倪春法

【摘 要】 結(jié)合湖州南太湖大錢(qián)港大橋鋼管拱肋的施工，論述了115米鋼管拱肋關(guān)鍵工序的施工與質(zhì)量控制的措施，為確保大跨徑系桿拱橋梁的正常施工及安全運(yùn)營(yíng)提供了可靠的保障，可供類(lèi)似工程參考。

【關(guān)鍵詞】 系桿拱橋；115米鋼管拱肋；關(guān)鍵工序；施工；質(zhì)量控制

一、工程概況

拱肋、風(fēng)撐主材采用Q345D。

二、工程特點(diǎn)

1、跨徑大，為湖州市同類(lèi)橋梁之最；

2、拱肋截面高達(dá)2.8米，制作和安裝均較困難；

3、太湖湖域?qū)拸V，小氣候明顯，一年四季風(fēng)浪較大；

4、施工精度要求高，工序多，預(yù)應(yīng)力加載批次多；

5、施工水域維持少量船只通航，對(duì)工程施工形成干擾；

6、水上施工、高空作業(yè)，難度大、危險(xiǎn)性高。

三、關(guān)鍵工序質(zhì)量控制措施

一） 拱的制作方法

1.制作工藝概述

1.1 制作順序?yàn)椋海ㄒ?jiàn)圖1）

1.2 主要工序制作工藝：

1） 上下弦桿由φ1200×16，長(zhǎng)1.3米左右的小管節(jié)拼接而成，將鋼板卷制、焊接成小管節(jié)，并根據(jù)不同的曲線(xiàn)對(duì)小管節(jié)進(jìn)行煨彎。制成如下圖所示的零件：

根據(jù)分段圖將各小管節(jié)在管段制作大樣上拼成上下弦管段，管段的長(zhǎng)度按運(yùn)輸、吊裝分段長(zhǎng)度。如圖2所示：

2）整體拼裝。將各管段在大樣胎架上將上弦管、下弦管拼成整拱。組裝上綴板，組裝錨座、導(dǎo)管等。分拆拱肋，翻身各拱段，組裝下綴板。完成各種運(yùn)輸、吊裝段的制作。制作完成后的拱段如圖3所示：

3）防腐，在廠(chǎng)內(nèi)防腐間進(jìn)行噴砂除銹，后噴涂底漆、中間漆。面漆不刷。待安裝完成后再統(tǒng)一刷面漆。

4）現(xiàn)場(chǎng)安裝。先安裝拱腳勁性骨架，再安裝拱腳段，拱腳澆筑砼土后，在已搭設(shè)的拱段安裝支架上依次吊裝各拱段，然后依次焊接，最后吊裝風(fēng)撐。

5）全部吊裝拼接完成，刷面漆。

2 各主要工藝過(guò)程的質(zhì)量控制

2.1 零件制作

2.1.1 管節(jié)制作方法：

A 卷制

在卷制時(shí)要緩慢下壓，來(lái)回多趟。卷制時(shí)保證鋼板的壓延方向與卷制方向保持一致。在卷制過(guò)程中，不得錘擊鋼板，成型后用弧形樣板校對(duì)，樣板與工件的間隙不大于1.5mm時(shí)卷制完成。卷制完成后進(jìn)行定位焊，定位焊的焊接技術(shù)條件與I級(jí)焊縫的技術(shù)條件相同。

B 管節(jié)縱縫焊接

按I級(jí)焊縫要求焊接。δ16板焊接順序如下：

焊完1～2 層后，背面清根，焊第4層， 每道焊縫完成后及時(shí)清除焊渣及飛濺物。

C 焊接檢驗(yàn)

外觀(guān)按I級(jí)要求進(jìn)行檢查，合格后填寫(xiě)《焊接質(zhì)量檢查記錄表》。內(nèi)部質(zhì)量檢驗(yàn)在焊接完成24小時(shí)后進(jìn)行。

1） 對(duì)接頭焊縫應(yīng)100%進(jìn)行超聲波探傷。達(dá)到（GB11345-89）中BI級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2） 100%超聲波檢驗(yàn)合格后進(jìn)行10%的射線(xiàn)探傷，達(dá)到（GB/T3323-2005）中的II級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。照相等級(jí)B級(jí)。

