淺談系桿拱橋拱肋安裝架設

摘要：通過對96m系桿拱橋拱肋施工要點、施工過程中技術問題的分析，從施工方法進行論述，提出了保證作業人員的施工方法，達到了保證施工速度和施工人員安全的效果，保證施工順利進行。

關鍵詞：拱肋吊裝 安裝方案 施工程序

改沈丹乙線太子河特大橋1-95.7m簡支系桿拱橋，梁全長98m，計算跨度為95.7m，矢跨比f/l=1：4.98475，拱肋立面矢高19.2m。拱肋在橫橋向內傾8°角，成提籃式樣，拱頂處兩拱肋中心距8.058m。拱肋橫斷面采用啞鈴型鋼管混凝土等截面，截面高度2.5m，鋼管直徑為Φ1000、壁厚20mm，由鋼板卷制而成，每根拱肋的兩鋼管間用16mm厚度腹板連接，兩腹板間設置拉桿與腹板先栓接最后焊接。拱管內灌注C50補償收縮混凝土。兩拱肋間設一道一字撐和四道K撐，一字撐管徑Φ1000壁厚12mm，斜撐拱肋管徑Φ800壁厚12mm。拱肋與橋面靠吊桿相連，共設吊桿34根，吊桿間距5m。橋面寬17.5m。

每根拱肋由9個制作段組成，運至現場焊接成一體。如圖1：

1 拱肋安裝工程量

全橋安裝工程量包括：拱腳GL1(4段)、GL2-GL8(各2段)、橫撐(5根)、斜撐(8根)、下錨箱(34個)，總重量約416噸。詳細劃分見下表：

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2 施工進度

拱腳安裝計劃15天，其它拱肋節段安裝計劃20天。

3 安裝方案

3.1 施工前準備

3.1.1 施工場地的處理

由于本橋緊鄰既有鐵路線，故運梁車、吊車將占位于支架一側（遠離鐵路線側）進行現場運輸和吊裝作業。因此，拼裝支架一側約需15m寬作業通道要碾壓平整并夯實，滿足現場施工作業條件，地面吊裝作業時設置圍擋將施工區域與行人、車輛分開。

3.1.2 主要設備、機具選用及要求

本工程采用在地面直接占位吊裝，吊裝桿件最重約45t，需要配置200t履帶吊1臺、50t汽車吊1臺用于現場桿件安裝，或根據實際情況選用。

準備拼裝用32t、50t機械千斤頂、導鏈、撬棍、施焊設備、涂裝設備等若干。見主要設備機具配備計劃表。

3.2 臨時支架搭設

本橋采用鋼管立柱支架，搭設原則為：在每個拱肋拼接口處兩側搭設Φ400×10的鋼管立柱，立柱中心距為2800×2200mm，全橋共搭設8組此類支架，每組橫橋向相對應的支架用2根∠100×10連接，縱向采用導鏈連接，每組支架立柱之間采用角鋼作為斜撐，這樣，所有支架便形成一個穩定的框架結構。

為方便操作人員施工，在每組鋼管立柱上，焊接供人員上、下用的爬梯。

3.3 安裝順序

從兩端拱腳開始向中間進行安裝，最后在跨中合龍。

拼裝順序：拱腳→拱肋→橫撐→斜撐。

3.4 桿件吊裝、拼裝

系桿拱架設應符合《鐵路橋涵施工規范》（TB10203-2002）的有關規定。拼裝架設前，應對橋墩、墊石頂高程、中線及跨距進行復測，偏差在規范允許范圍內方可架設，在橋臺上放出橋梁中線和端線。

安裝架設拱腳位置四片拱肋，在進行拱腳定位時，從底模板上搭設定位支架。

如圖2：

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每片拱肋安裝從兩端向中間對稱進行吊裝就位，在支架上拼成節段整體后進行焊接。合龍段吊裝前焊接所有環縫，最后完成合龍段的安裝。合龍段安裝前，主橋面鋼梁形成整體后，應進行合龍段安裝前的觀測，在合適溫度的情況下，確定合龍段長度，完成配切、吊裝就位。

3.4.1 吊裝

用200t履帶吊按安裝順序依次進行吊裝，吊機或按實際情況選用。梁車貼近支架順橋而站。吊裝前檢查每段拱肋的幾何尺寸、焊接質量、表面防腐、預拼情況及接口處的標識，并將拱肋上口進行包封，防止異物落入管內，確認準確無誤后方可進行吊裝。拱肋吊裝就位后，應立即進行校正，并采取臨時固定措施以保證鋼構件的穩固性。

吊裝桿件時，使用專用吊具起吊，使拱肋和橫撐等保持水平，用經緯儀、水平儀測量控制中心距、拱度、軸線。拼梁過程中必須隨時測量鋼梁中線、水平、拱度等的偏差值并采取相應措施使之保持在規范允許誤差范圍內。桿件拼裝過程中每拼完一段就需要測量、調整一次，合格后再拼裝下一段，由兩端向中間按順序進行。

