广元嘉陵江双线特大桥合拢段、钢管拱施工方案--2011-7

0 新建新建兰兰渝渝铁铁路引入重路引入重庆庆枢枢纽纽工程及广元地区相关工程站前工程及广元地区相关工程站前 施工施工总总承包代建站前施工承包代建站前施工 2 标标 DK582 900 DK594 352 段段 广元嘉陵江双线特大桥广元嘉陵江双线特大桥 连续梁现浇段 钢管拱施工方案连续梁现浇段 钢管拱施工方案 编编制 制 复核 复核 审审核 核 中铁八局集团有限公司兰渝铁路工程指挥部中铁八局集团有限公司兰渝铁路工程指挥部 二二 一一年七月八日一一年七月八日 0 目目 录录 一 工程概况一 工程概况 1 二 二 现浇现浇段施工段施工 2 一 一 现浇现浇段施工主要工序段施工主要工序 2 二 建立施工 二 建立施工现场现场的温度的温度场场关系关系 3 三 三 边边跨跨 4 7 号墩支架搭号墩支架搭设设 4 四 四 现浇现浇段支架段支架预压预压 4 五 五 边边跨合跨合拢拢段模板 段模板 钢钢筋及筋及临时临时骨架安装骨架安装 5 六 合 六 合拢拢段施工段施工 7 七 位移 七 位移观测观测 7 八 八 锁锁定定 7 九 混凝土 九 混凝土浇浇筑筑 7 三 三 钢钢管拱安装管拱安装 9 一 一 钢钢管拱构造管拱构造 9 1 主拱拱肋 主拱拱肋 9 2 横向 横向风风撑撑 9 3 节节段概况段概况 10 4 制造工 制造工艺艺 10 5 涂装工 涂装工艺艺 19 6 质质量量检验检验 21 7 构件运 构件运输输 24 二 安装方案 二 安装方案 24 1 安装方案 安装方案简简述述 24 2 临时临时墩墩设计设计 24 1 1 3 临时临时墩安装施工墩安装施工 25 3 拱肋吊装施工 拱肋吊装施工 26 4 拱肋混凝土的灌注 拱肋混凝土的灌注 29 5 拱肋 拱肋连连接接 K 撑撑 以及中点以及中点处处 I 撑撑 吊装施工吊装施工 38 三 主要材料及三 主要材料及设备计设备计划划 40 一 机械一 机械设备设备 41 1 连续连续梁施工主要机械梁施工主要机械设备计设备计划表划表 41 2 钢钢管拱施工主要机械管拱施工主要机械设备计设备计划表划表 42 二 二 连续连续梁主要材料梁主要材料统计统计 42 四 人四 人员组织员组织安排安排 43 一一 主主要要劳劳动动力力配配置置表表如如下下 43 五五 质质量量目目标标及及保保证证措措施施 44 一一 工工程程质质量量目目标标 44 二二 质质量量保保证证措措施施 44 六 工期六 工期计计划划 44 七 安全保七 安全保证证措施措施 46 一 安全保 一 安全保证证目目标标 46 二 二 安全保安全保证证措施措施 46 八 施工八 施工环环保 水土保持措施保 水土保持措施 49 一 一 环环境保持措施境保持措施 49 二 防止水 二 防止水污污染措施染措施 50 附件 附件 51 一 一 4 7 号支架螺旋管平面布置号支架螺旋管平面布置图图 51 二 二 钢钢管管桩检桩检算算报报告告 53 2 三 三 钢钢管拱安装支架管拱安装支架总总体布置体布置图图 56 四 广元嘉陵江双四 广元嘉陵江双线线特大特大桥钢桥钢管拱安装工期横道管拱安装工期横道图图 57 0 一 工程概况 本工程为新建铁路兰州至重庆线广元嘉陵江特大桥 82 172 82 m 双 线预应力混凝土连续梁 拱组合桥 中心里程为 DK588 471 4 对应桥墩号 为 4 7 线间距 S 4 4m 按时速 200 公里客货共线铁路标准设计 4 7 墩连续梁侧采用 TJGZ LX Q10000 ZX 0 15g 250 TJGZ LX Q10000 DX 0 15g 250 TJGZ LX