；F类Ⅰ级粉煤灰：58；磨细矿渣：70；C50微膨胀混凝土性能如下：①初始坍落度210mm，2h后坍落度保持值210mm；②初凝时间610min、终凝时间720min③7d抗压强度为44.0Mpa、28d抗压强度为：59.9Mpa；④微膨胀剂后混凝土膨胀率控制指标为：标准养护14d膨胀率不超过2.0×10-4（基本对应于峰值膨胀率），28d混凝土膨胀率为1.8×10-4±0.1×10-4，满足GBJ119-88要求。⑤施工要求如下表3-2出气孔位置实况图施工要求砼品种特制品坍落度210mm工地强度等级C50抗渗等级无捣固方式机械搅拌方式机械其它水平泵送⑸C50微膨胀混凝土灌注质量要求①钢管内混凝土不能出现断缝、空洞；②钢管内混凝土不能与管壁分离；③管内混凝土的配料强度应比设计强度高10%～15%；④新灌入钢管的混凝土，3d内受力不宜高于30%设计强度，7d内受力不宜高于80%设计强度；⑤一根钢管混凝土的灌注完成时间，不得超过第一盘入管混凝土的初凝时间；⑥一根钢管混凝土必须连续灌注，一气呵成。⑹C50微膨胀混凝土灌注顺序及工艺①设计要求微膨胀混凝土灌注顺序拱肋混凝土灌注顺序为：灌注下弦内侧管→待混凝土强度达到80％设计强度后→按设计应力进行第一次张拉→灌注上弦内侧管→待混凝土强度达到80％设计强度后→按设计应力进行第二次张拉→灌注下弦外侧管→待混凝土强度达到80％设计强度后→按设计应力进行第三次张拉→灌注上弦外侧管→待混凝土强度达到80％设计强度后→按设计应力进行第四次张拉→灌注内腹板仓→灌注外腹板仓→待混凝土强度达到80％设计强度后→按设计应力进行第五次张拉。②实际微膨胀混凝土灌注顺序及工艺原设计工序繁杂、影响工期长。经各单位研究决定对钢管拱C50微膨胀混凝土灌注顺序进行简化，但最终还是要遵守原设计要求的工序对称、均衡的原则，并做到在短时间内灌注完成。泵送过程中，同时注意观测拱轴线的变位情况。拱肋混凝土灌注实际顺序为：按设计应力进行第一次张拉→灌注下弦内侧管→灌注上弦内侧管→灌注内腹板仓→待混凝土强度达到80％设计强度后→按设计应力进行第二次张拉→灌注下弦外侧管→灌注上弦外侧管→灌注外腹板仓→待混凝土强度达到80％设计强度后→按设计应力进行第三次张拉。混凝土灌注工作应连续进行，要求一个钢管内的混凝土在初凝时间内一次泵灌完毕，中间不得有间断；并且必须灌注两肋对称进行，进度不大于2.5m（一个节间）。每回首灌之前要先用清水将管内灰尘及杂物清净。然后压注2m3的高标号砂浆润管，紧接着压注C50微膨胀混凝土。①灌注方法每条钢管和腹板均采用2台水平泵两端同进灌注，要求控制两端同时进行。灌注控制要求：A灌注前每个输送泵先压注2m3的高标号砂浆做无导，用以湿润钢管拱和输送管内壁，砂浆的砂变幻无常满足泵送的要求，砂浆为微膨胀砂浆，收缩率为0%；B按照两边对称压注的原则，以每车为单位，对称压注C50混凝土。入车前的坍落度，同拌站试验人员先检验，混凝土到现场后还必须检验坍落度在180～240mm以内，方可泵送。坍落度小于180mm容易堵管，坍落度大于240mm容易离析，也要发生堵管。对坍落度合格的商品泵要求退回，不得使用。C现场试验人员记录每车混凝土的到场时间、泵送的起止时间和坍落度，两端2台泵的泵出量要求一致，也就是说在同一段时间内输送的混凝土方量要相等。为保证两侧混凝土面高差在1m以内，现场安以下两种方法来控制：a按制两端输送混凝土的车数。每台泵泵完1车后，等另一端的混凝土输送完后再同时泵送另一车，确保同一时间内所输出的混凝土车数相同。b每根管钢管有11辆罐车输送混凝土，每端5辆，其中有1辆罐车运送砂浆。D待拱顶出浆口冒出混凝土后，两侧泵送混凝土应暂停5min，然后继续向管内压一点混凝土后才停止压注，在灌浆孔钢管与输送管接头处关上闸阀。同时拆除输送管，现进行下一根的压注。E混凝土输送车出浆速度与泵送速度要一致，避免无混凝土空泵送。F水平泵司机必须时时注意水平泵的工作压力。G计算混凝土的方量必须正确，否则到最后发现混凝土的方量不够，现要混凝土要等待很长时间，造成了堵管。混凝土灌注完毕后，割去上下弦管和腹板仓上的灌浆口和出浆口钢管，浆开口盖板按设计要求进行补焊。补焊前先把混凝土凿至补焊的钢板底面稍低处，用砂浆填补，然后盖上盖板再补接。钢管拱微膨胀混凝土7d的强度应达设计强度的80%以上。⑺钢管拱微膨胀混凝土密实度的检测钢管砼灌注完成，混凝土龄期达到28

d以后，应对管内混凝土质量进行全面的检查，我们从拱脚外包混凝土顶部开始，对每根钢管拱肋外露部分，每40cm一个断面，彩铁锤敲击上钢管顶部及两侧，耳朵贴近辨音的方法进行检测。检测中发现每个敲击部位的声音基本上都一样，用电钻在钢管拱肋截面的顶部钻孔，发现钢管拱内壁与混凝土之间没有空隙，这说明微膨胀混凝土中的微膨胀剂全用得当，密实度符合要求。⑻拱肋加载监测情况①加载吊杆横梁中拱肋的变形情况A概述如下图所示，全桥共计13片吊杆横梁，每片吊杆横梁重160T，吊杆横梁编号由1#台滑动端向2#台固定端依次编号。按设计施工图要求，吊杆横梁安装要遵循对称的原则：先进行2#、12#、5#、9#四片梁安装，再进行一次系杆张拉。然后再安装3#、11#、6#、8#、4#、10#、7#、1#、13#共计九片吊杆横梁，再进行一次系杆张拉。图3-32吊杆横梁示意图B四片横梁安装后拱肋的变形情况a测量数据分折表3-3测量数据表测点编号加载后高程(mm)加载前高程(mm)变形(mm)1#117101170372#148491484093#173621735484#193021929575#206852068056#215302152467#219082190448#215442154229#2071020704610#1931619311511#1740217393912#1489514887