张家港沿江公路分流线一干河大桥拱肋钢管混凝土施工技术方案__58

所属栏目：推荐论文发布时间：2011-02-25浏览量:174

副标题#e#
　　张家港沿江公路分流线一干河大桥拱肋钢管混凝土施工技术方案
　　韩华定1郭卫东2
　　1、扬州水利建筑工程公司2、江苏港通路桥集团有限公司
　　摘要：钢管混凝土拱结构主要优点有：钢管填充混凝土增强了钢管壁的稳定作用，而钢管本身对混凝土起到套箍作用，从而提高结构的抗压强度和变形能力。有关资料容许钢管压应力可提高1.25倍。这主要是钢管内混凝土处于三向受压状态，使混凝土的工作性质发生了变化，钢管与混凝土互相弥补了彼此的缺点，却充分发挥了彼此的长处。使钢管混凝土的总压力大大超过规定钢管和素混凝土的承压力之和。
　　1、 引言
　　一干河大桥是张家港市沿江公路分流线跨越一干河的一座东西向桥梁，桥梁全长87.52m，总宽32m。桥梁为下承式钢结构系杆拱桥，单跨结构，跨径为85m。横向分为两个提篮式拱，每个提篮拱由一榀直立的主拱和一榀斜置的边拱组成。主拱肋和边拱肋均为钢管混凝土结构，由按三角形排列的三根钢管和缀板及加劲钢板组成。主拱钢管直径50cm，截面总宽度150cm，总高170cm；拱肋钢管内和钢管间填充C40微膨胀混凝土。边拱钢管直径35cm，截面总宽度100cm，总高135cm；边拱肋钢管内也填充C40微膨胀混凝土。主吊杆为直径203mm钢管，吊杆内张拉36根φ5高强度钢丝束。边吊杆为直径102mm钢管，吊杆内张拉18根φ5高强度钢丝束。
　　2、 钢管拱的制作
　　本桥拱肋钢管所用钢材为16Mn钢、厚分别为14和12mm，加工钢材具有厂家质量证明书，钢材的化学成份S.P杂质应小于0.035%，要求厂家做-20℃，-40℃低温冲击试验，结果均应满足设计要求。具体施工步骤如下：
　　①、钢管的下料和卷制：用于卷制钢管的钢板必须平直，不得使用表面锈蚀或受过冲击的钢板，应符合有关标准和设计要求。钢料切割利用剪板机，在任何情况下均应将热力影响范围的宽度3-5mm去掉。钢板下料后可用锤击法和热校法进行矫正，校正后钢料表面不应有明显的凹痕和其他损伤。下料后应根据要求将板端开好坡口。将钢板送入卷管机进行卷制时，卷制方向应与钢板压延方向一致。卷管后要在卷板机上用加热锤击法对卷管进行局部校圆，校圆后将样板内靠管口，若不密贴表示该处不圆，需继续校圆直至密贴为止。校圆后的管筒纵向缝采用自动焊，焊缝的布置应尽可能对成于构件中心。卷管的失圆度和对口错边偏差均应满足相应施工规程的要求。
　　②、钢管拱肋防腐与涂装：
　　钢管混凝土拱桥建成后，拱肋的表面是钢结构，因此钢管外侧的防护很重要。而钢管的内表面和作为劲性骨架的钢管混凝土结构的防护则主要考虑施工期间的防腐问题。防腐问题是一个长期的问题。因此，要引起注意，以防在一段时间后产生严重后果。
　　采用涂层防护可以避免钢材和腐蚀介质直接接触，是钢材防腐的良好方法。钢板在卷制前，需对钢板表面进行清理和涂底漆。表面清理常用抛光丸除锈辅以化学清洗，钢管内表面除锈按二级要求进行，钢管的外表面按一级要求进行除锈。除锈之后，及时涂底漆一道即可进行卷制。钢管节段整体化焊成拱肋后，在进行“永久”防腐之前必须对钢管外表面进行二次表面处理。二次表面清理干净后涂底漆、封闭漆、中间漆和面漆。面漆在喷涂之前应将底漆打磨粗糙并清洗干净，对接头部分和破损部分应补漆。耐腐蚀涂料施工前，应进行试验。涂时，应严禁明火和爆晒，要特别注意防酸、碱和水，并采取防尘措施。涂料、涂装遍数、涂装厚度均应符合设计要求。当设计对涂层厚度没有要求时，宜涂装4-5遍。涂层干膜总厚度宜为150umm。涂装宜均匀，平整，无明显起绸、挂流、附着力好。不得出现裂纹、脱落等现象。面漆的色泽要一致。