Q10000 ZX 0 15g 100 TJGZ LX Q10000 DX 0 15g 100 型球形钢支座 支座高 23cm 支承垫石 h 44cm 支 座及垫石组合高度均为 70cm 支座与垫石间设 3cm 厚 M50 水泥砂浆 主桥 采用 先梁后拱 施工方法 本桥上部形式为 82 172 82 m C55 预应力混凝土连续梁 拱组合桥 梁体为单箱单室 变高度 变截面箱梁 梁体全长 337 8m 中跨中部 20m 梁 段和边跨端部 6 9m 梁段为等高梁段 梁高 4 5m 中墩处梁高为 10m 其余 梁段梁底下缘按二次抛物线 Y 5 5 X2 712 4 5 m 变化 其中以 5 号或 49 号 截面顶板顶为原点 X 0 71 m 轨底至梁顶高度为 0 7m 箱梁顶板宽 13 0m 中支点处顶板局部加宽为 15m 箱底宽 9 8m 全桥顶板厚度为 45cm 或 63cm 底板厚 47 100cm 在梁高变化段范围按抛物线变化 边跨端块处 底板厚由 47cm 渐变至 80cm 腹板厚 60 105cm 边跨端块处腹板厚由 60cm 渐变至 100cm 按折线变化 梁体在支座处设横隔板 全联共设 4 道 横隔板 横隔板中部设过人孔洞 全桥共分 87 个梁段 中支点 0 号梁段长 16m 一般梁段划分为 2 5m 3 0m 3 5m 4 0m 4 5m 中跨合拢段和边跨合 拢段长 2m 边跨现浇段为 4 9m 拱肋计算跨度 L 172 0m 设计矢高 34 40m 矢跨比 f L 1 5 拱轴线 采用二次抛物线 拱肋为钢管砼结构 采用等高哑铃形截面 截面高度 1 1 3 1m 拱肋弦管及缀板采用 Q345qD 钢 拱肋弦管直径 1 1m 由 20mm 24mm 厚的钢板卷制而成 弦管之间用 16mm 厚钢缀板连接 拱肋弦管及缀板内填充 C50 微膨胀砼 两榀拱肋间横向中心距 11 2m 拱肋钢管在工厂制作加工后 运至现场拼装 每榀拱肋划分为 18 运输 节段 不含预埋段 合拢段 嵌补段 运输节段最大长度小于 15m 每榀拱 肋上下弦管分别设一处灌注砼隔仓板和 36 道加劲钢箍 腹板内设 4 处灌注 砼隔仓板 沿拱轴线均匀设置加劲拉筋 加劲拉筋间距为 0 5m 两榀拱肋之 间共设 9 道横撑 其中拱顶横撑为 一 字型 其余 8 道为 K 型撑 吊杆顺桥向间距 8 0m 两侧共设 2 9 1 19 根吊杆 吊杆采用 PES FD 7 109 型低应力拉索 平行钢丝索 吊杆配套采用 OVMLZM7 109 型冷铸 镦头锚 拱肋一端为张拉端 灌注梁体砼将挡碴墙与梁体砼一同灌注 挡碴墙每 2m 左右设置 2cm 断缝并以油毛毡填塞 二 现浇段施工 一 现浇段施工主要工序 2 边跨合拢施工流程图 二 建立施工现场的温度场关系 温度对边跨合拢段施工影响很大 合拢前必须建立施工现场的温度场 在施工到 19 号节段时 派专人连续 7 天每天每隔 1 小时对施工现场温度 进行观测记录 并测定梁体标高和方向的变化情况在现场监控组的指导下 确定合拢段梁体高程及具体时间 精确测定 20 合拢段两端的绝对高程及 平面位置 以确定它们是否在规范允许范围内 测量时间尽量选在夜间温 度较低时进行 消除日照及温差的影响 确保合拢精度 N43 N46 3 3 三 边跨 4 7 号墩支架搭设 4 7 号墩支架计划采用 14 根 600 10mm 螺旋管作为悬臂段模板支架 见附件 01 在螺旋管上延横桥向设 2 组 56B 2 工钢间距 1 5 米作为分配 梁 在 56B 工钢上延顺桥向设 30B 工钢间距 0 6 米作为碗扣平台基础 4 号 墩螺旋管底标高为 462 610 米顶标高为 485 