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中承式钢管砼提篮拱桥施工技术探究

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【摘 要】本文就中承式钢管提篮拱桥施工中的筒节预制、焊接、组装方法及主拱的组装进行了详细的论述,以期今后能与类似工程的施工提供参考与借鉴,同时,也希望能和同行进行交流。

【关键词】中承式;钢管砼;提篮拱桥;施工技术

一、工程概况

该工程主桥采用跨径为336米的中承式钢管砼提篮拱桥,全桥拱肋上下弦管之间共设24道横撑,其中桥面以上18道X型横撑,桥面以下5道横撑,下弦管4道横撑为背靠背K犁横撑,采用φ920×16mm钢管。主拱肋φ1280×(20、22、24)和风撑等φ500×12~φ920×16钢管均为现场下料制作焊接管,其余为无缝钢管和钢板组成。每肋分段进行现场预制。

二、施工方法

1.筒节预制

(1)划线。根据图样及工艺流程卡,划出板料切割和加工的边界线,并考虑一定焊接收缩余量。

划线找直边应以长边为基准线,划线完毕应作好切割印记,打上冲眼标记。

(2)下料。对于板材的下料方法选用气割。选用机械是半自动切割机、开坡口时,需要留出合理的切割余量,在进行切割的过程中需要密切观察钢板的热变形和其它一些突况,以方便及时进行调整,确保切割后钢板的长、宽及对角线误差满足要求。最后卷制成形

2.焊接

焊接是桥梁制造中的关键工序,焊接质量的好坏对产品的质量有着重要影响,焊接必须遵循规范的要求,对每一个环节的工序需要进行严格的控制。焊工必须严格按焊接工艺施焊。施焊时,应在引弧板或坡几内引弧,禁止在非焊接部位引弧。焊缝应在引出板上收弧,弧坑应填满。引弧板和引出板材质应与被焊焊缝相同。为了控制变形量,应采用合理的焊接顺序。

3.组装方法

(1)风撑、腹杆和主拱直管段的组装。风撑、腹杆和主拱的组装根据工艺卡进行组装,但风撑和腹杆的相贯待主弦管组装完成后,经地样上测量和理论计算相吻合后再进行精确下料,并采用曲线切割机进行精密切割。风撑和腹管筒节环缝的组焊可采用立式倒装法和卧式组对法。

①风撑和腹管筒节环缝的两节间采用立式倒装法,以保证环缝的对口错边量、相邻筒节的同心度和简体的直线度。

②风撑和腹管筒节环缝的两小段间采用卧式组对法:并以待组对的两小段形成同向椭圆为原则,即长轴对长轴、短轴对短轴,进行环缝组对。

(2)主弦管两节曲管段的预制。用一张规格为20mm×2m×10m的钢板作为曲管段的预组装平台,平台用水平仪找平,要求不水平度小于5mm,按照节段组装工艺给出两节段的交角划出两简体水平投影线,把需要对接的两段钢管置于钢板面上,开好坡口。套好衬板,调整好接头间隙。用精确吊锤调整各段钢管水平方向两边与地上放样线吻合,对接头坡口进行除锈干净后,即可进行接头焊接打底,打底完成后吊至托轮上用埋弧进行填充等焊接工作。

(3)主弦管两节曲管段组装成8米长曲段的预制。用一张规格为20mm×2m×l00m的钢板作为曲管段的预组装平台,平台用水平仪找平,要求不水平度小于5mm,按照节段组装工艺给出两节段的交角划出两简体水平投影线,把需要对接的两段钢管置于钢板面上,开好坡口。套好衬板,调整好接头间隙。用精确吊锤调整各段钢管水平方向两边与地上放样线吻合,对接头坡口进行除锈干净后,即可进行接头焊接打底,用电焊盖面时必需两个焊工对称施焊,焊完l~2层填充层后,可将钢管翻转180度,以保证下面部分能焊接。起吊时控制好吊绳的捆绑位置,以免吊移过程中焊缝处弯矩过大影响焊缝质量。

