钢管拱桥拱肋加工方案

1. 施工概况

1.1 工程简介

X大桥工程桥梁起点桩号为K0+177.44，终点桩号为K0+878.794，全长701.354m。大桥由北向南，分为主桥和两侧引桥。跨X江主桥为（55m+62.8m+55m）三跨下承式钢管预应力混凝土简支系杆拱桥。

本工程主桥每跨横向设2榀钢管拱肋。拱肋的理论计算跨径为59.2m和51.4m，计算矢高14.8m和10.28m，矢跨比为1/4和1/5，理论拱轴线方程为：y=4fx(1-x)/l2，（f为矢高，l为计算跨径，坐标原点为理论起拱点）。

拱肋截面为椭圆形，高150cm、宽90cm，钢管壁厚16mm。拱肋与加劲系梁固结，两榀拱肋横向间距为17.5m，在拱肋设置3道钢管风撑，风撑截面为圆形，直径D＝80cm，钢管壁厚16mm。

拱肋采用16Mn钢全焊钢结构，其余部位采用Q235c钢材。

1.2 编制依据

①本工程施工合同、工程洽商记录等；

②本工程设计文件，包括《X大桥工程施工设计图纸》、设计变更联系单等；

③《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）。

④《公路工程质量检验评定标准》（JTJF80/1－2004）；

⑤《钢结构工程施工及验收规范》（GB50202-95）；

⑥《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-91）；

⑦《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS28-90）；

⑧《X大桥工程实施性施工组织设计》；

⑨我公司ISO9001-2000质量体系文件；

⑩其他相关技术规范、标准和参考书籍。

1.3 总体施工方案

我方将钢管拱肋委托外加工，加工方为杭州大河造船有限公司。该厂具有船舶乙级设计、甲级制造、钢结构王家网架三级资质，专业设计技术力量雄厚、设备齐全、工艺成熟。该厂具有拱肋结构制造方面的成功经验，并引用拱肋先进制造技术，确保拱肋结构制造精度及焊接质量全优。施工前，该厂已通过业主和监理单位的审查。

针对本工程特点，主拱肋分三段制作、加工厂试拼成整体，边拱整体制作成型。钢管拱肋制造过程分为三个工艺阶段：钢拱肋节段的

胎架匹配制造→钢拱肋的工厂预拼装→钢拱肋的工地拼装焊接。

钢管拱生产加工工艺流程图

2. 施工组织部署

2.1 施工组织机构

本工程按项目法进行施工，实行项目经理责任制。

项目经理为本工程总负责人，同时为分项工程的负责人，全权代表公司负责本工程的施工任务，履行条款所规定的权力和义务，使业主满意。同时，采取有效措施使项目管理从组织上、思想上到技术上、施工上和经济上都得到保证，确保工程施工总体目标和分项目标的实现。项目总工程师负责本工程的技术管理工作。

我方将派驻技术管理人员进厂，对钢管拱肋制作全过程进行监控。由项目经理部对厂方实行“统一组织、统一安排”的三统一，对内实行“统一生产指挥、统一业务管理”的原则。

分项工程施工组织机构详见附后框图所示。

分项施工组织机构框图

2.2 施工资源配置

为了保证满足生产需要，对经理部管理人员以及各作业班组的人员进场做了合理的安排，其中：经理部管理人员：6人；厂方班组：110人。

劳动力计划表

3. 主要工序项目的施工方法

主桥钢管拱肋节段制作工艺流程为：放样→号料→切割→边缘加工→胎架制作、卷管→焊接（纵缝，并超声检测）→拼接（接长，焊接对接焊缝）→超声检测及X射线拍片→热弯→工装→试拼（各吊装段间试拼接，含风撑）→钢结构防腐处理、涂装→出厂验收。

钢管拱肋制造采用下列成熟技术：拱肋轴线成型采用火工煨弯技术。电焊采用CO2气体保护自动焊技术，CO2气体保护单面焊双面成型技术，埋弧自动焊焊接技术，电脑放样，数控切割机下料划线及测量技术，钢管拱肋制造保证措施，由专业、持证、有相关工程施工经验的优秀焊工施焊。

3.1 放样

（1）首先对拱肋进行电脑放样（考虑预拱），在电脑放样图上获取拱肋各节点的相应座标值，然后在样台上进行1：1的实样放样。放样时先做出基准线及1/2中心线，以中心垂直线为基准按座标图分别标出X、Y座标点，以曲线连接，即为拱轴线。再按座标图作业，Y上、Y下交点，曲线连接而成桁构上下弦边线。同时按座标图分别作出拱肋中心起点、分段点（包括加工、运输单元分段点）、灌砼孔、排气孔、加工点等基准点线及装配位置线。经复查复测以上所有各点无误后，再做上牢固的钢印油漆标记。特别注意预拱度的设置（边跨3cm、主跨5cm）。

（2）放样应该完成所有零件配套表、下料草图、套料卡的

编制工作，提供的配套表、下料草图、套料卡应清楚标明零件的节段号、零件号、零件名称、零件数量、材料牌号、加工符号、尺寸及坡口型式等。

（3）放样在拱肋环缝时，要求以拱肋顶点为中心对称安排环缝。放样时应考虑焊接收缩补偿量的加放时其相关连的构件也应作相应处理。

（4）放样应向后续工序提供：拱肋弦管型值、拱肋节段胎架制作型值、拱肋节段测量时所需型值、预拼装地样线型值及钢管间相贯线接头划线样板等。

（5）放样结束后，对拱肋的每段缘底弧线制作曲线样板并进行编号，同时报监理进行检验。

3.2 下料

（1）所有零件下料前应验明材质并做好材质移值标记，打上材质编号。对有明显变形的钢板、型材应进行矫正。

（2）下料时应依据套料卡下料，应尽量采用数控切割，切割边缘需进行清渣、打磨处理。

（3）卷制主弦管的板材下料时应开角尺线，保证板边垂直度。

（4）端口有线型钢管下料时可以使用模板，以保证线型准确。

（5）质量要求：

①切割面粗糙度范围应不大于80～160μm，对超出要求的

部位，应使用砂轮打磨至符合要求。

②切割面平面度：当板厚δ≤25mm 时，平面度≤（1～

1.5）%δ；当板厚δ＞25mm 时，平面度≤（1.5～

2.5）%δ。

③切割面的上边缘只允许带有半径不大于1.5mm 的连续性圆角及少许熔化物。

④每米切割长度上的缺口间距不得超过2mm，对超过要求的部位，应将气割熔化物除去磨光后，按钢板牌号，选用相应的焊条进行堆焊，堆焊高度不低于切割面，然后用砂轮打磨补焊处与切割面平齐。

⑤对切割面下边缘只能存在用锤子轻击就能除去且除去后不留痕迹的挂渣。切割面的直线度偏差应不大于2mm。

3.3 加工

按设计要求分段制作拱肋，钢拱肋分段长度依据所采购钢板的尺寸和吊装工况进行综合考虑。

由于本工程拱肋截面为长轴为1500mm，短轴为900mm 的椭圆，钢管生产厂家不生产，市场上也无法采购，故只能采用工厂自行卷制的方法加工，工厂拟将椭圆分为4片进行卷制焊接。

首先加工好椭圆管内的加劲肋，为保证椭圆管制作的统一性，加劲肋的制作过程必须用样板严格校正。

椭圆的拼制过程见附后图示。