910 米 立柱净高为 23 30 米 7 号墩螺旋管底标高为 458 100 顶标高为 484 900 米 立柱净高为 26 80 米 支架搭设具体要求如下 1 4 7 号墩 1 5 螺旋管底部钢板四角与承台砼锚固长度不小于 0 20 米 2 螺旋钢管的垂直度偏差小于 0 03 米 螺旋管管顶标高偏差 5mm 3 0 号和 13 号螺旋管高出其他管 0 56 米 4 螺旋管水平加固连接采用 I20B 工钢焊接必须水平 连接工钢与螺旋 管的焊接饱满必要时增设加强板 5 为增强钢管的抗倾覆力 利用墩身原有的拉杆孔每 8 米范围内必须 与桥墩连接一次 每层连接点不小于 3 处 6 在 7 号墩上游侧为抗洪水增设螺旋钢管一根 7 安装现浇段模板时需在模板底面设置纵向可滑动设施 见附图 四 现浇段支架预压 20 号现浇段支架预压采用千斤顶反拉的方式进行 在 7 号墩小里程侧 承台基础上预埋 10 组吊环 每组吊环由单根 2 75 米长的四根 25 圆钢吊 环组成 见平面布置图 01 在钢管支架上设置 10 组千斤顶 经计算支架总 荷载为 260 吨 计划每组千斤顶张拉 26 吨 张拉按照 5 级张拉要求进行 每组张拉后持荷 5 分钟 在张拉过程中对支架进行弹性变形和塑性变形进 行测量 分析支架沉降关系在现场监控组的指导下确定现浇段底模模板标 高 对 4 7 号墩支架进行的预压消除了支架的非弹性变形 卸载时按照加 4 载过程进行并进行沉降观测确保施工安全 安装 4 7 号墩支座时将支座进行临时锁定 由于 7 号墩支座设计为纵 向移动支座 并按照设计要求设置纵向预偏量 利用钢管支架浇注 21 号节 段砼 五 边跨合拢段模板 钢筋及临时骨架安装 在支架上安装模板和钢筋 模板采用大块的厂制钢模进行 在现场进行 试拼合格后再进行安装 现浇段钢筋的安装顺序为 绑扎底板底层钢筋网 腹板箍筋 第一层 横隔板钢筋网 底板第二层钢筋网 腹板纵向钢筋 横 隔板内横向钢筋 安装竖向粗钢筋 安装横隔板内横向粗钢筋 腹板 横 隔板内架立钢筋 绑扎腹板箍筋及横隔墙竖向钢筋网 绑扎顶层钢筋网 安装纵向预应力管道及横向预应力束 绑扎表层钢筋网 绑扎桥面预埋钢 筋 在施工边跨 20 梁段时 在箱梁顶板 底板顶面预埋临时锁定钢板 钢 板采用 Q235 钢长度为 50cm 宽度为 50cm 厚度为 20mm 在顶板和底板的 顶面分别设置 3 组 见附图 固结梁 合拢前先将连接骨架预埋件钢板安装 在 21 号和 19 号节段中并单端焊牢 在确定锁定具体时间后快速对构件进 行焊接 5 5 锁定钢板预埋布置如图 单位 cm 桥 梁 中 线 边跨现浇段截面图 锚固钢板 双排30B工钢 锚固钢板 边跨合拢段 边跨现浇段 19号节段 20号节段 21号节段 兰 州 重 庆 边跨现浇段固结装置布置图 6 六 合拢段施工 合拢前对梁体标高随温度变化情况进行观测 对采集的数据进行分析 最后根据分析结果确定最佳合拢时间 选择原则 一天中最低气温 12 22 之间 温度变化幅度最小时段 且在未来的 3 天内均不会有较大的温 度变化 温度变化幅度在 10 以内 合拢段施工在该年的 9 月 日平均气温 为 18 25 气温最高时段是在 14 00 温度最低时段为凌晨 0 4 00 且 前后 9 个半小时气温保持恒定不变 均为 20 其合拢段施工计划安排在 凌晨 2 点开始 气温约 17 七 位移观测 在 4 7 墩上各设置一台水准仪 以观测边跨 20 梁段端面在梁顶产生 的竖向位移 另在 4 7 墩上以及边跨 20 梁段上各设一固定点 用卷尺测 定边跨 20 梁段在浇注时是否产生的水平位移 八 锁定 确定浇注连续梁边跨现浇段后 