鋼管混凝土拱橋的施工技術(shù)探討范文

本站小編為你精心準(zhǔn)備了鋼管混凝土拱橋的施工技術(shù)探討參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

1案例背景

某公路橋梁的橋梁總施工長(zhǎng)度為585.4m，橋梁的寬度為28m，主橋主要由雙承載面、五孔無(wú)風(fēng)撐構(gòu)成，拱橋的矢跨比為1/5，拱軸線為二次拋物線，拱肋使用圓端形扁鋼結(jié)構(gòu)，其中拱肋的跨度為0.91m，高度為73m，寬度為1.8m，使用C40微膨脹混凝土對(duì)鋼管內(nèi)部進(jìn)行填充，使用Q345D作為拱肋鋼管，鋼管的厚度為15mm。橋梁整體立面圖如圖1所示。

2橋梁工程施工的主要流程

在橋梁工程施工過(guò)程中一共由下述幾個(gè)流程：⑴安裝施工橫撐和空鋼管，吊裝拱片到位以后，對(duì)線形進(jìn)行調(diào)整，保證其可以達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)拱度的要求，然后進(jìn)行焊接，同時(shí)進(jìn)行邊拱的施工；⑵主拱焊接成形后，將主拱施工架拆除，保留邊拱的施工架；⑶進(jìn)行縱梁和橫梁的架設(shè)，然后穿吊桿；⑷對(duì)稱，同時(shí)進(jìn)行下弦管混凝土的灌注；⑸當(dāng)下弦管的混凝土強(qiáng)度超過(guò)90%后，對(duì)稱，進(jìn)行上弦管混凝土的灌注；⑹上弦管混凝土強(qiáng)度超過(guò)90%后，對(duì)稱，進(jìn)行腹板混凝土的灌注；⑺在腹板混凝土強(qiáng)度超過(guò)90%以后，加載縱橫梁，并對(duì)P1-1、P1-2系桿進(jìn)行張拉，張拉力為1700kN；⑻對(duì)橋面預(yù)制板進(jìn)行吊裝后，對(duì)P2-1、P2-2系桿進(jìn)行張拉，張拉力大小為1700kN；⑼進(jìn)行橋面現(xiàn)澆層的施工，對(duì)P2-1、P2-2系桿進(jìn)行張拉，張拉力大小為1700kN；⑽鋪裝人行道板、施工橋面和護(hù)欄；⑾對(duì)系桿P1-1、P1-2進(jìn)行張拉，張拉力大小為1700KN；⑿對(duì)索力進(jìn)行集中調(diào)整；⒀將邊拱支架拆除。

3鋼管混凝土拱橋施工的關(guān)鍵技術(shù)

3.1制作拱肋在本工程的施工過(guò)程中，拱肋截面為啞鈴形，截面的高度為2.5m，直縫焊接管的直徑為1m，設(shè)計(jì)拱軸線提供的系數(shù)m=1.5m，使用每節(jié)長(zhǎng)度為2m的直鋼管以直代曲制成，采用這種分結(jié)方式不會(huì)對(duì)拱肋曲線形狀造成影響。使用單面坡口形式進(jìn)行各節(jié)鋼管的環(huán)焊縫以及直焊縫的焊接，并用陶瓷進(jìn)行襯墊。橋梁的左幅橋梁和右幅橋梁一共有4片拱肋，每一片拱肋都在施工現(xiàn)場(chǎng)分8段進(jìn)行制作，整橋一共有32個(gè)拱段，完成制作工作后，按照1∶1的大樣在工程中進(jìn)行預(yù)拼調(diào)整。按照《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工規(guī)程》中的規(guī)定，要求鋼管制作大小滿足下述要求：⑴鋼管的橢圓度f(wàn)/D≤3/1000。由于鋼管的橢圓度會(huì)對(duì)鋼管的對(duì)接造成一定程度的影響，但對(duì)套箍的影響并不大，所以要求控制好管端的橢圓度。根據(jù)具體的施工情況，可以適當(dāng)放寬管節(jié)中間的橢圓度，但是偏差要控制在5mm以內(nèi)。另外，如果橢圓度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致直縫管焊接殘余的應(yīng)力變大。⑵要求鋼縱向彎管的偏差f/d≤L/1000，并且不能超過(guò)10mm。

