分節(jié)架設拱肋、分兩次連續(xù)泵送的下承式鋼管混凝土系桿拱橋施工工法

1、. 分節(jié)架設拱肋、分兩次連續(xù)泵送的下承式鋼管混凝土系桿拱橋施工工法 一前言鋼管混凝土結構在橋梁建設中的應用已有60多年的歷史，但在我國起步較晚，直到1990年，我國才建成第一座鋼管混凝土系桿拱橋四川旺蒼大橋（凈跨115米的下承式系桿拱公路橋），自此以后在我國發(fā)展迅猛。鋼管混凝土受壓時，由于鋼管對核心混凝土的套箍作用，使得核心混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而提高了混凝土的抗壓強度和變形能力，而內填混凝土又有效的增加了鋼管管壁的局部穩(wěn)定性，從而使鋼管和混凝土既發(fā)揮了各自的特長，又形成優(yōu)勢互補，使得這種組合材料具有強度高、塑性和韌性好、耐疲勞、抗沖擊等優(yōu)點。系桿拱橋因結構形式跨度、建橋處的水文、地質地形

2、地貌等因素的不同，施工方法各異，我們在省市大橋施工中，采用在縱梁上搭設分離式支墩并分節(jié)吊裝架設鋼管拱肋和從拱腳往上分兩次將混凝土連續(xù)泵送入鋼管拱內的施工方法，獲得了成功，經過總結和提高，形成本工法。二工法特點1 鋼管拱分小節(jié)段加工，在現場拼裝成較長節(jié)段，并分次吊裝于分離式支墩上，在空中焊接成型，空中焊接量小，縮短工期，且分離式支墩所用輔助器材少，易于搭設和拆除，節(jié)省費用，縮短工期。2無需大型吊裝設備，費用低。3拱肋線形較易控制。4拱肋內混凝土密實度較好，質量容易保證。三適用范圍 本工法適用于拱肋離地面不高，橋下無水或水面不寬、地基條件較好的公路、鐵路下承式無風撐鋼管混凝土系桿拱橋的施工，同時對

3、有風撐是或中承式、上承式系桿拱橋的施工，也可部分參照使用。四工藝流程及操作要點 （一）工藝流程梁底部支架的搭設及預壓 梁部鋼筋綁扎及其內預埋管道的安裝和拱腳段拱肋節(jié)的安裝 立模澆注縱梁和端橫梁混凝土并第一批預應力張拉 澆注中橫梁及其兩邊部分橋面板混凝土并第一批預應力張拉 搭設分離式支墩并分節(jié)吊裝架設拱肋成型 拱內混凝土的壓注 安裝并張拉吊桿 縱梁、橫梁預應力第二批張拉 橋面合攏段混凝土的澆筑及人行道挑壁混凝土的澆筑 吊桿調索（張拉） 拆除梁底部支架 拱肋的防腐涂裝。（二）操作要點 1梁底部支架的搭設及預壓。支架應根據其所承受的荷載進行設計并進行力學檢算，確保支架有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。搭設

4、前，整平場地（有水處可降水或導流）并壓實，地基密實度應滿足支架受力要求。用全站儀和經緯儀放出支架立桿位置控制線（點），開挖溝槽，放入支架立桿下分散力用的枕木（方木）或預制的鋼筋混凝土條（塊），回填溝槽并使之密實，確保枕木（方木）或預制的鋼筋混凝土條（塊）穩(wěn)固。開挖溝槽時，位置控制準確，溝槽底標高用水準儀嚴格控制在允許誤差（或立桿可調節(jié)范圍）以內。支架搭設時，再檢查枕木（方木）或預制鋼筋混凝土條（塊）頂的標高，如不符合要求時進行調整。按已放出的支架立桿控制線（點）和支架設計圖進行支架的搭設。按設計要求的預壓荷載對支架進行預壓。預壓采用就地取的土（砂）裝編織袋來進行加載，預壓時間為48h（從加載完

