钢管混凝土系杆拱桥施工技术

摘 要：钢管混凝土系杆拱桥造形美观、结构严谨、受力科学、经济合理,近年来在公路、城市桥梁建设中被广泛采用.但由于其技术含量高、工艺严格、工序繁多、施工难度大.本文作者根据自己多年来施工实践经验,主要对钢管混凝土系杆拱桥施工技术的若干问题进行了简要的阐述.

关 键 词：钢管混凝土；系杆拱桥；施工技术

1前言

钢管混凝土是将混凝土填充到钢管内形成的一种组合结构,钢管混凝土利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互制约,即钢管对混凝土的约束作用,使混凝土处于复杂应力状态之下,从而使混凝土强度得以提高,塑性和韧性性能大为改善.同时,由于混凝土的变形,使钢管亦处于复杂应力状态.通过二者的组合,能够充分发挥两种材料的优点,使钢管混凝土具有一系列优越的力学性能.钢管混凝土构件具有承载力高、塑性和韧性好、经济效益好、施工方便等四大优点.

目前,钢管混凝土系杆拱桥以其跨度大、结构轻、造型美、省建材等优点,被广泛应用于公路工程.尤其是近十几年来,我国修建了一大批大跨径钢管混凝土系杆拱桥,无论在工程规模还是施工难度上,都走在了世界的前列.本文主要针对钢管混凝土系杆拱桥施工技术的若干问题进行了初步探讨,以期为同类桥梁的施工提供一些借鉴.

2钢管混凝土系杆拱桥若干施工技术问题展开分析

钢管混凝土系杆拱桥是一种受力合理的桥梁,但也是一种施工精度要求很高的结构.钢管混凝土系杆拱桥的施工分为拱肋厂内加工、拱肋现场安装、钢管拱肋内部混凝土的压注、系杆及吊杆的施工、桥面悬浮结构的施工等几个部分.其中拱肋加工及安装的精度控制是桥梁施工的难点.

2.1拱脚的加工及安装施工技术

拱脚由系杆约束位移,主要承受拱肋的水平推力,施工精度要求高,内部结构复杂,施工难度较大.为加强内部整体结构的受力,设计中拱脚内部设连接板将拱脚分成了许多隔仓,隔仓内空间狭小,每个隔仓内分布有大量钢筋,施工时必须严密组织,明确施工顺序,确保拱脚质量.在拱肋的安装过程中,不可避免地要对已安装好的拱脚产生水平力,为防止拱脚不发生位移,施工中必须对拱脚采取临时固定措施.临时定位型钢固定在墩顶污工中,拱肋合拢后及时将临时定位措施拆除.在拱脚侧板上焊有四个吊耳,由长度相等的———副钢丝绳起吊,在拱脚顶部中心位置处设———倒链来调整拱脚的前后俯仰.由于拱脚体积较大,吊装过程中要注意方向的牵引.

2.2钢管拱肋的加工施工技术

供肋的加工分单管的制作、单管的拼组接长、上下管的拼组等几个步骤.根据拱肋的大样尺寸准备工作平台.在加工场地1：1预拼装平台,沿X轴方向设2m宽的基线台,长度比1/2拱肋长5m,定出原点坐标后,按照施工拱轴线做5m宽的拱肋拼装平台.平台的平整度直接影响拱肋横向轴线的准确,施工中平台的平整度控制在零误差.供肋所有管节均采用坡口焊缝,烘肋节段焊缝要与母材等强度,所有焊缝均应按照有关规定进行强度和外观检杏,主拱钢管拱肋焊缝应达到二级焊缝的标准,其中对接焊缝应100%进行超声波探伤.

2.3钢管拱肋的现场安装施工技术

钢管拱肋的现场安装施工技术首先要进行拱肋安装位置的测量控制.拱肋的标高测点设在拱肋上下管的中线上,通过测设上下管中线的标高来控制拱肋的标高.拱肋标高的调整可通过吊点前端所设倒链及拱肋支点处所设千斤顶调整.倒链用于较多量的调整,千斤顶则用于精确调整.供肋的横向位置同样采用设在供肋上下管的中线控制点测设控制,同时需测量设计吊杆位置,吊杆位置偏差控制在l0mm以内.调整供肋横向位置可通过吊装设备的横向摆动及烘肋两侧的地锚实现,为防止拱肋的扭动,在拱肋后端设有夹板,插入已安装好的拱肋中.当拱肋发生扔动时,调整夹板的厚度可转动供肋使供肋回复止确仿置.