在当天温度最低时 凌晨 2 00 时 4 00 迅速 对称地对连接锁定构件进行锁定 采用 6 组 30B 工钢作为 刚性梁与 19 号和 21 号节段预埋钢板密贴并焊牢 并作好标记随时进行变 形观测 连接钢板截面图 30B工钢 200 250 20连接钢板 焊缝 焊缝 25螺纹钢筋 锁定结构预埋件大样图 7 7 九 混凝土浇筑 整个箱梁混凝土浇筑高度达 5 0 米 梁段均需一次性连续不间断浇筑 完成 该合拢段砼总方量为 32 立方米 浇筑时采用分层浇筑 分层厚度 30cm 先浇筑底板 再对称浇筑两腹板 顶板混凝土浇筑从翼缘板对称向中 心浇筑 混凝土由拌合机出料后直接利用 2 台罐车直接运输到浇注地 对称 输送到所需位置 浇注时严格控制两端的浇注量 根据设计要不平衡重必须 小于 10 吨 派专人进行监督 浇筑腹板混凝土从内侧模板上开设的窗口送 入 即在 天窗口 搭设滑槽 输送管接至浇注点 一个腹板派两个专人负责 捣固 浇筑腹板砼时 捣固人员进入腹板内振捣 以确保砼密实 快捷 连续灌注 20 号节段砼 合拢边跨 待 20 号节段砼强度及弹模达 到设计值 90 并满足不小于 5 天龄期要求后 拆除边墩支架解除纵向锁 定 张拉相应的纵向预应力钢束 2N43 4M46 至设计值 根据设计要求在边 跨现浇段横隔板附近压重 1000KN 压重尽量靠近腹板 将 2 3 号挂篮分别 向前移一个节段 浇注中跨 20 不平衡段 待砼强度和弹模达标且龄期不 小于 5 天后 张拉 4N41 的钢束 将 2 3 号挂篮前移一个节段浇注 21 号不平衡段 待砼强度 弹模均 达到 90 且不小于 5 天龄期后张拉 4N42 钢束 中跨合拢 中跨合拢准备 将 3 号挂篮向后退半个梁段 测量中跨合拢段中线及 标高 必要时采取措施校正满足施工规范要求 利用 2 号挂篮做合拢支架 安装合拢段体外支承 张拉钢束 2N45 和 2N54 每束张拉力为设计张拉力的 30 在一天温度最低时 15 200C 快捷连续 22 号合拢节段砼 为缩短灌 注砼及张拉钢束得到间隙 可采用早强剂 待合拢段砼段砼弹模达到设计值 90 不小于 5 天龄期后 拆除合拢段 体外支承张拉 2N45 和 2N54 至设计值 8 拆除 5 6 号墩的临时支座 解除纵向活动支座临时锁定 张拉 2N44 2N50 2N53 4N60 2N64 钢束 拆除 2 3 号挂篮 顺序张拉为 2N47 2N49 2N55 4N58 4N48 4N62 2N51 2N52 4N56 4N61 4N57 4N59 2N63 钢束 一次性批量张拉锚固横向预应力及竖向预应力筋钢筋 施工 4 7 号小 跨部分顶帽砼 托架底模支撑上放滑板 确保预应力施加时梁体纵向自由变形 竖向预应力钢筋采用二次张拉工艺 确保竖向预应力筋的有效应力值 采用扭力扳手使螺母在设定的扭力下锚固 二次张拉后及时封锚 为防止因温差 砼收缩造成合拢段开裂 必须采用有效手段锁定合拢段 两边节段 合拢时 15 200C 体外撑杆应有足够强度 刚度及稳定性 三 钢管拱安装 一 钢管拱构造 1 主拱拱肋 结构设计为刚性系梁刚性拱 设两道拱肋 拱肋采用外径 1100mm 壁 厚 20mm 的钢管混凝土哑铃型截面 上下弦管中心距 2m 拱肋截面高 3 1m 拱肋上下弦管之间连接腹板 16mm 腹板间距 700mm 弦管内及腹 板间灌注混凝土 每片拱肋由 2 1100mm 钢管混凝土组成哑铃形截面 由腹板及和主弦 管组成平联板箱 拱脚处弦管壁厚加厚为 24mm 拱肋截面如图 21 2 横向风撑 拱肋间共布置 9 道横撑 其中 8 道为 K 形撑杆 沿跨度中点对称布置 跨中点布置一道 I 