3） 若用超聲波探傷對(duì)焊縫的質(zhì)量有疑問(wèn)，又不能確定時(shí)，應(yīng)補(bǔ)充射線(xiàn)探傷，以射線(xiàn)探傷的結(jié)果為準(zhǔn)。但射線(xiàn)探傷不計(jì)入10%的射線(xiàn)總量。

4） 全部合格后填寫(xiě)超聲波檢驗(yàn)與射線(xiàn)檢驗(yàn)報(bào)告。

2.1.2 煨彎

將焊接、整圓完成后，檢驗(yàn)合格的單節(jié)管進(jìn)行煨彎，以便單節(jié)管的曲線(xiàn)符合理論曲線(xiàn)。

1）、制作煨彎工裝，如圖3所示：

2）、將管節(jié)固定在煨彎臺(tái)架上，穿上加力桿，掛上葫蘆。在管節(jié)上用丙烷火焰圈加熱，火焰溫度控制在900℃～1000℃，溫度降到800℃之前結(jié)束煨彎。嚴(yán)禁溫度低于600℃繼續(xù)加工，此時(shí)鋼材易出現(xiàn)藍(lán)脆。

3）、按標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)弧線(xiàn)制定曲線(xiàn)樣板，在煨彎的同時(shí)檢測(cè)曲線(xiàn)。樣板與管節(jié)曲線(xiàn)誤差應(yīng)小于1mm。

4）、煨彎后讓管節(jié)緩慢冷卻，嚴(yán)禁澆水、澆油快速冷卻。

5）、檢查冷卻后的管節(jié)，合格后填寫(xiě)檢驗(yàn)記錄。

2.2、整體總拼裝

2.2.1、復(fù)測(cè)拼裝大樣，無(wú)誤后在大樣上實(shí)施總拼裝。

2.2.2、按編號(hào)依次在大樣胎架上組裝上管與下管的各管段。用千斤頂和開(kāi)式螺旋扣調(diào)節(jié)管段的水平，調(diào)節(jié)下管的內(nèi)弧、上管的外弧曲線(xiàn)與大樣吻合，并與大樣平臺(tái)固定。

2.2.3、總體檢驗(yàn)

1） 鋼管直徑：±2mm 2）鋼管中距 ±5mm

3）內(nèi)弧偏離設(shè)計(jì)弧線(xiàn)：≤5mm 4）拱肋內(nèi)弧長(zhǎng)：0～-10mm

5）節(jié)段對(duì)接錯(cuò)邊：≤2mm 6） 節(jié)段平面度：≤3mm

磨平所有外面能看見(jiàn)的對(duì)接焊縫。

二）鋼管拱架設(shè)質(zhì)量控制

1、工藝流程（見(jiàn)圖5）

2、各工序質(zhì)量控制

2.1 拱段吊裝前準(zhǔn)備工作

2.1.1 復(fù)測(cè)拱腳段的安裝控制數(shù)據(jù)，修正偏差。對(duì)加工拱肋段和拱座尺寸進(jìn)行質(zhì)量檢查，對(duì)于拱肋端接頭要用樣板校驗(yàn)，要在拱肋的兩端頭標(biāo)出中線(xiàn)。

2.1.2 復(fù)測(cè)主橋中心線(xiàn)，里程點(diǎn)，修正偏差。

2.1.3 拱腳段管口下緣，一側(cè)緣焊上靠板。

2.2 吊裝主拱段

2.2.1 兩岸對(duì)稱(chēng)吊裝，從拱腳到拱頂依次進(jìn)行。

2.2.2 當(dāng)拱段初步吊裝到位后，讓管段的下口下緣與側(cè)緣緊貼靠板，調(diào)節(jié)兩管口?；镜轿缓笳{(diào)整上管口。

2.2.3 上管用兩只千斤頂調(diào)節(jié)高程（微調(diào)），左右用纜繩調(diào)整軸線(xiàn)使拱軸線(xiàn)俯視投影與設(shè)計(jì)位置吻合。如下圖所示：

2.2.4 邊拉與調(diào)節(jié)同時(shí)進(jìn)行，調(diào)節(jié)到檢測(cè)點(diǎn)的高程，里程到位，拱軸線(xiàn)俯視投影與設(shè)計(jì)位置重合。壓下端口組裝縫，焊定位焊。上端口用型鋼與支撐架固定，鎖定纜繩。

以上吊裝、標(biāo)高控制、里程控制、拱軸線(xiàn)控制等均用全站儀全程監(jiān)測(cè)，確保滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