3.2吊裝拱肋由于本工程在旱地上進(jìn)行施工，使用少支架施工法進(jìn)行施工，將每一片拱肋分成8個(gè)運(yùn)輸單元，啞鈴型截面的長(zhǎng)度為16m，截面高度為2.5m，重量為17t，高空中各片拱肋一共有7個(gè)焊接點(diǎn)，全橋拱肋的高空焊接點(diǎn)一共有28個(gè)，因此高空焊接施工量大，做好高空焊接質(zhì)量的控制至關(guān)重要。在進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，最好在濕度低于80%的室內(nèi)環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)。焊接的環(huán)境溫度在0℃以上，當(dāng)遇到陣雨、大風(fēng)情況時(shí)，如果沒(méi)有保護(hù)措施，不宜進(jìn)行焊接。要求焊縫質(zhì)量可以達(dá)到《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）和《鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50221-95）中的要求。要求拱肋鋼管環(huán)向和拱肋骨縱向焊縫的施工質(zhì)量等級(jí)達(dá)到二級(jí)焊縫質(zhì)量。焊接作業(yè)完成后，要在24h內(nèi)進(jìn)行無(wú)損檢驗(yàn)工作，無(wú)損檢驗(yàn)主要包括儀器探傷檢測(cè)和外觀檢測(cè)[1]。一般使用射線探傷法和超聲波探傷法對(duì)焊縫進(jìn)行無(wú)損探傷，超聲波的探傷比例檢查是焊縫長(zhǎng)度的100%，二級(jí)焊縫的外觀檢測(cè)比例長(zhǎng)度也為100%，采用X射線探傷只檢查焊縫長(zhǎng)度的10%即可。在對(duì)焊縫進(jìn)行探傷時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)有裂紋出現(xiàn)，要對(duì)探傷的長(zhǎng)度進(jìn)行延長(zhǎng)，必要時(shí)對(duì)整個(gè)焊縫都進(jìn)行檢查。焊縫探傷后，在外觀和質(zhì)量均滿足要求的前提下，按照《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程》中的相關(guān)規(guī)定磨修焊縫。

3.3鋼管的防腐施工建成鋼管混凝土拱橋后，由于拱肋的表面為鋼結(jié)構(gòu)，所以，要做好鋼管外側(cè)的防護(hù)作業(yè)。近年來(lái)鋼管混凝土拱橋在我國(guó)得到了快速的發(fā)展，防腐工作也成為了一項(xiàng)重要工作，如果不重視這方面的問(wèn)題，會(huì)造成非常嚴(yán)重的后果。根據(jù)本橋梁工程的設(shè)計(jì)要求，其防腐周期為25年，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)涂層防腐要求比較高，不允許出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕的情況，也不需要大修涂層，本項(xiàng)目工程在進(jìn)行鋼管防腐施工時(shí)，使用第六涂裝體系進(jìn)行施工，鋼結(jié)構(gòu)表面除銹級(jí)別為Sa3級(jí)。