4.主拱的组装

对各方面进行综合考虑,该桥分为三段放样,在每一大段焊接完毕后,再按设计要求的段节进行切割,每段切割下的400mm长的节段进行编号作为桥组装时包板用料,当按图分段后,各段之间保证不作任何移动,在两段间组焊连接法兰,连接法兰组焊完后方可分段吊移,组焊管内的加强筋,样能保证各段间相对尺寸,减少了拱段之间的预组装工序,提高空中组装精度。

试装平台的砼底板浇注完成并达到设计强度后,即可着于进行拱肋大样的场地放样工作。每一跨的拱肋钢管桁架相对于跨中是对称的,只需放出半跨拱肋和整个拱顶段钢管桁架大样即可。

(1)拱肋预制顺序。待先制作的拱顶部分钢管桁架完成后,将其吊离运至防腐作业场地,再进行两边跨钢管桁架的制作。其次进行半跨拱肋钢管桁架的制作,制作完成后将其吊离运至防腐作业场地,进行半跨拱肋钢管桁架的制作。制作完成后将各段用转向盘架调头,其吊离运至防腐作业场地。

放出钢管桁架大样后.为确保样线在砼地上永久保存,因此在每一铜节的变向两的水平投影线处用膨胀螺栓固定一块100×100的钢板将拱肋水平投影线引至钢板上,打上样冲并用油漆作上标记。

(2)钢管桁架的组装顺序。拱顶桁架的组装:首先对拱顶上、下弦管中心线一节钢管进行定位,用精确吊锤对该段钢管进行调整,使之水平方向两边与地上放样线吻合,将其定位,并用水平仪将杆上表面找平,用300×100×20成对斜垫铁找平,作为主拱顶段组装的标准杆件,上下标准杆件固定后,分两组向两边对称组对已预制好8米长的弧形杆件,调整好钢管切线与地样放样线相吻合,并采用相同的方法固定,并用水平仪将杆件将上平面找至与标准杆上表面标高一致,对接头坡口进行除锈干净后,即可进行接头焊接打底,为确保焊接时的变形最小,用电焊盖面时必需两个焊工对称施焊。当弦杆分别向两边组焊完二根成品弦杆时,腹杆组对组开始组装腹杆,腹杆只是点焊固定,待分别向两边组装至设计第二个分段点时,开始对腹杆进行焊接,焊接先从中心分别同时向两边焊接,先焊接峰向腹杆,再焊接斜腹杆,然后分段进行切割。

拱脚段桁架的组装:首先对拱脚上、下弦管中心线一节长6000mm的钢管进行定位,用精确吊锤对该段钢管进行调整,使之水平方向两边与地上放样线吻合,并将其进行定位,并用水平仪将杆上表面找平,用300×100×20成对斜垫铁找平,上下标准杆件固定后,依次向拱顶方向组装上下弦杆。向拱顶方向组装、焊接两个节段长度后开始组装腹杆,其余步骤同拱顶段的组装与焊接。

(3)拱顶段与拱脚段对口节段的预组装。拱顶段与拱脚段对口节段的预组装:根据弦管的节段焊缝位置,该段对口处在预制时必需预留组对活口,这对该两段往以后预组装中提供良好的组对条件,待拱肢段与拱顶段预组装时与拱肢段一起组对焊接。

三、结语

工程人员在对中承式钢管砼提篮拱桥进行施工时,一定要注意各个工序间衔接,做好施工过程的管理与协调工作,避免施工中发生一些不必要的事故给工程造成损失,同时施工时要尽量保护好环境,为争做优质工程而努力。

参考文献

[1] 杜越. 大跨度钢管混凝土提篮拱安装施工技术 [J]. 铁道标准设计, 2006.02.

[2] 卢家友. 郑西客运专线跨310国道提篮拱桥拱肋安装施工技术 [J]. 铁道标准设计, 2009.07.

[3] 郭玉平. 钢管混凝土提篮拱桥施工过程结构分析 [J]. 交通科技, 2011.01.