准朔黄河特大桥钢管拱预拼装施工技术

准朔黄河特大桥钢管拱预拼装施工技术

摘要：近年来随着国内基建领域的蓬勃发展，钢管拱桥以其造形美观、受力科学、可塑性强等特点在桥梁建设中得到广泛应用，成为一道道亮丽的风景线；然而如何确保成桥后拱肋的几何线型，是设计意图、结构受力能否顺利实现的关键点，同时也是各钢结构企业面临的施工难题；本文以准朔铁路黄河特大桥为例，着重介绍大跨度钢管拱桥预拼装过程中的线形控制措施、质量检查标准等，以期为同类工程施工提供借鉴。

关键词：钢管拱桥；拱肋预拼装；线形控制

中图分类号：u445.4 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）17-0115-03

0 引言

新建铁路朔州至准格尔线黄河特大桥为上承式钢管混凝土拱桥

结构，主拱跨度为360m，立面投影矢高60m，矢跨比为1/6，主拱拱轴线采用悬链线，拱轴系数m=2.5。主拱结构由两根拱肋与横向联结系组成，拱肋横向设计内倾角为8°，拱肋中心距在拱顶部位为8.335m，拱脚部位为25.2m。

1 前期准备

1.1 场地布置依据拱肋上下弦管最大间距、节段长度，同时考虑龙门吊轨道、钢构件的运输与存放，结合实际确定拼装场地面积，黄河特大桥循环拼装场地面积近3000m2；为确保拼装基础稳固，拼装工装不发生变形位移，本工程采用c20商品混凝土对地面进行硬

化处理，硬化厚度为20cm；场地硬化施工工艺流程如图1。

强夯处理需清除4-5m内土的湿陷性，提高场地地基承载力，灰土垫层采用3：7灰土，30mm厚，压实系数为0.93，混凝土200mm 厚，强度<25，以提高场地基层承载力。

1.2 吊装动力设备依据本项目设计深化图，结合构件的分段情况（本桥最大节段长17m，重57t），同时考虑构件翻身时的瞬间加载，逐确定采用两台50t龙门吊，行走路线贯穿整个预拼场地。龙门吊的安装流程：轨道位置测量、布设→轨道预埋件锚固→固定铁轨→安装龙门吊机→检测及试运行。

1.3 工装设计及制备钢管拱拼装过程须满足构件的三维几何尺寸要求，即：水平精度、拱肋线性精度、垂直精度，工装设计时以此三项作为关键的控制点进行实施。水平精度控制方面，在场地平整完后，采用长度为20m的i32a型工字钢，按照4m间距布置，化学锚栓锚固于混凝土地面，并调平工装平台。同时采用五排？覫100*5的无缝钢管在工字钢间进行纵向焊接连接，形成整体结构，以确保平台的稳固性，防止构件碰撞变形。

平台成型后，按照钢管拱的线型要求，结合工字钢的布置间距，计算出拱背线和拱胸线分别在每根工字钢上的位置坐标，在工字钢上焊接限位块，限位块上设置千斤顶，用以调节拱肋的线型。在拱胸和拱背处设置垂直方钢，方钢规格600*600*10mm（必要时设置斜向支撑，以克服水平推力，增加刚度），高度按拱肋宽度设置；下部焊接在工字钢拼装面上，焊接时需保证其垂直度。见图2。

2 钢管拱肋预拼装的工艺流程

根据工期要求，结合工厂实际，黄河特大桥钢管拱肋的拼装按照“3+1”式循环卧拼，即循环进行四个节段的卧拼，留下一个节段作为下一轮次匹配段，以确保全桥的对接质量。（表1）

3 质量检验与控制

3.1 焊接质量要求准朔线黄河特大桥钢管拱肋卷管直缝、对接环缝及组拼节点板横缝均为ⅰ级焊缝，焊接质量的高低直接影响大桥的使用寿命。因此必须严格制定焊接操作规程及工艺，对焊接坡口、焊条规格、型号、烘烤温度、电流大小、焊接顺序、工装夹具等影响因素实施控制；制定焊接工艺卡，坚持按焊接工艺施工。对焊接工人进行严格考合后方可上岗作业；当湿度大于80%、或风力大于四级、或雨雪天气、或环境温度低于0℃的情况下，采取有效保护措施方可施焊；按要求对杆件进行超声波探伤，且按比例进行射线探伤，同时根据施焊记录、材质证明书、探伤报告、力学性能报告等资料评定焊接质量。探伤资料须经国家认证的权威机构确认审核。

3.2 主控尺寸及允许偏差表（表2-4）

4 主要控制点

4.1 工装作为钢管拱拼装的基本设施，其制作要针对钢管拱的拼装特点进行关键点的控制，其制作精度的高低亦影响到钢管拱的预拼装精度，同时工装设计过程中需考虑其使用性能，增加必要的限位、顶推装置。

4.2 钢管拱肋预拼装是现场安装工况的模拟，是现场安装得以顺利实现的关键，必须严格把控好拼装过程的各项质量，以确保成形后工程的施工质量。

4.3 焊接质量是钢桥结构控制的关键，关系到结构的受力安全及使用寿命，须依照审核通过的焊接工艺评定做好过程控制，对焊缝外观、内部质量及力学性能进行检验检测，同必须做好焊后变形、残余应力处理工作。

5 结语

准朔线黄河特大桥是目前国内铁路双线拱桥跨度最大的一座钢管拱桥，该桥是准朔铁路的重点、难点和关键控制性工程，在准朔铁路全线起着跨越天堑、连通两岸的重要作用，具有科技含量高、工艺要求高、安全质量高、施工组织难度大等特点；拱肋预拼装是拱桥安装得以实现、成桥后线形及结构受力合理的关键，具有很大的实用性，是钢管拱桥施工的着重控制点；本文着重介绍了预拼装过程的前期技术准备、工艺流程、主要卡控项及尺寸允许偏差等相关内容，以期为同类项目施工提供借鉴。

参考文献：

[1]gb 50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》.

[2]tb 10212-2009《铁路钢桥制造规范》.

[3]jgj 81-2002《建筑钢结构焊接技术规程》.