96m系杆拱桥拱肋拼装施工技术

96m系杆拱桥拱肋拼装施工技术

发表时间：2017-07-13T11:35:44.517Z 来源：《基层建设》2017年第8期作者：曹守明[导读] 摘要：系杆拱桥将拱与梁两种基本结构形式组合在一起共同承受荷载，充分发挥梁受弯、拱受压的结构性能和组合作用，其上部结构拱肋的拼装过程关系整个受力体系以及预埋件位置的精确度，本文对以上方面进行详细阐述，对类似工程有一定的借鉴作用。

中铁十四局集团第四工程有限公司山东省济南市 250002 摘要：系杆拱桥将拱与梁两种基本结构形式组合在一起共同承受荷载，充分发挥梁受弯、拱受压的结构性能和组合作用，其上部结构拱肋的拼装过程关系整个受力体系以及预埋件位置的精确度，本文对以上方面进行详细阐述，对类似工程有一定的借鉴作用。

关键词：系杆拱桥；拱肋；安装；施工张唐铁路高各庄跨京沈高速及前冯各庄跨机场路主跨均为1-96m系杆拱桥，其上部拱肋的计算跨度为96m，矢跨比f/l=1:5，拱肋矢高19.013m，拱肋采用二次抛物线线型。拱肋平面内拱肋中心线方程为：Y=-1/120x2+4/5X(m)。拱肋在横桥向内倾8°，呈提篮式，拱顶处两拱肋中心距7.256m。拱肋横断面采用哑铃形等截面，截面高度h=2.7m， 1 钢管拱拱肋划分设计

拱肋之间设一道一字撑和四道K撑。一字撑及K撑的横撑采用外径1.0m的圆形钢管组成，K撑的斜撑采用外径0.8m的圆形钢管组成，钢管内均不填充混凝土。拱肋钢管采用Q345qE钢材，钢管直径为1.0m，由厚20mm的钢板卷制而成，每根拱肋的两钢管之间用δ=20mm的腹板连接。每隔一段距离，在圆形钢管内设加劲箍，在两腹板中设置加劲拉筋。拱管内灌注C55补偿收缩混凝土。其与桥面靠吊杆相连，共设吊杆13对。拱肋设计分段划分为拱脚GL1(4段)、GL2-GL4(各4段)、GL5(2段)、横撑(5根)、斜撑(8根)，总重量约331吨，其中拱肋约300吨。

2 吊装前准备工作 2.1 吊机的选择及相关站位

现场配置1台120t汽车吊在地面进行拱脚吊装作业，根据设计图纸要求拱脚安装结束后将拱脚与系梁一起进行混凝土浇筑，系梁达到设计强度后进行后续各分段拱肋的吊装。

拱肋吊装采用120t汽车吊将1台70t汽车吊和1台40t平板运梁车吊至混凝土桥面上，之后70t汽车吊与平板运梁车在系梁桥面上协同作业进行钢管拱块体吊装。因汽车吊吊装杆件过程中混凝土桥面为点受力，为保证施工安全，吊车支腿站位于混凝土系梁桥面隔板位置。

2.2 施工场地处理

拱脚安装时，运梁车、吊车将站位于桥墩一侧进行现场运输和吊装作业。因此，桥墩两侧约需15米宽作业通道要碾压平整并夯实，满足现场施工作业条件，地面吊装作业时设置围挡将施工区域与行人、车辆分开。

2.3 各杆件的存放

⑴拱肋节段和构件的存放场地要求地基坚实、平整、通风且具有排水设备。支撑处有足够承载力，不允许构件存放期间出现不均匀沉降。

⑵拱肋节段及构件在存放场地存贮和运输时，应按拼装顺序编号，并按吊运顺序安排位置，不允许多层堆放。

⑶构件存放应制定相应于构件特征的具体措施，防止倾斜，歪倒和使构件产生永久变形。按种类、拼装顺序码放整齐，杆件要放在枕木或混凝土垫块上，防止被水浸泡。

⑷保管拱肋的场地，应有足够的承载力，同时选择在清洁干净、排水通畅的地方，远离产生有害气体或粉尘的物体。在场地上要清除杂草及一切杂物，保持钢管拱干净，存放区域要留有吊车、运输车通道。

⑸不得与酸、碱、盐、水泥等对钢材有侵蚀性的材料堆放在一起。雨天注意关闭防潮，经常保持适宜的储存环境。

3 临时支架

在系梁混凝土桥面上采用Φ400mm×10mm钢管为立柱搭设临时支架，搭设总体原则为：在拱肋节段接口处搭设框架式临时支架，平面尺寸为2500mm×3000mm，立柱钢管间采用∠100mm×10mm，支架下端封板焊接于桥面板预埋件上，支架上端设置横梁I32a，横梁上部放置调节装置，作为标高调整系统。支架具体尺寸及布置按拱段重量、尺寸、与底面高差以及所处位置来确定。为方便操作人员施工，在每组钢管立柱上焊接供人员上、下用的带有钢筋防护圈防护措施的爬梯。

3.1 临时支架简图

⑺施工完毕后进行面漆涂装，拱内混凝土灌注，安装吊索施工。

5 安装现场拱肋焊接

5.1 制定焊接工艺

开工前，对施工现场焊接进行焊接工艺评定，焊接工艺评定试验条件与钢管拱肋节段生产条件相对应，并采用与实际结构相同的板材和焊材。焊接工艺评定试验按照设计文件要求和相关规范规定的技术要求进行。焊接工艺评定试验报告按规定程序批准后，根据焊接工艺评定试验报告编写各种接头的焊接工艺指导书。焊接工艺指导书经监理工程师批准后，根据焊接工艺指导书的内容组织焊接施工。

5.2焊接质量保证措施

⑴焊接人员必须严格遵守焊接工艺，不得随意变更焊接规范参数。主要焊缝焊接后，应按规定进行焊接记录。

⑵焊接工作环境温度在5℃以上和相对湿度80%以下时方可施焊。当环境条件不满足上述要求时，可以通过预热保温等创造局部施焊环境。

⑶所有焊接材料应符合设计规范的有关规定。焊接材料由专用仓库储存，按规定烘干、登记领用。当焊条、焊剂未用完时，应交回重新烘干。烘干后的焊条应放在专用的保温筒内备用。CO2气体纯度应不小于99.5％。

⑷焊接设备应处于完好状态，并应抽验焊接时的实际电流、电压与设备上的指示是否一致，否则应督促检查、更换。

⑸焊前要熟悉有关图纸和工艺文件，核对焊接部件，并彻底清理待焊区的铁锈、氧化铁皮、油污、水分等杂质。焊后必须清理熔渣及飞溅物，按图纸要求打磨的焊缝必须打磨平顺。

5.3焊缝外观检验

所有焊缝均应在冷却后进行外观检查，并填写检查记录。所有焊缝不得有裂纹、未熔合、焊瘤、夹渣、未填满弧坑及漏焊等缺陷。外观检查不合格的焊接件，在未返修合格前不得进入下一道工序。

5.4焊缝内部质量无损检验

焊缝施焊24小时后经外观检验合格，应进行无损检验。进行X射线探伤，内部质量分级应符合有关规定，其它技术要求执行《金属熔化焊焊接接头射线照相》（GB3323）的规定。采用射线超声波同时检验的，必须达到各自质量要求。