王樹(shù)波

(淮安經(jīng)緯高速公路養(yǎng)護(hù)工程有限公司)

1 鋼管拱肋制作

鋼管混凝土拱橋所用的鋼管材料一般采用A3鋼和16Mn鋼。鋼管由鋼板卷管成型，管節(jié)的長(zhǎng)度由鋼板寬度確定，一般管節(jié)長(zhǎng)度為120～180 cm。管節(jié)一般為直管，鋼板厚度一般為10～20 mm。采用桁式截面時(shí)，上下弦之間的腹桿由于直徑較小，可以直接采用無(wú)縫鋼管。拱肋制作的關(guān)鍵在于拱肋在放樣平臺(tái)上的精確放樣和嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量，應(yīng)盡量減少工地高空焊接。嚴(yán)格控制鋼管拱肋的制作質(zhì)量，為拱肋的安裝和拱肋內(nèi)混凝土澆筑，提供安全保證。

1.1 鋼管卷制和焊接

鋼板利用焰割機(jī)切割，應(yīng)將熱力影響寬度3～5 mm去掉。拱肋及橫撐結(jié)構(gòu)外表面均應(yīng)先噴砂除銹，按一級(jí)表面清理。鋼板卷制前，應(yīng)根據(jù)要求將板端開(kāi)好坡口，將鋼板送入卷板機(jī)卷成直筒體，卷管方向應(yīng)與鋼板壓延方向一致。軋制的管筒的圓度和對(duì)口錯(cuò)邊偏差均應(yīng)滿足相應(yīng)施工規(guī)程要求。焊接管筒的縱向縫形成直管。對(duì)焊成的直鋼管應(yīng)進(jìn)行檢查和校正，以確保組裝的精度。

1.2 拱肋放樣和拱肋段的拼裝

將半跨拱肋在混凝土地面上按1∶1進(jìn)行放樣。沿放樣的拱肋軸線設(shè)置胎架，在大樣上放出吊桿位置及段問(wèn)接頭位置以及混凝土灌注孔位置。

對(duì)用于拼裝的鋼管作除銹防護(hù)處理。對(duì)管內(nèi)要填充混凝土的上下弦管和腹桿管，管內(nèi)帶除銹(噴砂)，管外需除銹與防護(hù);對(duì)管內(nèi)不填充混凝土的各管，需對(duì)其管內(nèi)壁除銹并按要求進(jìn)行防護(hù)，管外則與弦桿在拼裝完后一起防護(hù)。

拱肋分段的長(zhǎng)度主要考慮從工廠到工地的運(yùn)輸能力。分段的長(zhǎng)度可以適當(dāng)變化，主要分段接頭應(yīng)避開(kāi)吊桿孔和混凝土灌注孔位置。當(dāng)采用汽車(chē)運(yùn)輸時(shí)，管段長(zhǎng)度約10 m左右為宜。分段拱肋運(yùn)至工地后，再在工地進(jìn)行放樣，將幾段拱肋拼成安裝的長(zhǎng)度。

焊接是鋼管混凝上拱橋施工最重要的一環(huán)。施焊工藝必須符合設(shè)計(jì)要求，并需按要求進(jìn)行外觀、超聲探傷和x光拍片檢查等。拱肋鋼管各管節(jié)的縱向焊縫應(yīng)互相錯(cuò)開(kāi)，而且將縱向焊縫全部置于兩肋板中間，以免外表面焊縫影響美觀。在拱肋一面焊接完成后，對(duì)其進(jìn)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(jìn)行，很容易造成拱肋結(jié)構(gòu)桿件接頭處的損壞，所以，必須正確設(shè)置吊點(diǎn)和嚴(yán)格按設(shè)計(jì)方案要求進(jìn)行翻身。

另外需對(duì)拱肋安裝用的吊扣點(diǎn)位置進(jìn)行布置，并在吊扣點(diǎn)位置增設(shè)加勁板，以防圓管受荷載時(shí)變形。對(duì)各段端接頭進(jìn)行必要的加勁，以防止吊裝時(shí)拱肋端頭碰撞、局部變形而難于對(duì)接施焊。段間接頭外部增設(shè)法蘭螺栓連接，以便就位后做臨時(shí)連接用。橫向風(fēng)撐等桿件與拱肋的焊接，應(yīng)根據(jù)拱肋安裝方法而定。

在拱肋段完全形成、焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)合格后即可進(jìn)行防護(hù)施工。首先對(duì)所有外露面做噴砂除銹處理，然后做防護(hù)處理，目前一般采用熱噴涂，其噴涂方式、上藝以及厚度均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。在防護(hù)完成后即可將其堆放待用。

2 拱肋安裝

鋼管拱肋的安裝方法主要有無(wú)支架纜索吊裝、整孔拱肋浮吊安裝、支架上組裝、轉(zhuǎn)體施工和塔架斜拉索懸拼等，我國(guó)已建成的鋼管混凝土拱橋中采用最多的施工方法為纜索吊裝，在此僅以廣東佛陳大橋?yàn)槔?jiǎn)要敘述該橋纜索吊裝的施工過(guò)程。佛陳大橋?yàn)橄鲁惺戒摴芑炷凉皹?，主橋跨徑?12.8 m，橋面寬26 m，拱肋鋼管直徑為100 cm，鋼管壁厚為14 mm，拱肋高度為2.5 m，拱肋分五段吊裝，每段長(zhǎng)為25 m，重力約250 kN。拱肋鋼管采用偏位吊裝單片合龍的方式，目的是為方便后面橫粱和加勁縱梁及橋面板的吊裝。拱肋單片拱肋合龍時(shí)，接頭用法蘭螺栓連接。經(jīng)多次定長(zhǎng)松扣索后，使各接頭高程接近設(shè)計(jì)高程，同時(shí)調(diào)整八字風(fēng)纜，使拱軸線接近設(shè)計(jì)拱軸線。用鋼板楔緊各接頭上的開(kāi)口，擰緊各連接螺栓，然后對(duì)稱(chēng)由拱頂至拱腳焊好各定位法蘭板。法蘭板焊好后，可將扣索力減至原有的1/3左右，再?gòu)?fù)測(cè)各測(cè)點(diǎn)高程偏差和軸線偏差。當(dāng)復(fù)測(cè)結(jié)果滿足受求，由拱頂至拱腳將各接頭焊接。將風(fēng)撐吊裝焊接完成，用C40混凝土封閉拱腳和澆筑系桿的錨固端。

