鋼管混凝土拱橋施工

歐光信

(貴州省交通建設(shè)咨詢(xún)監(jiān)理有限公司)

鋼管混凝土拱橋施工

歐光信

(貴州省交通建設(shè)咨詢(xún)監(jiān)理有限公司)

鋼管混凝土大多用于大跨徑中承、下承式拱橋或系桿拱橋的拱肋，拱肋截面一般有多種形式，多為圓管和圓管加腹板構(gòu)成的啞鈴形以及由弦管和腹管綁成的空間拱式桁架等，其中拱式桁架可用于特大跨徑的鋼管混凝土拱橋。鋼管混凝土拱橋施工的主要內(nèi)容是鋼管拱肋的制作、安裝以及管內(nèi)混凝土的澆筑，對(duì)無(wú)推力的系桿拱則有系桿的安裝等。

鋼管混凝土;拱橋;施工

1 鋼管拱肋制作

1.1 鋼管卷制和焊接

鋼板利用焰割機(jī)切割，應(yīng)將熱力影響寬度3～5 mm去掉。拱肋及橫撐結(jié)構(gòu)外表面均應(yīng)先噴砂除銹，按一級(jí)表面清理。鋼板卷制前，應(yīng)根據(jù)要求將板端開(kāi)好坡口，將鋼板送入卷板機(jī)卷成直筒體，卷管方向應(yīng)與鋼板壓延方向一致。軋制的管筒的圓度和對(duì)口錯(cuò)邊偏差均應(yīng)滿(mǎn)足相應(yīng)施工規(guī)程要求。焊接管筒的縱向縫形成直管。對(duì)焊成的直鋼管應(yīng)進(jìn)行檢查和校正，以確保組裝的精度。

1.2 拱肋放樣和拱肋段的拼裝

將半跨拱肋在混凝土地面上按1∶1進(jìn)行放樣。沿放樣的拱肋軸線(xiàn)設(shè)置胎架，在大樣上放出吊桿位置及段問(wèn)接頭位置以及混凝土灌注孔位置。

對(duì)用于拼裝的鋼管作除銹防護(hù)處理。對(duì)管內(nèi)要填充混凝土的上下弦管和腹桿管，管內(nèi)帶除銹(噴砂)，管外需除銹與防護(hù);對(duì)管內(nèi)不填充混凝土的各管，需對(duì)其管內(nèi)壁除銹并按要求進(jìn)行防護(hù)，管外則與弦桿在拼裝完后一起防護(hù)。

拱肋分段的長(zhǎng)度主要考慮從工廠到工地的運(yùn)輸能力。分段的長(zhǎng)度可以適當(dāng)變化，主要分段接頭應(yīng)避開(kāi)吊桿孔和混凝土灌注孔位置。當(dāng)采用汽車(chē)運(yùn)輸時(shí)，管段長(zhǎng)度約10 m左右為宜。分段拱肋運(yùn)至工地后，再在工地進(jìn)行放樣，將幾段拱肋拼成安裝的長(zhǎng)度。

焊接是鋼管混凝上拱橋施工最重要的一環(huán)。施焊工藝必須符合設(shè)計(jì)要求，并需按要求進(jìn)行外觀、超聲探傷和x光拍片檢查等。拱肋鋼管各管節(jié)的縱向焊縫應(yīng)互相錯(cuò)開(kāi)，而且將縱向焊縫全部置于兩肋板中間，以免外表面焊縫影響美觀。在拱肋一面焊接完成后，對(duì)其進(jìn)行翻身，以便焊接另一面，從而避免仰焊，確保焊接牢固。由于拱肋翻身是在未完全焊接情況下進(jìn)行，很容易造成拱肋結(jié)構(gòu)桿件接頭處的損壞，所以，必須正確設(shè)置吊點(diǎn)和嚴(yán)格按設(shè)計(jì)方案要求進(jìn)行翻身。

