澜沧江特大桥中间转铰安装工艺控制

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摘 要 澜沧江特大桥全长528.1 m，主跨为上承式劲性骨架钢筋混凝土拱桥，计算跨径342 m。全桥钢管拱拱肋采用二次竖转施工，中间转铰的施工是全桥施工的关键技术之一，本文结合澜沧江特大桥中间转铰实际施工，来介绍二次竖转过程中，中间转铰定位安装施工方案、工艺流程以及施工中的关于质量控制方面的内容。本工艺施工方便，安全可靠，可有效的加快施工进度，减少成本投入。

关键词 二次竖转；中间转铰；施工工艺

中图分类号 U448.2 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）011-0108-03

1 工程概况

根据大理侧与保山侧不同的地势特征，中间转铰在两岸待转拱肋上设置的位置有所不同。

大理侧中间转铰设置在拱肋节点S12与节点S14之间；保山侧中间转铰设置在拱肋节点S17与节点S19之间。中间转铰由上、下两部分组成，上部分与下部分均由支腿（包括剪刀撑）、支腿钢管（内填C50微膨胀混凝土）、铰座组成。上铰和下铰通过销轴（φ300 mm）连接在一起。每侧上、下游中间转铰之间，采用横撑连接，从而成为一个整体。

中间转铰与拱肋的连接，通过高强螺栓与对应拱肋节段位置的节点板及拉杆，与中间转铰形成几何不变体系。中间转铰与拱肋部分节点位置，还设置了横撑钢管（φ600×16），以保证整个中间转铰的横向稳定性。

从工厂将中间转铰分块构件运输至工地组拼平台，按设计要求将分块构件组拼成下铰部分及上铰部分，利用80t缆索吊机分别整体吊装。

2 施工工艺

2.1 施工工艺流程（见图2）

2.2 中间转铰安装施工工艺

2.2.1 钢管拱调节至设计位置

在中间转铰以下钢管拱拼装完成后，利用山体支撑架、地锚、千斤顶、导链及钢丝绳，通过顶、拉两种方式，将钢管拱顶口调节至设计位置（测量钢管拱管口任意三个点，计算圆心坐标，与设计圆心做对比），误差≤10 mm。

钢管拱调节完成后，施工中间转铰下铰安装平台。

2.2.2 工厂内预拼、试转

严格按照图纸加工、制作中间转铰，控制变形。按部位及构件形式对分块构件进行编号。在法兰盘连接处做四个对位标记，并编号。上、下铰分别在场内组拼成整体，并调节成现场拼装角度后，将四个销轴中心点引至下铰座钢管上，做下测量标识点。

上、下铰分别在场内组拼成整体后，然后进行预拼，最后对中间转铰部分进行试转。转动时，检查转动过程是否顺畅，是否存在构件的变形等情况。

2.2.3 中间转铰现场组拼

根据工厂提供的编号，将中间转铰各部分构件在组拼场组拼，完全还原工厂模式，将上铰部分、下铰部分分别组拼。施工中，应注意法兰盘对接应严格按照工厂内标记进行对接。各部分连接均采用冲钉及工具螺栓连接，考虑中间转铰部分要求精度高，连接时，应上1/3冲钉及25%的工具螺栓，冲钉及工具螺栓应均匀分布在连接板面上。

将中间转铰下铰及上铰分别在组拼场组拼成整体并进行校正，测量中间转铰的结构尺寸，其结构尺寸与设计图纸误差应≤5 mm。

在结构尺寸符合要求后，对支腿及三角板进行焊接，焊接时应严格按照焊接工艺进行施工。

焊接完成后，将拉杆及节点板部分拆除（考虑缆索吊机吊重）。拆除拉杆及节点板之后，测量销孔，保证其四个销孔同心同轴。若不同心同轴时，及时调整。最后，将各连接钢管的法兰用高强螺栓进行施拧。将最终数据与工厂内测量数据对比。

2.2.4 节点板与拉杆2部分的安装

在钢管拱上测量放样节点板与钢管拱相交的设计点（只考虑边距与标高），计算出实际位置与设计位置的里程差值，并得到各位置节点板应割除的长度（里程为水平，割除长度考虑支腿角度，根据拉杆中心延长线割除）。按照计算出的数据，将节点板的多余部分在组拼场割除。

为便于顺利安装，吊装时，可将上弦节点板向内错开5个螺栓孔后吊至安装位置安装。利用下铰座支撑平台上的千斤顶（或导链），将节点板调节至设计位置，完成安装。最后，在千斤顶附近采用型钢抄垫，以确保结构安全。

2.2.5 下铰座安装

将下铰座整体吊装至安装位置，与节点板与拉杆2部分完成连接。对下铰座进行测量（利用下铰座上在工厂的标识点），全站仪控制里程及边距，水平仪控制标高。

利用下铰座支撑平台上的千斤顶调整标高，利用导链及千斤顶调整里程位置，边距误差≤5 mm时不予考虑。标高及里程误差应控制在2 mm内，其相对误差应控制在1 mm以内。