2.2.5 用如上方法依次吊裝其他段。在吊裝合攏段時(shí)，應(yīng)盡量選擇15℃～20℃環(huán)境溫度，無(wú)強(qiáng)日光偏照的天氣。測(cè)量合攏口的距離與合攏段的長(zhǎng)度偏差，控制在0～-10mm范圍內(nèi)。根據(jù)對(duì)稱(chēng)安裝的原則，合攏段為中段。為保證合攏段能順利合攏，安裝時(shí)要對(duì)合攏口長(zhǎng)度進(jìn)行精確測(cè)量，根據(jù)合攏口實(shí)際長(zhǎng)度對(duì)中段拱肋的長(zhǎng)度進(jìn)行切割（制作時(shí)有意加長(zhǎng)拱肋長(zhǎng)度，只能長(zhǎng)不能短，以便合攏時(shí)進(jìn)行切割）。切割后吊裝就位，就位前對(duì)合攏口兩端的靠板的固定情況進(jìn)行檢查確認(rèn)，合攏段直接擱置在合攏口兩端靠板上，然后進(jìn)行定位、焊接。

2.2.6 檢驗(yàn) 焊接按I級(jí)要求進(jìn)行外觀(guān)檢查及內(nèi)部檢驗(yàn)，內(nèi)部進(jìn)行100%的超聲波探傷。幾何尺寸檢驗(yàn)：

1）軸線(xiàn)偏位：≤L/6000

2）拱圈高程：±L/3000

3）對(duì)稱(chēng)點(diǎn)高差：≤L/3000

檢驗(yàn)合格后填寫(xiě)檢查記錄表。

2.3 防腐

2.3.1 表面處理：工地安裝焊縫部位及其他安裝受損部位清理至ST3.0級(jí)，補(bǔ)涂底漆、封閉漆、中間漆。

2.3.2 噴涂聚氨脂面漆二道，每道40um。

3 主要施工方法

3.1 拱肋支架搭設(shè)

拱肋拼裝支架采用貝雷架輔以普通鋼管及枕木，按照拱肋就位后的大致位置，在系梁及橫梁組成的框架體系上進(jìn)行放樣，支架體系的標(biāo)高、寬度須滿(mǎn)足拱肋安裝需要，支架的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性滿(mǎn)足規(guī)范要求。支架搭設(shè)在系梁的頂部。

3.2 吊船準(zhǔn)備

經(jīng)研究相關(guān)吊機(jī)性能參數(shù)，確定拱肋吊裝時(shí)采用標(biāo)載起重能力100噸浮吊配用56.8m起重臂單側(cè)吊裝，按鋼管節(jié)段最大重量中拱肋左-2、右-2節(jié)段重量為28噸考慮，吊機(jī)起重臂仰角520時(shí)工作半徑幅度為35m伸出船頭29.5m，船出水面高度46m，浮吊在一側(cè)移動(dòng)即能滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)吊裝條件及鋼管拱重量要求。（見(jiàn)附圖）

3.3 鋼管拱的臨時(shí)固結(jié)措施

鋼管拱吊裝前后須采用一系列措施以保證其穩(wěn)定性。

①吊裝到位后為了臨時(shí)固定，在拱腳及拱肋鋼管各自端頭周邊外側(cè)焊上臨時(shí)螺栓連接鋼板，在臨時(shí)連接后進(jìn)行初焊，待全拱形成后再終焊，并除去連接鋼板和補(bǔ)焊處。

②風(fēng)纜及地錨

風(fēng)纜用在吊裝過(guò)程中調(diào)整和固定拱肋，風(fēng)纜采用Φ13mm的鋼絲繩，用緊線(xiàn)葫蘆收緊。

每道鋼管拱肋共設(shè)4道橫向風(fēng)纜，在橋兩岸分別對(duì)應(yīng)布置纜風(fēng)地錨，且纜風(fēng)繩與拱肋交角為450左右為宜。錨錠采用混凝土地錨，將錨固定裝置埋在地面以下，利用混凝土自重、土側(cè)壓力和抗拔力來(lái)抵抗鋼絲繩的拉力（風(fēng)纜拉力約1噸）。

3.4 所有焊縫要求進(jìn)行100%超聲波探傷，所有對(duì)接焊縫除超聲波探傷外，尚須用射線(xiàn)抽探其數(shù)量的20%，確保鋼管拱肋的施工質(zhì)量。經(jīng)檢測(cè)上述焊縫均滿(mǎn)足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。