钢管拱肋拼装及线性控制施工技术方案

施桥运河大桥主桥钢管拱肋施工方案

一、钢管拱肋工程概况

（一）工程项目特点

施桥运河大桥桥梁上部的跨径布置为（3×25）m+ 132m+（3×20）m，其中主跨为下承式预应力混凝土系杆拱桥，主桥对称于主桥中心水平布置。

主桥上部结构采用132m单跨预应力混凝土系杆拱，为刚性系杆拱柔性吊杆，拱轴线为二次抛物线，矢跨比为1/5，计算跨径128.66m，矢高25.732m。拱肋采用哑铃型钢管混凝土截面，拱肋高度2.6m，钢管直径1.10m，内充C50微膨胀砼，沿拱轴线每隔0.5m 腹腔截面设置1道φ24mm的拉杆。每片拱片设间距为6.10m的吊杆20根，吊杆采用OVMLZM7-73I成品吊索，OVMLZM7-73I成品吊索每一根设73根Φ7高强钢丝；设置六道K 字型风撑，采用钢管结构，钢管直径为110cm及80cm。全桥6组，钢管与钢管之间均采取相贯连接。

江苏舜通路桥施桥三线船闸SQCZ-QL标钢管拱肋拼装及线性控制施工技术方案

（二）主要工程量

见下表

细目

项目名称单位数量编号

423-1拱结构

-a钢管混凝土系杆拱

-1拱肋填充C50微膨胀混凝土m3529.00

-6钢板（包括拱肋、风撑）kg336149.00

-7吊杆φ7高强钢丝kg21072.00

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江苏舜通路桥施桥三线船闸SQCZ-QL标钢管拱肋拼装及线性控制施工技术方案

三、施工总体安排

主桥钢管拱肋系梁及第一批横梁安装、现浇湿接头及相应批次预应力施工结束后，即转入主桥钢管拱肋的施工。主桥钢管拱肋严格按照设计图纸主桥施工顺序图进行施工，即专业生产厂家生产拱肋钢管→厂内预拼装→发运至工地现场→施工现场整体卧拼成吊装节段单元→搭设拱肋安装支架→浮吊船安装拱肋节段于拱肋支架上空中组拼焊接合拢→压注拱肋砼→安装吊杆并进行吊杆初张拉→25t汽吊对称安装行车道板→调整吊杆束力成桥→完成封锚及最后一道面漆。

钢管拱采用武船（青岛）重工公司制作，在厂家完成整体预拼后分段运输至施工现场后进行组拼、焊接吊装分段，在水上临时施工支架上承台上搭设拱肋安装支架并安装拱肋钢管（每片含拱脚预埋段分5段），焊接合拢后压注拱肋自密实砼，安装吊杆及行车道板，并按图纸要求分批张拉吊杆预应力；最后拆除拱肋施工支架，完成主桥拱肋钢管的施工。

四、钢管拱肋拼装施工方法及工艺

4.1钢管拱肋厂家制作分段

施桥钢管混凝土拱桥结构主要包括上下主拱弦管、连接腹板、风撑以及吊杆结构等。根据该工程结构特点、运输状况等因素及现场安装施工方案，将单拱划分为10个制作分段，五个吊装分段，其中第二、三、四段合为第二吊装分段，第五、六、七、八段合为第三吊装分段，第九段为第四吊装分段，第一和第十为拱脚吊装分段，在现浇砼拱脚时已进行预埋。全桥拱肋共计20个分段，最大分段外形尺寸约21mX2.6Mx1.1m，重约23吨；K字风撑横撑分段6件，斜撑分段12件。全桥分段划分如下图：

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4.2钢管拱肋现场组拼胎架

我部已在固井公司运河边租用了钢管拱肋组装焊接场地，地基已进行灰土压实整平处理，根据厂家钢管拱肋发运节段设置现场组拼胎架，胎架采用三拼贝雷梁作为支点，每拼装节段设置三个支撑点，辅以型钢、方木、碶型木块调整拱肋节段卧拼水平，具体布置图如下：

主拱卧拼横截面图

主拱肋节段卧拼在专用匹配胎架上一次完成，因本工程场地限制，全桥两片拱肋采用双层叠加形式，组拼时，下层有风撑的一侧朝上（上游拱肋安装单元），上层有风撑的一侧朝下（下游拱肋安装单元）。为了保证成桥线型的正确性以及相邻节段端口的匹配，采取除拱脚预埋段整体组装。钢管拱在各工序制造中零、部件均应按照相关施工图册中的编号制作标记，吊装单元杆件则需在其两端做标记，即每根杆件须在两端标明编号及上下端，同时并在钢管内壁做同样标记。

为了减少安装过程中对焊精确对位的工作量和施工难度，预拼成型的安装节段必须作对接口的地面预接和必要的技术处理。由于钢管拱在制作的过程中会遇到各

种因素的影响，主拱管的椭圆度误差客观存在，且两相邻节段接口的椭圆形态不一致。施工对接时，对接口钢板(管壁)相互错位现象普遍存在，错位值一般有1～5 mm、甚至可达到20 mm以上。为此，预拼现场台座上的每组钢管拱要在起吊前进行预接整圆，相互对应着设置夹具和记号，使每道对接口的对接错位误差限制在±1 mm内。

3.3 现场焊接

本工程钢管拱、横、斜撑等主要构件均为全焊钢结构，其焊缝较多，所产生的焊接变形和残余应力较大，焊接质量与焊接变形的控制是本工程制造精度控制的基础。根据本工程钢结构的结构形式和采用的制造工艺，焊缝的主要形式为钢管纵、环缝对接焊缝和钢管与腹板角接焊缝，针对本工程的焊缝特点，拟定了以下焊接重点控制项目：

钢管纵、环对接焊缝焊接；

钢管与腹板角接焊缝焊接；

钢管高空焊接时的焊接变形控制；

在本工程制造中，运用先进的焊接技术，提高焊接质量，保证本桥的制造精度。将已制备好的接头支撑杆准确焊拼到主拱管端口附近，距对接口约30 cm。并具有足够的刚性，以保持主拱管端口的对接几何尺寸。预拼好的安装节段，起吊前要在地面焊接好各类吊装辅助构件，设置横联位置和测量控制标记，安装焊接检修通道。

3.3.1 焊接人员技术素质控制措施

1）焊接人员除持有焊工合格证书或压力容器焊工合格证书外，还将按焊接方法（埋弧自动焊、CO2气体保护焊、手工电弧焊）和不同的焊接位置（平焊、立焊和仰焊）分别进行考试，考试合格后发给上岗证书。

2）所有定位焊缝均由已取得上岗证书的持证焊接人员进行焊接；所有熔入正式焊缝的定位焊缝，均由已取得相应位置正式焊缝焊接资格的焊接人员焊接。

3）所有焊接人员持证上岗，严格按上岗证书规定的作业范围以及工艺文件的技术要求进行焊接作业

4）对工地焊接人员，每天必须进行安全技术交底，必须看规定穿戴防护用品，穿软底鞋子，防护服及防护面罩，佩带安全带。

3.3.2焊接设备