下铰定位完成后，交付焊接。焊接应严格按照施工工艺进行，并在每天的早上8点钟对下铰进行测量（直至上铰座安装），对比数据，得出偏位情况，从而控制施焊顺序，利用焊接变形来控制偏位情况。以保证下铰安装的精度。焊接完成后，方可进行下铰支腿部分高强螺栓的施拧（避免焊接变形对高强螺栓产生影响）。

2.2.6 中间转铰以上2个节段钢管拱（上弦）安装

将组拼好的钢管拱节段安装至拉压杆上部支架上，测量钢管拱的位置，并进行调整至设计位置。

由于保山岸XL37节段除了节点T20外，再无其他节点板，所以保山岸钢管拱拼装顺序为：SL36节段上铰安装拉杆1及节点板SL35节段腹杆安装XL36节段XL37节段。利用XL36节段对XL37节段进行定位。而大理岸XL10节段上除了T15节点板外还有T16节点板，可利用腹杆对XL10节段进行定位。

2.2.7 上铰安装

当下铰节点板焊接完成25%后，可进行上铰安装。首先，在下铰座销孔内壁涂上油脂，整体起吊上铰座至安装位置，利用缆索吊机将上铰与下铰座对位。对位过程中，会出现孔位偏差，应考虑将外侧两孔对位完成后调整内侧两孔。

对位偏差调整，可通过缆索吊机的四个吊钩调节，以达到上铰的顺利安装。也可通过导链及千斤顶对上铰水平位置进行微调，或通过千斤顶及上铰支架对其转动角度进行微调。

当四个销孔对位完成后，清理销孔内杂物，并在销孔四周及销轴上涂上油脂。安装销轴，完成上、下铰连接。安装销轴时，应注意销轴的插入方向及角度。插入时，宜采用撞钟法或者反力座千斤顶顶入法。销轴安装完成后，应立即安装销轴卡板。

2.2.8 中间转铰试转

在销轴完成安装后，进行试转。利用缆索吊机的四个吊钩，调整上铰角度，将其在设计转动范围内转动两次。并观察其转动是否顺畅，检查结构构件是否有变形等情况。试转过程应注意影像资料的收集。

试转完成后，应对上铰进行测量，通过上铰支架及千斤顶将其调整至设计角度。测量时，主控标高及里程，误差≤5mm，其相对误差≤1mm。

在上铰安装定位完成后，测量支腿与上弦钢管拱间的情况，并及时向组拼场反馈数据，组拼场根据前台反馈数据，仔细研究，确定上弦节点板修整割除的数据（应考虑6mm节点板与钢管拱间隙）。

2.2.9 节点板与拉杆1安装

在上铰座安装定位完成后，将节点板与拉杆1吊装至安装位置安装。测量拉杆1在下弦节点板上的延长线，对比节点板与下弦钢管拱连接设计位置，对比数据，确定下弦节点板割除数据，并现场割除（安装节点板与拉杆1部分时，应预先搭设下弦节点板高栓施拧及焊接工作平台）。

2.2.10 横撑2～4安装、焊接

在组拼平台上，提前先将横撑2～4进行组拼，并确定其结构尺寸是否与设计无误。待中间转铰安装、焊接完成后，分别将横撑2、3、4吊装至安装部位定位、安装、焊接。

2.2.11 内填混凝土施工

①浇筑孔与排气孔的确定。在转铰中部开设混凝土浇筑孔，两边各1个，浇筑孔的直径大小与混凝土输送泵管相同；转铰顶部设置排气孔，并将排气孔适当接高，以填充混凝土停止泵送浇筑后的回落空隙，排气孔既排出混凝土的气泡，同时也可排出浮浆。

中间转铰全部安装完成后，在上、下支腿中部适当位置（以施工现场实际情况确定）开φ125 mm浇筑孔及顶部开设φ10 mm排气孔。

②混凝土泵送管道布设。由于泵送浇筑混凝土，管出口压力较大，故临时插管需与转铰开设的浇筑孔焊接，与混凝土输送管采用泵机专用卡相连。

浇筑孔与输送管的连接通过短管和弯头实现。管外径与弯头及混凝土输送管相同，便于使用管卡连接，从而使混凝土泵送浇筑更加顺利。

③内填混凝土的浇筑。泵送时，先连接管道，管接头应十分严密，不得漏浆、漏水。利用混凝土泵泵送水泥沙浆至中间转铰位置，并保持泵送时前段管内存有砂浆柱，随混凝土泵送前进，逐渐湿润构件内壁。