2.4拱脚与钢管混凝土的灌注施工技术

钢管混凝土的特点之一是它的钢管就是模板,具有很好的整体性和密闭性,不漏浆、耐内压.一般情况下,钢管内部无钢筋骨架和穿心部件,管断面又为圆形,因此,在钢管内浇灌混凝土比一般钢筋混凝土容易,特别适合泵送顶升.但是,对管内混凝土的浇灌质量无法作直观检查,必须依靠先进的检测设备.

钢管混凝土应采用泵送顶升压注施工,由两拱脚至拱顶对称均衡地一次压注完成.管内混凝土的压注应连续进行,不得中断.除拱顶外不宜在其余部位设置横隔.钢管混凝土应具有低泡、大流动性、收缩补偿、延后初凝和早强的工程性能.为保证混凝土泵送工艺的顺利进行,对大跨径钢管混凝土拱桥,需按实际泵送距离和高度进行模拟混凝土压注试验.

2.5横、纵梁及槽型板的安装施工技术

横、纵梁与槽型板的安装施工顺序一般如下：（1）按设计先后顺序对称吊装中横梁,每一工况均进行相应的系杆张拉；（2）对称安装小纵梁,进行系杆的张拉；（3）对称安装槽型板,进行系杆的张拉；（4）小纵梁与中横梁湿接头的浇注,由于连接中横梁与端横梁的小纵梁一端简支或铰结,另一端与中横梁固结,为避免简支或铰结端与支座间产生间隙,因此中横梁与端横梁之间的小纵梁湿接头在所有桥面荷载加载后才能进行挠注；（5）桥面与槽型板湿接头的挠注.

每一工况均注意对拱肋的加载别称进行.每一工况施工均应采用电算方法对结构物进行线形及应力跟踪控制,以保证最终成桥后的线形,同时内部应力符合设计及规范要求.端横梁与拱脚混凝土同期挠筑,中横梁在桥下对位预制,采用跨墩龙门吊安装,中横梁的安装严格按设计顺序进行.另外,目前施工方法多种多样,还可采用千斤顶逐步顶升中横梁进行安装.采取什么样的施工方法,主要根据各方面因素综合考虑.

2.6系杆与吊杆施工技术

其施工流程一般为备料、牵引系统设置、下料、剥除索端PE护层、清洗钢续线表面油脂、系杆索及锚具安装、减振器安装、张拉、防护等步骤.其中,整个张拉过程以YCW500千斤顶进行,最后一次张拉调零时,如设计和监理工程师提出补张要求时,以比YCW500千斤顶大一级的千斤顶将索拉至所要求的拉力.同一孔两片拱肋张拉系杆同步进行,张拉端最后一次张拉时,力争保证最终6根索力的均匀性,6根索的伸长值误差不超过2%.施工过程中应加强温度监测,最终张拉时温度如不在设计张拉温度范围时应作温度修正.并且施工时,应由专门测量机构测拱脚位移,有异常情况及时通知.

3结束语

总之,钢管混凝土系杆拱桥的质量好坏直接影响着国家的经济建设,同时,也密切关系着广大人民的生命财产安全.作为钢管混凝土系杆拱桥的相关施工技术,只要相关人员保证每一个环节的质量检测,及时、积极的发现潜在问题,并预防处理混凝土施工中一些易发生的质量通病,就能最大程度的消除工程中的隐疾,搞好工程质量.上面本文主要从拱脚的加工及安装、钢管拱肋的加工施工、钢管拱肋的现场安装施工、拱脚与钢管混凝土的灌注施工、横、纵梁及槽型板的安装施工、系杆与吊杆施工等方面对钢管混凝土系杆拱桥施工的技术问题进行了初步探讨.只要我们在工程中加强各个环节的施工技术,就可以最大程度地保障钢管混凝土系杆拱桥的质量安全.