5、畢起計）。預壓完成標志：沉降基本穩(wěn)定，且每天（24h）沉降時不大于2mm。在加載過程中及時觀察，每天早、中、晚各觀察一次，觀測數據詳細記錄，預壓完畢后及時調整支架的沉降量。2梁部鋼筋的綁扎及其內預埋管道的安裝和拱腳段拱肋節(jié)的安裝。支架預壓完畢前，墩支座應安裝完畢，以加快施工進度。支座安裝應用儀器控制，確保位置及標高準確。在已鋪設的底模上用全站儀準確放出梁的邊線、軸線及縱梁吊桿預埋管的中心點，確保鋼筋、波紋管特別是吊桿預埋管位置的準確，波紋管和吊桿預埋管應固定牢固。 先綁扎梁部鋼筋，后綁扎拱腳鋼筋。梁部鋼筋應在梁部直接綁焊，不提倡先綁扎好再吊裝。 應按設計要求綁扎拱腳鋼筋，吊裝拱腳段拱肋節(jié)，并用

6、儀器控制，使之位置準確，并固定牢固。3 立模澆注縱梁和端橫梁混凝土并第一批預應力張拉。 縱梁混凝土宜從中間向兩邊澆注。因混凝土方量大，宜用泵送混凝土?；炷琳駬v時，振動棒不宜傷及波紋管，以免波紋管破裂漏漿，給后續(xù)施工造成困難?？v梁和中橫梁交接面，應用模板封閉。模板接縫處夾海綿條，模板宜涂刷脫模劑，以保證混凝土外觀質涂刷脫模劑，以保證混凝土外觀質量。拱腳處因鋼筋較密，應仔細澆注和振搗，確保拱腳處混凝土密實。拱箱頂部鋼板在澆注完其內混凝土后再焊接封閉，以利其內混凝土的澆注和振搗?？v梁和端橫梁的預應力張拉的開始時間，應按設計要求的其混凝土達到的強度及齡期雙向控制。第一批預應力應按設計要求的順序和行程

7、加載，并按施加力和伸長量雙向控制。出現異常情況及時處理。4 澆注中橫梁及其兩邊部分橋面板混凝土并第一批預應力張拉 此處的部分橋面板，為中橫梁兩邊（順橋向）一定距離內的橋面板，寬度由設計給出。立模前，將縱梁和中橫梁交接處模板拆除，并將該面鑿毛處理，澆注混凝土前，用水浸濕。在縱梁和端橫梁第一批預應力張拉完畢前，應支立中橫梁和橋面板除與縱梁連接處的模板以外其他模板，并綁扎完畢此部分橋面板鋼筋，以加快施工進度，張拉完畢后，封閉剩余模板，綁扎剩余的橋面板鋼筋。支立所要澆筑的部分橋面板側模，澆注混凝土。其他要點同3中述。 5搭設分離式支墩并分節(jié)吊裝架設拱肋成型在中橫梁第一批預應力張拉完畢前，應在縱梁上完成

8、分離式支墩的搭設，以加快施工進度。吊裝架設的每兩節(jié)段接口處設一支墩，支墩應有足夠的強度、剛度，為增加其穩(wěn)定性，橫橋向兩邊和順橋向拱腳側用纜風繩拉緊。支墩上縱橋向放置方木，在方木上橫橋向放置工字鋼，工字鋼上放置千斤頂。支墩的高度，應使該處拱肋的設計標高在千斤頂的可調高度以內。支墩頂應搭設工作平臺，作為架設拱肋準確就位及空中焊接作業(yè)用。平臺邊應搭設防護欄桿和安全網，以保證空中作業(yè)的安全。分節(jié)吊裝拱肋前，應在地面完成拱肋小節(jié)段的拼組，拼組完畢后的每一較長節(jié)段，線形符合設計要求。拼組時，拱肋應脫離地面足夠的高度，以便小節(jié)段接口底有足夠的焊接空間，為了節(jié)省材料和材料的重復使用，拱肋節(jié)段下可用方木垛搭設臨

9、時分離式支架，水平拼組為佳。方法為：小節(jié)段用吊車吊到臨時支架上，用吊車結合千斤頂、撬棒調節(jié)其位置和標高，用經緯儀和水準儀控制，線形與設計一致時，焊接每兩小節(jié)段之間的接口，完畢后，撤離吊車并對焊縫探傷。拱肋吊裝宜選在氣溫較低時進行（因溫度高時拱肋伸長較大），順序應為先兩邊后中間，最后為中間合攏段。每一節(jié)段就位時，用2臺經緯儀和1臺水準儀結合長卷尺，控制此節(jié)段的軸線、標高、里程與設計一致。每一節(jié)段吊裝準確就位后，橫橋向兩邊用纜風繩拉緊固定，接口臨時鎖固，至合攏段吊裝合龍成型后，在支墩上完成拱肋的空中焊接，再撤走合攏段吊車（其他節(jié)段接口鎖定后吊車即可撤走），并對焊縫探傷。6。拱內混凝土的壓注鋼管拱肋