泵送微膨胀混凝土，可分别从两边交替泵送，值班人员用锤击法确定混凝士在管内的位置，以此来严格控制结构内混凝土的对称浇筑，保持两端受力均匀。

泵送混凝土顶推水泥沙浆从排气口排出。排出时应放慢泵送速度，每次泵一下，停一下，至完全排出、挤出混凝土为止。

待混凝土强度达70%后，气焊割除临时插管，用原孔壁钢板封焊割除孔及排气孔。全部浇筑完毕后，利用人工检查是否存在空洞，如有则局部钻孔压浆处理。

④泵送要点。泵送前，有关的机械设备应全面检修，以确保连续泵送。

确保泵送不堵管的关键是控制好混凝土坍落度。砂、石料应取样抽检，合格后方可投入使用。泵送暂停时，为防止混凝土假凝堵管，每隔 2min～3 min应抽动一下泵的活塞。

3 质量控制

3.1 安装精度控制

3.2 焊接控制

本构件焊接要求为全焊透的一级焊缝。按照《钢结构工程施工质量验收规范》（GB 50205 2001）要求，采用超声波探伤进行内部缺陷的检验，超声波探伤不能对缺陷作出判断时，应采用射线探伤，其内部缺陷分级及探伤方法应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》GB11345或《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB3323的规定。

中间转铰上、下支腿节点部分与钢管拱肋间采用熔透焊接。焊缝必须达到一级要求。由于节点板焊缝长度长、板件厚，施焊后会产生收缩变形，主要体现在沿焊缝长度方向和横向收缩。为了防止出现较大的焊接变形，必须采取措施进行控制。

为了保证节点焊接完成后，收缩变形能够满足中间转铰的安装精度要求，必须采用对称施焊的顺序，具体操作如下：

1）中间转铰下铰安装定位完成后，测量组复测销孔同心同轴情况，定位准确无误时上、下游铰座支腿节点板同时施焊，通过气保焊打底走两道。

2）完成之后测量组复测同心满足要求，再将每道焊缝走两道。待上铰座安装完成后，将其对称满焊。上铰座支腿节点板焊接顺序同下铰座。

3）如果节点板焊接两道焊缝后，测量组复测销孔同心同轴不能满足要求，根据中间转铰轴心偏位情况确定焊接顺序，焊接变形的调整范围小于6mm。

4）焊接顺序的确定方法是：要保证纵向焊缝能够自由收缩。如焊对接焊缝，焊接方向要指向自由端。即如果某一支腿往大里程方向偏位，就将该支腿小里程节点板焊缝两道，让其向小里程收缩变形，待冷却收缩后，测量轴线数据复核是否达到设计要求。满足要求后进行满焊。

3.3 内填混凝土质量控制

3.3.1 混凝土的质量要求

①设计强度为C50微膨胀混凝土。

②内填混凝土不能出现断缝、空洞。

③混凝土不能与构件侧壁分离、脱粘。

④混凝土具应有一定的缓疑时间。

3.3.2 混凝土配合比的设计

设计采用强度C50微膨胀混凝土，既要满足设计规范要求，又要满足施工方面的要求，施工配合比必须具有2个要点：

①使构件内混凝土不与构件侧壁分离、脱粘，混凝土必须具有收缩补偿性能，即微膨胀性，在混凝士中掺加水泥用量8%的膨胀剂，膨胀剂的加入可使构件内混凝土产生0.2～0.3MPa的预应力，可抵消混凝土在硬化过程中产生的收缩应力。

②由于采用泵送施工工艺，钢管内无法振捣，因此要求混凝土具有：低气泡，高流动性，良好的和易性和高性能的自密实混凝土。

3.3.3 内填混凝土质量检查

①敲击听音法：通过敲击声音的变化，可以检查出浇筑混凝土与构件内侧壁间的空隙，这是目前最常用的方法之一。

②超声波检查法：超声波检测的主要目的是检查构件内混凝土是否均匀、混凝土与构件是否密贴、内填混凝土是否存在空洞和冷接缝以及强度是否达到设计要求。为了能对内填混凝土质量作出正确的评价，超声检测布点采用随机抽样布点，要求做到具有代表性，对可能产生缺陷的部位应适当增加测区，同时，对在泵送混凝土浇筑中出现堵管的管道进行重点探测。

4 结束语

澜沧江特大桥是大瑞铁路的控制性工程，地形条件险峻，地质情况复杂，常年风速较大，在这样恶劣的条件下，采用本方案对中间转铰进行施工为今后的顺利竖转起到了关键性作用。同时，为中间转铰定位的精度提供了保证。澜沧江特大桥中间转铰安装工艺控制可为后续同类桥梁施工提供借鉴。

参考文献

[1]新建铁路大理至瑞丽线《澜沧江特大桥施工图（第七分册：钢管拱拱肋补充图）》.

[2]中华人民共和国行业标《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415-2003 J286-2004）.

[3]中华人民共和国国家标准《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）.

[4]中华人民共和国国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）.

[5]中国工程建设标准化协会标准《钢管混凝土结构设计与施工规范》（CECS28：90）.

[6]中华人民共和国国家标准《钢管混凝土工程施工质量验收规范》（GB50628-2010）.