3 拱肋混凝上澆筑

鋼管拱肋內(nèi)混凝土灌注可采用泵送頂升澆灌法和吊斗澆搗法。泵送頂升澆灌法是在鋼管拱肋拱腳的位置安裝一個(gè)帶閘門(mén)的進(jìn)料支管，直接與泵車(chē)的輸送管相連，由泵車(chē)將混凝土連續(xù)不斷地自下而上灌入鋼管拱肋，無(wú)需振搗。采用吊斗澆搗法灌注時(shí)，在鋼管拱肋頂部每隔4 m開(kāi)孔作為灌注孔和振搗孔?；炷劣傻醵愤\(yùn)至拱肋灌注孔，通過(guò)漏斗灌入孔內(nèi)，由插入式振搗器對(duì)混凝土進(jìn)行振搗。灌注混凝土的配合比除滿足強(qiáng)度指標(biāo)外，尚應(yīng)注意混凝土坍落度的選擇。對(duì)于泵送頂升澆灌法粗集料粒徑可采用0.5～3 cm，水灰比不大于0.45，坍落度不小于15 cm;對(duì)于吊斗澆搗法粗集料粒徑可采用1～4 cm。為滿足上述坍落度的要求，應(yīng)摻入適量減水劑。為減少收縮量，可摻入適量的混凝土微膨脹荊。鋼管內(nèi)混凝土是否灌滿、混凝土收縮后與鋼管壁是否形成空隙往往是較擔(dān)心的問(wèn)題。采用小鐵錘敲擊鋼管聽(tīng)聲音的方法十分簡(jiǎn)單和有效。當(dāng)小鐵錘敲擊發(fā)出聲音有空隙時(shí)，采用鉆孔檢查，也可用超聲波進(jìn)行檢查。對(duì)有空隙部位進(jìn)行鉆孔壓漿補(bǔ)強(qiáng)。大跨徑鋼管混凝土拱橋，混凝土灌注可以分環(huán)或分段灌注，灌注時(shí)應(yīng)從拱腳向拱頂對(duì)稱(chēng)進(jìn)行。大跨徑拱肋灌注混凝土?xí)r應(yīng)對(duì)拱肋變形和應(yīng)力進(jìn)行觀測(cè)，并在拱頂附近配置壓重，以保證施工安全。

4 中承式和下承武拱橋系桿施工

無(wú)水平推力的鋼管混凝土拱橋均有系桿，下承式拱橋系桿的預(yù)應(yīng)力鋼束錨于拱腳，一般采用單跨形式。中承式系桿拱一般為三跨，系桿預(yù)應(yīng)力鋼束錨于邊跨拱肋端部。下承式系桿拱的系桿一般采用兩種形式，一種采用大尺寸的預(yù)應(yīng)力梁組成的剛性系桿，另一種僅由體外預(yù)應(yīng)力鋼束組成的柔性系桿。

對(duì)采用剛性系桿的下承式拱橋，系桿的施下方法與就地澆筑下承式鋼筋混凝上拱橋基本相同。

對(duì)采用柔性系桿的中、下承式拱橋，其系桿一般由預(yù)應(yīng)力鋼絞線組成，外設(shè)PE套防護(hù)。系桿鋼束要穿過(guò)鋼管拱肋，因此拱肋在鋼束穿過(guò)處應(yīng)有預(yù)留孔道，一般預(yù)留孔道做成一只封閉的鋼箱。中承式預(yù)應(yīng)力鋼束需穿入邊孔端部拱肋鋼管，鋼束直接錨于鋼管端部斷面。下承式預(yù)應(yīng)力鋼束錨于拱腳后面的鋼筋混凝土錨固塊上。由于下承式柔性系桿的拱肋拱腳與橋墩剛性連接，橋墩需承受彎矩，為加強(qiáng)系桿錨固塊的強(qiáng)度，在錨固塊的垂直方向應(yīng)加預(yù)應(yīng)力鋼筋。柔性系桿的拱橋，結(jié)構(gòu)受力類(lèi)似于帶拉桿的剛架，結(jié)構(gòu)自身的抗推能力很小，這就要求施工中加載的數(shù)量和系桿預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉力基本平衡。因此柔性系桿拱橋的施工加載和系桿預(yù)應(yīng)力鋼束張拉及錨固塊垂直預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉必須嚴(yán)格按計(jì)算要求進(jìn)行，以保證結(jié)構(gòu)施工安全。根據(jù)施工加載各階段，系桿的預(yù)應(yīng)力鋼束和錨固塊垂直預(yù)應(yīng)力鋼筋也分階段、分批張拉。系桿鋼束全部張拉完成后，將拱肋和錨固塊預(yù)留孔壓漿封閉。

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