10、的設計，多為柔性拱?；炷翂鹤⑶?，計算出拱肋在壓注過程中的理論變形情況，決定是否采用扣索調節(jié)?？缍炔淮蟮墓袄?，壓注過程中變形不大，加之混凝土壓注完畢的變形恢復及吊桿張拉后的變形，一般不設扣索。壓注前，也應計算出第二次壓注孔的位置，第一次壓注孔一般設在拱腳位置1.5-2.0m處。壓注孔處設壓注插管，與拱肋焊接，與混凝土泵管法蘭聯結，與拱肋成30傾角。拱頂設2排漿（氣）管，高度以能使拱頂混凝土密實為度（給拱頂增加的壓強p=hv;h-排漿（氣）管高度，v-混凝土的容重），一般高度以1-1.5m，直徑以2025cm為宜。 壓注開始前，移走支墩上拱肋底的千斤頂，使拱肋在壓注過程中豎向處于自由狀態(tài)。從拱腳

11、兩邊對稱壓注，至第二次壓注孔以下1m左右時停止壓注，關閉第一次壓注孔，換至第二個壓注孔繼續(xù)對稱壓注，要求接管迅速，盡量縮短時間。排漿（氣）孔冒出混凝土后，穩(wěn)壓2-3min，再短暫壓注，再穩(wěn)壓，如此4-5次，關閉第二次壓注孔，停止壓注。24h后割除壓注插管及排漿（氣）管，并將拱肋上其口用原割去的鋼板焊接封閉.壓注時間宜選在氣溫較低時進行,以免混凝土坍落度的損失、混凝土泵堵管以及混凝土特別是拱內混凝土的凝結速度加快,給壓注作業(yè)造成困難。壓注過程中,應嚴格控制混凝土的坍落度、泵送壓力，用錘擊法觀測混凝土到達的位置及密實情況，全過程監(jiān)測拱的線形變化及變形情況，出現異常情況及時處理?；炷翍獮槲⑴蛎浕炷?/p>

12、土，以補償混凝土的收縮。嚴格按照設計配合比拌料，坍落度一般為18-20cm。按設計要求進行x射線檢測混凝土密實度，有空隙處壓漿填充。分離式支墩不予拆除，并在拱肋下搭設其防腐涂裝工作臺支架或吊架。7吊桿的安裝張拉工作臺的搭設。搭設的防腐支架或吊架可作為安裝吊桿的上作業(yè)平臺，梁部底支架作為吊桿安裝及張拉的下作業(yè)平臺。拱內混凝土壓注完畢即可安裝吊桿。用吊車通過吊環(huán)鉤住吊桿上錨頭，吊至拱肋預埋管正下方，用手拉葫蘆配合將吊桿上錨頭穿過拱肋預埋管，安裝偏轉裝置和上端螺母。將吊桿下錨頭穿過縱梁預埋管，安裝偏轉校正裝置和下端螺母。安裝吊桿上、下減震器。 待拱內混凝土達到設計強度后，按設計要求的批次、順序、張拉

13、應力對吊桿進行張拉，同一縱梁的兩根要同步、對稱進行，張拉數據應詳細記錄。 安裝吊桿防水罩、錨具保護罩。8縱梁、橫梁預應力第二批張拉 張拉要點同第一批張拉。9橋面合攏段混凝土的澆筑及人行道挑臂混凝土的澆筑 這兩個工序可以顛倒或同時進行，視施工情況方便而定。 合攏段澆筑前，應對其底模再次頂緊，因澆筑中橫梁這道工序包括中橫梁兩邊部分的橋面板內容，因這部分橋面板混凝土收縮，在澆注合攏段時，混凝土漿滲入收縮的縫隙，影響橋面板底混凝土的外觀質量。同時應拆除完已澆的部分橋面板的側模、鑿毛并清理干凈。 人行道挑臂和橋面合攏段混凝土澆筑，同一般混凝土施工，不再述。10吊桿調索（張拉） 待橋面合攏段和人行道挑臂混