2 拱肋混凝上澆筑

鋼管拱肋內(nèi)混凝土灌注可采用泵送頂升澆灌法和吊斗澆搗法。泵送頂升澆灌法是在鋼管拱肋拱腳的位置安裝一個(gè)帶閘門(mén)的進(jìn)料支管，直接與泵車(chē)的輸送管相連，由泵車(chē)將混凝土連續(xù)不斷地自下而上灌入鋼管拱肋，無(wú)需振搗。采用吊斗澆搗法灌注時(shí)，在鋼管拱肋頂部每隔4 m開(kāi)孔作為灌注孔和振搗孔。混凝土由吊斗運(yùn)至拱肋灌注孔，通過(guò)漏斗灌入孔內(nèi)，由插入式振搗器對(duì)混凝土進(jìn)行振搗。灌注混凝土的配合比除滿(mǎn)足強(qiáng)度指標(biāo)外，尚應(yīng)注意混凝土坍落度的選擇。對(duì)于泵送頂升澆灌法粗集料粒徑可采用0.5～3 cm，水灰比不大于0.45，坍落度不小于15 cm;對(duì)于吊斗澆搗法粗集料粒徑可采用1～4 cm。為滿(mǎn)足上述坍落度的要求，應(yīng)摻入適量減水劑。為減少收縮量，可摻入適量的混凝土微膨脹荊。鋼管內(nèi)混凝土是否灌滿(mǎn)、混凝土收縮后與鋼管壁是否形成空隙往往是較擔(dān)心的問(wèn)題。采用小鐵錘敲擊鋼管聽(tīng)聲音的方法十分簡(jiǎn)單和有效。當(dāng)小鐵錘敲擊發(fā)出聲音有空隙時(shí)，采用鉆孔檢查，也可用超聲波進(jìn)行檢查。對(duì)有空隙部位進(jìn)行鉆孔壓漿補(bǔ)強(qiáng)。大跨徑鋼管混凝土拱橋，混凝土灌注可以分環(huán)或分段灌注，灌注時(shí)應(yīng)從拱腳向拱頂對(duì)稱(chēng)進(jìn)行。大跨徑拱肋灌注混凝土?xí)r應(yīng)對(duì)拱肋變形和應(yīng)力進(jìn)行觀測(cè)，并在拱頂附近配置壓重，以保證施工安全。

3 中承式和下承武拱橋系桿施工

無(wú)水平推力的鋼管混凝土拱橋均有系桿，下承式拱橋系桿的預(yù)應(yīng)力鋼束錨于拱腳，一般采用單跨形式。中承式系桿拱一般為三跨，系桿預(yù)應(yīng)力鋼束錨于邊跨拱肋端部。下承式系桿拱的系桿一般采用兩種形式，一種采用大尺寸的預(yù)應(yīng)力梁組成的剛性系桿，另一種僅由體外預(yù)應(yīng)力鋼束組成的柔性系桿。

對(duì)采用剛性系桿的下承式拱橋，系桿的施下方法與就地澆筑下承式鋼筋混凝上拱橋基本相同。

對(duì)采用柔性系桿的中、下承式拱橋，其系桿一般由預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)組成，外設(shè)PE套防護(hù)。系桿鋼束要穿過(guò)鋼管拱肋，因此拱肋在鋼束穿過(guò)處應(yīng)有預(yù)留孔道，一般預(yù)留孔道做成一只封閉的鋼箱。中承式預(yù)應(yīng)力鋼束需穿入邊孔端部拱肋鋼管，鋼束直接錨于鋼管端部斷面。下承式預(yù)應(yīng)力鋼束錨于拱腳后面的鋼筋混凝土錨固塊上。由于下承式柔性系桿的拱肋拱腳與橋墩剛性連接，橋墩需承受彎矩，為加強(qiáng)系桿錨固塊的強(qiáng)度，在錨固塊的垂直方向應(yīng)加預(yù)應(yīng)力鋼筋。柔性系桿的拱橋，結(jié)構(gòu)受力類(lèi)似于帶拉桿的剛架，結(jié)構(gòu)自身的抗推能力很小，這就要求施工中加載的數(shù)量和系桿預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉力基本平衡。因此柔性系桿拱橋的施工加載和系桿預(yù)應(yīng)力鋼束張拉及錨固塊垂直預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉必須嚴(yán)格按計(jì)算要求進(jìn)行，以保證結(jié)構(gòu)施工安全。根據(jù)施工加載各階段，系桿的預(yù)應(yīng)力鋼束和錨固塊垂直預(yù)應(yīng)力鋼筋也分階段、分批張拉。系桿鋼束全部張拉完成后，將拱肋和錨固塊預(yù)留孔壓漿封閉。

［1］ 陳寶春.鋼管混凝土拱橋?qū)嵗?一)［M］.北京:人民交通出版社，2002.

［2］金成棣.預(yù)應(yīng)力混凝土粱拱組合橋梁設(shè)計(jì)研究與實(shí)踐［M］.北京:人民交通出版社，2001.

［3］王庭英，金志展.鋼管混凝土橋梁鋼(管)結(jié)構(gòu)制造與安裝［M］.北京:人民交通出版社，2003.

U445

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1008-3383(2013)05-0127-01

2012-12-02

歐光信(1978-)，男，貴州臺(tái)江人，助理工程師。