3.4灌注鋼管內(nèi)混凝土本工程鋼管內(nèi)混凝土灌注使用泵送頂升法進(jìn)行施工，每一幅橋都使用對(duì)稱灌注法進(jìn)行施工。灌注混凝土?xí)r，先進(jìn)行下管混凝土的灌注，當(dāng)下管混凝土的強(qiáng)度超過(guò)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后，再進(jìn)行上鋼管混凝土的灌注。上鋼管混凝土的強(qiáng)度超過(guò)90%時(shí)，進(jìn)行腹板混凝土的灌注。為了控制好混凝土的彈性模量和強(qiáng)度，在保證混凝土的強(qiáng)度達(dá)到90%的同時(shí)，要求混凝土齡期超過(guò)一周。在進(jìn)行混凝土的泵送施工時(shí)，整個(gè)施工過(guò)程不能出現(xiàn)中斷的現(xiàn)象，鋼管上每間隔10m鉆一個(gè)小的排氣孔，在混凝土頂升過(guò)程中，將排氣孔封閉。在施工過(guò)程中，鋼管混凝土拱頂混凝土很容易出現(xiàn)不密實(shí)的情況，要在混凝土溢出一定量后，終止頂升工作，并將排氣孔封閉好。為了提高澆筑的便利性，保證混凝土的坍落度、混凝土強(qiáng)度以及混凝土的和易性達(dá)到規(guī)定要求，要使用高效減水劑來(lái)降低水的使用量，降低水灰比，提升混凝土的流動(dòng)性，提升混凝土的耐久性和強(qiáng)度[2]。為了降低混凝土的水化熱以及混凝土的干縮變形，改善混凝土的性能，要將粉煤灰摻入到混凝土中，因?yàn)榉勖夯抑泻谢钚匝趸X和活性氧化硅，這兩種物質(zhì)會(huì)和水泥水化，并產(chǎn)生氫氧化鈣，產(chǎn)生膠結(jié)性良好的水化硅酸凝膠，提高了混凝土的密實(shí)性、抗水腐蝕能力和抗侵蝕能力。

3.5系桿的張拉本工程使用熱擠HDPE護(hù)套高強(qiáng)低松弛鋼絞線進(jìn)行張拉，直徑為15.14mm，每一束37根，ƒpk=1860MPa，每片拱肋設(shè)置四束。在邊拱和主拱的內(nèi)線平行布置系桿，系桿布置在橋面板的下方，從鋼橫梁腹板穿過(guò)。系桿從邊拱穿過(guò)時(shí)，使用鋼管套在邊拱出進(jìn)行預(yù)埋，然后從鋼管套穿過(guò)。本工程在施工過(guò)程中，系桿張拉一共分為4次，分別在第7、8、9、11步進(jìn)行系桿的張拉，使用伸長(zhǎng)值和油壓表控制系桿的張拉，進(jìn)行張拉時(shí)，同時(shí)使用四臺(tái)張拉機(jī)進(jìn)行系桿的對(duì)稱張拉。

4施工過(guò)程中存在的問(wèn)題及處理措施

整體來(lái)說(shuō)，此橋梁的施工方法是比較合理的，從制作鋼管到最后對(duì)索力進(jìn)行集中調(diào)整，基本都是科學(xué)可行的，并且在施工過(guò)程中也取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。但是，在實(shí)際施工中，由于拱肋的分段比較多，使用少支架法進(jìn)行施工也存在很多弊端，該橋主拱計(jì)算跨徑長(zhǎng)度為100m，將單片拱肋平均分成了八個(gè)拱段進(jìn)行吊裝施工，并在高空進(jìn)行焊接，存在下述幾個(gè)方面的問(wèn)題：⑴因?yàn)橹Ъ艿某两岛妥冃伪容^大，鋼管單面也受到了不均勻的照射，在溫度場(chǎng)的影響下，在施工過(guò)程中調(diào)整線形的難度比較大。⑵本橋梁工程的空焊點(diǎn)比較多，焊接量大，無(wú)法保證焊接質(zhì)量。⑶支架量較多，支架的搭設(shè)和拆除作業(yè)量大。考慮到上述問(wèn)題后，本工程施工過(guò)程中，將工作平臺(tái)設(shè)置在地面上，然后將制作好的8段拱肋放到施工平臺(tái)上對(duì)線形調(diào)整好后再進(jìn)行焊接。每一片拱肋分成2～3段吊裝，每次吊裝的質(zhì)量在40t以下，降低了高空線性調(diào)整的難度，高空焊接量和支架工作量減少。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在鋼管混凝土拱橋施工過(guò)程中，需要嚴(yán)格按照規(guī)范要求和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。本文通過(guò)實(shí)際案例，對(duì)鋼管混凝土拱橋施工中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討，工程施工后取得了良好的施工效果。

作者：洪森林 單位：江西省路橋工程集團(tuán)有限公司