　　③、拱肋钢管节段的拼装：拱肋钢管节段拼装应能满足拱肋按1：1大样放样的要求。钢管组拼时以拱肋中轴线为准，防止大的焊接变形，#p#副标题#e#拱轴放样误差要求≤5mm。要求台座地基基础密实、稳定，表面平整度良好，并按设计要求采用全站仪放样，用水准仪抄平。沿大样的拱肋轴线按设计要求在大样上放出吊杆位置，段间接头位置以及混凝土灌注孔、排气孔位置。钢管拱肋的纵向焊缝各管节应互相错开，而且将纵向焊缝全部置于两缀板中间，以免外表焊缝影响美观。采用直焊缝焊接管时，由于管节较短（通常在1.2～2m），可采用分段逼近，但相邻管节长度不宜过于悬殊。在焊接前可用附加钢筋焊于钢管外壁，作临时固定联焊。固定点的位置宜取30cm左右。钢管对接焊过程中，如发现点焊定位焊缝出现微裂缝，其微裂缝必须全部铲除，重新补焊。可在管内用宽20mm、厚3mm的钢板作衬管，以确保焊缝根部质量。拼装后在拱肋上部钢管内施焊吊杆、吊杆套管和螺旋钢筋，对管段焊缝质量进行超声波探伤。对管段涂刷油漆防锈。对拱肋安装用的吊点位进行布置，并在吊扣点位增设加劲板，以防止吊装时拱肋端头碰撞，局部变形而难于对接施焊。段间接头外部增设部分法兰螺栓连接，以便就位后作临时连接用。
　　3、 钢管拱肋安装
　　钢管内混凝土浇筑应待两肋间的横向联结设置了以后才能进行。用40号混凝土封闭拱脚和拱肋安装前均要进行预拱度设置计算，要考虑拱肋在恒载下的压缩。
　　钢管拱肋安装要点：
　　①、为拱肋安装搭的上支架必须受力在下部系梁或临时墩。
　　②、上支架要用风绳拉紧，保证拱肋荷载上去后（比如在压注混凝土时），不至于上支架摆动而使钢管拱肋偏位。
　　③、拱肋高度大，在加上起吊三角型等，要求吊臂长，起重大。
　　④、钢管拱肋是曲线型，在起吊中注意翻身受力点的正负弯矩计算，以免在翻身过程中产生扭曲、变形。
　　⑤、钢管拱肋安装中要控制好高程（设计标高+预拱度），在轴线方向要用经纬仪控制，还要防拱肋偏扭。
　　⑥、钢管拱肋吊装合拢后，吊杆安装也要有临时下支架，便于人工操作。
　　4、 拱肋钢管内砼浇灌方法。
　　钢管拱肋内砼的灌注有两种方法:泵送砼顶升浇灌法和常规的砼灌入振捣浇灌法。
　　①、泵送砼顶升浇灌法浇灌是在同一钢管拱拱脚的两端位置处各安装一个带液压闸门的进料支管，直接与砼输送泵相连，然后由输送泵从两端部同时将混凝土连续不断地自下而上灌入钢管拱肋中，无需振捣，但必须在拱肋顶点处开溢浆孔，观察砼是否已灌注好。
　　②、砼灌入振捣浇灌法是在已安装好的钢管拱肋上部开孔，由输送泵将砼从已开的孔中灌入至钢管内，然后再用振捣器振捣密实为止。开孔间隔为5－8m，开孔尺寸为30*30cm，浇灌完毕随即焊接封闭所开的孔口，同时要求焊接质量同钢管制作质量一至。浇灌方法仍然是两边同时对称进行，以防不利。
　　混凝土的浇灌必须从拱脚的两端同时向拱顶对称浇注，先两个主拱拱肋，后两个边拱拱肋；在同一根拱肋中，先浇灌下面一根，再浇上面两根，最后浇灌钢管间的空隙拱肋区。
　　5、 钢管拱内混凝土浇筑时的变形观测
　　①、钢管拱高程变化观测
　　对整个拱肋每隔5米设一个观察点，浇注中对整条拱肋在轴线和高程各进行16个点的观测，与未浇前的数据进行比较，观察点均设在吊杆位置，为了测高程变化在每个测点铅锤线上，根据仪器高程固定一根特制“水准尺”（如点焊一根钢筋，下部刻好刻度线，最小刻度1cm）16个点在浇注中可随时观察刻度线高程变化情况。
　　②、钢管拱轴线偏移观测
　　因为有风的挠动，上述固定钢筋不能作为轴向偏位观测依据，用经纬仪在正在浇注的拱肋两侧进行观测，在拱肋各测点的水平向固定一根特别标尺，最小刻度为1cm；在施工期必须合理设置八字风绳，以提高整体稳定性和调整横向偏位。
　　③、钢管拱轴线的变形控制：
　　在拱肋砼施工前，设置1-5个观测点，观测点平均布置。
　　在浇注拱肋混凝土#p#副标题#e#时，调整拱轴线竖向变形，可采用水箱压载法，但该工程的拱肋支撑吊杆均已和主边系梁连成一个整体，不可能因砼的施工而产生向上或向下的变形。浇筑混凝土时的重量大都有吊杆钢管和临时支墩承担。
　　浇注一条拱对另一条竖向变位基本无影响，但横向变位则相应连锁反应，会影响到另一条拱肋。浇筑混凝土时，应严格控制进度，两岸对称作业，否则回产生过大单向推力，造成两岸对称载面的相对变形，导致纵向失稳。必须加强两端对称变形观测，在浇筑时用两岸对称点变形来控制两岸的浇筑速度。一端出现变形，另一岸则加快浇筑速度。待两岸高程大致对称时再同时并进。
　　6、 结束语
　　通过一干河大桥钢管拱的制作、安装、拱肋灌浆全过程施工的控制，反映在变形观测资料上，一干河大桥的拱肋施工质量优良，顺利通过张家港交通局的验收。