14、凝土達到設計強度后，按設計要求對吊桿第三次張拉調索，要點同7中所述。11.拆除梁底部支架。拆除過程應注意安全。12.拱肋的防腐涂裝 表面的清理：將拱肋表面油污、混凝土、焊疤等清理干凈，并用打磨機除銹，凹陷大于2mm的，用專用樹脂加入120%200%填料調成不可流動的糊狀物進行刮填至表面光滑流暢，要求附著牢固，固化后打至光順流暢。 按選擇的防腐涂裝工藝進行施工。要求表面光滑，顏色均勻，起到防腐效果。五主要材料（見表1） 主要材料 表1 序號 材料名稱 單位 數量 說明1 支架（墩）桿件 t 視具體情況而定2 20工字鋼 根 2根/支墩 長度同拱肋寬水平投影3 鋼絲繩 根 1 直徑長度按吊裝方案定

15、4 10纜風繩 根 5根/節(jié)口 長度視具體情況定5 枕木 根 視梁部底支架圖而定6 方木 m3 視組拼小節(jié)段數量及支架（墩）情況定六主要機械機具（見圖2）主要機械機具表 表2 序號 名稱 型號規(guī)格 數量 說明 1 罐車 6 m3 4臺 2 裝載機 950B 1臺 3 混凝土攪拌機 強制式 JDY500 3臺 4 吊車 12t、20t、50t 各一輛 5 混凝土泵 HBT60A-1406 3臺 其中一臺備用 6 電焊機 直流 3臺 7 電焊機 交流 8臺 8 鋼筋切割機 2臺 9 鋼筋彎曲機 2臺 10 千斤頂 普通油壓 2臺/支墩 噸位按拱肋分節(jié)重計算選用 11 千斤頂 YCW400-200

16、4臺 12 千斤頂 YCW250-200 3臺 13 千斤頂 YCW280-200 1臺 14 千斤頂 YDC240Q 1臺 15 油泵 ZB4/500 3臺 16 油泵 ZB10/320-4/800 1臺 17 手拉葫蘆 20t 3個/拱肋接口 18 手拉葫蘆 2t 1個 19 手拉葫蘆 1t 12個 20 卷揚機 5t 4臺 21 水泵 揚程60m 4臺 22 焊縫探傷儀器 1臺 23 測拱內混凝土密實度儀器 1臺 七勞動力組織（見表3）勞動力組織 表3序號 作業(yè)組 主要工作內容 人數 技術人員 技工 普工1 技術組 施工組織設計 測量定位、標高控制 6 2 資料管理、質量把關2 實驗組

17、混凝土配合比設計、混凝土強度 實驗、預應力筋及錨具 5 6 2 試驗、焊縫探傷、拱內 混凝土密實度檢查、原材料試驗3鋼筋組 鋼筋加工與綁扎制作和安裝 1 4 20 制作安裝預應力筋及管道4模板架子組 搭設支架墩、制作安裝拆除模板 2 12 205 混凝土組 混凝土的拌制、運輸灌（壓）注、 1 15 30 搗固養(yǎng)護 6張拉組 吊桿、梁體預應力筋的安裝張拉及壓漿 1 8 7拱肋組 拱肋小節(jié)段拼組、吊裝架設、焊接 2 6 八質量要求1 混凝土配合比除滿足強度要求外，拌制的混凝土還要有較好的和易性、流動性、 坍落度滿足要求。2 鋼筋、模板、水泥、粗細骨料、預應力筋、吊桿、張拉千斤頂、油泵、壓力表、錨具

18、、拱肋所用鋼板、防腐材料等原材料和機具設備的驗收、試驗與檢驗均按現行規(guī)范及有關規(guī)定進行。3 焊縫探傷、拱內混凝土密實度的測定、拱肋的線形控制、預應力筋及吊桿的張拉調索、拱肋的防腐涂裝等均被按現行規(guī)范及有關規(guī)定進行。九安全措施系桿拱橋施工，許多重要工序屬于高作業(yè)，除遵守“橋梁施工安全技術組規(guī)則”的有關規(guī)定外，還應注意以下幾點：1重要工序施工前，施工人員必須經過培訓。工作時間不得推搡打鬧，酒后嚴禁高空作業(yè)。2 施工用電必須設漏電保護器，以防漏電傷人。3 拱肋吊裝就位、拱肋混凝土的壓注，梁體混凝土澆注，必須有專人現場組織、指揮和協調。十工程實例省市大橋主跨為64M+64M+72M+64M+64M的下承式無風撐鋼管混凝土系桿拱橋，橋面寬28.9M。拱軸線為二次拋物線，矢跨比1/5。72M跨設吊桿13對，64M跨11對。