3.4.2 拱肋拼裝要求

梁段落梁后，當用千斤頂頂起梁段時，須在千斤頂頂面上加墊一塊14mm厚以上弧形鋼板，以避免千斤頂直接作用對梁體造成損傷和產生局部變形。

梁段吊裝到支架上后，應首先進行梁段間的幾何尺寸調整，調整合格后方可焊接，調整的主要內容包括：

①確保拱肋中心軸線與設計中心線重合；鄰節段對口偏差≤2mm（對應板件間）。

②拱肋平面直線線形及豎向曲線線形符合設計和安裝高程要求。

③拱肋各段調整合格后必須用馬板點焊定位。

④拱肋各組段焊接完成后，切除馬板，弧坑處補焊、磨平。

拱肋安裝、焊接、調整完成后，拱肋幾何尺寸的允許偏差應滿足拱肋安裝合龍的技術要求：

①拱肋高程（該階段的設計值）偏差應小于+10mm，-10mm，對稱點高差不大于20mm。

②拱肋接頭焊縫錯臺不大于2mm。

③拱軸線長度誤差△≤20mm。

④拱肋橫向偏位：拱頂（≤16mm），L/4處（≤15mm）。

⑤吊桿長度偏差±10mm。

⑥吊桿孔水平間距誤差：±3mm。

4 拱肋焊接

4.1 一般要求

焊接必須嚴格執行針對此工程編制的焊接工藝文件。優先選用CO2半自動焊的焊接方法，環口對接采用背面貼鋼襯墊單面焊雙面成型工藝。按規定焊接順序、焊接方向施焊，綜合控制焊接變形。本橋工地焊接均不須預熱，但在溫度低于5℃情況下施焊時，為保證焊接質量，焊前對待焊區域預熱50℃以上，焊接過程中應注意保溫，當因故中斷施工時，重新焊接前需預熱50℃以上。

焊接設備控制：保證電焊機、CO2流量計、烘干箱等設備的計量指示準確，保溫筒保溫良好。焊接電源前配備SBW-225穩壓器，保證電源輸入電壓穩定。

焊接材料：焊接材料必須具有合格產品質量證明書，并經復驗合格后方可使用。焊條必須按規定烘干后使用，嚴禁使用藥皮脫落焊條、生銹焊絲。手工焊接時，必須隨身攜帶保溫筒，且不得敞口使用。CO2氣使用前必須將氣瓶倒置，按規定放水、放氣處理，以保證氣體純度。

焊接人員控制：焊工必須持證上崗，從事其證書規定范圍的焊接操作。

焊接過程控制：焊接前接口處30～50mm范圍進行打磨，不得帶銹、油污焊接，多層焊的每一道焊完后必須將熔渣及缺陷清除干凈，并經確認無裂紋等缺陷后再焊下一道。

施焊環境：焊接作業的環境溫度不宜低于5℃，其相對濕度不大于80%。室外焊接必須在防風、雨、雪的設施內進行。鑒于工程進度要求，當溫度低于5℃時，可在焊縫區設防風保溫罩。

4.2 焊縫檢驗

所有工地焊縫必須在全長范圍內進行外觀檢查，不得有裂紋、未熔合、夾渣、未填滿弧坑和焊瘤等缺陷。

工地焊縫應在焊接24小時后進行無損檢驗，檢驗前必須校對檢驗儀器的靈敏度，保證儀器正常使用。其焊縫質量要求和無損檢驗標準見下表。

工地焊縫質量要求及無損檢驗標準

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5 表面涂裝

全橋拱肋面漆全部在工地進行涂裝。待工地焊縫、焰切修整表面及對于運輸、安裝過程中造成的劃傷等，按要求補涂后進行全橋面漆噴涂。

工地涂裝應嚴格按照本橋涂裝工藝規程進行涂裝。并符合下列要求：

①采用高壓無氣噴涂工藝。

②控制空壓機的空氣壓力，提供無油無水的清潔壓縮空氣。

③油漆檢驗：粘度、密度、固含量、耐磨性、硬度、附著力符合相應標準；磨料烘干；油漆出廠18個月后不得使用。

④油漆未熟化前和超過混合使用期后均不得使用，控制油漆中稀釋劑比例≤5%。

⑤涂裝作業的環境溫度在5℃以上，室內相對濕度≤80%，室外≤90%。避免結露涂漆，鋼板表面溫度高于露點溫度3℃以上。控制作業環境空氣的清潔度。作業照明要求清晰、均勻、無陰影。

⑥涂裝外觀檢查：漆膜連續平整，無流掛、針孔、氣泡裂紋等，顏色按色卡。