形撑杆 K 形撑杆的横撑 以及 I 形撑 及 K 撑均为空钢管 组成 横撑采用外径 1400 1000mm 壁厚 16mm 的椭圆钢管 K 撑采用外 9 9 径 800mm 壁厚 12mm 的钢管 两片拱肋共设 19 对吊杆 第一根吊杆距离 支点 14m 其余吊杆中心间距为 8m 全桥共设 19 组吊杆 顺桥向间距 8m 采用 OVM GJ15 31 钢绞线整体 挤压拉索 上端穿过拱肋 锚于拱肋上缘张拉底座 下端锚于吊点横梁下缘 固定底座 拱肋端为张拉端 3 节段概况 根据运输和吊装的需要 将每个拱肋分为 17 个吊装节段 全桥共 34 个 节段 尺寸重量如下表 节段参数表 节段号规格 mm 重量 t 数量 个 第一 拱脚 节段5029 3100 11007 24 第二节段22173 3502 1100334 第三节段10002 3602 110014 74 第四节段11010 3602 110016 34 第五节段10000 3602 110014 54 第六节段12000 3602 110017 54 第七节段11000 3602 1100164 第八节段11000 3602 1100164 第九 合拢 节段2000 3103 110032 本工程所有钢管均采用直缝管 主拱拱肋在工厂内制造成运输 吊装 节 段 试拼后装车直接运到桥位吊装 横撑在工厂内单件制造 运到桥位后安 装 工厂完成喷丸除锈 喷铝 底漆 和中间漆 第一道面漆的涂装 工地吊装 焊接工作完成后 对接头和损伤部位的油漆进行补涂 第二道面漆在拱肋混 凝土灌注工作完成后涂装 4 制造工艺 1 管节制造 10 弦管设计选材为 Q345qD 符合国标 桥梁用结构钢 GB T714 2000 规 格为拱脚部分 1100 24 其余部分为 1100 20 采用直缝管 弦管板材进 场后 质量证明书 必须同时进场 一般情况下进场的 质量证明书 必须是 原件 如果无 质量证明书 原件 可以由经销商出具原始质量合格证明文件 并附上钢厂出具的原始 品质证明书 的复印件 在复印件上注明原件存放 处和责任人 复印件应符合下列要求 注明工程项目名称 规格与数量 名称 经销商公章 红章 和经办人签字 材料进场后需按同一厂家 同一材质 同一板厚 同一出厂状态每 10 个炉 批 号抽检一组试件进行复检 检查的内容至少包含钢厂所提供的证 书内容 经审查合格后再用于施工 直缝管的制作工序如下 下料 图 23 压头 图 24 卷管 图 25 直缝管纵缝坡口形式 图 26 1111 卷管成形后进行焊接 并进行焊缝检测 最后进行校圆 弯管下料按大样划线 其长度方向要保持一致 包括下料切割线 以后 管节接长的基准线 在两端打样冲眼 并用钢印在两端距直缝边 100mm 位 置打上管节编号 每根弦管两端管节 长度各预留 3mm 焊接收缩量 检查管节断面尺寸 超差时应进行热矫正 矫正后管节埠失圆度不超 过 3D 1000mm 对钢管长度 直径等几何尺寸及焊缝质量进行检查 不合格钢管不得进 入生产线 钢管质量要求如表 1 所示 表 1 钢管质量要求 项 目允 差 mm 制定依据备 注 长度 l 3 0 工艺要求采用钢卷尺检查 直径 d d 500GB50205 2001 采用钢卷尺检查 椭圆度 d D 端部 3 1000 中间部位 5 1000 设计要求 采用钢卷尺和专用工 具检查 端部不平整 度 0 3 设计要求采用钢板尺检查 弯曲矢高 l 1500 5GB50205 2001 用拉线 吊线 和钢 尺检查 管面对管轴 的垂直度 d 500 3GB50205 2001 用焊缝量规检查 对口错边 0 1 t 3GB50205 2001 用拉线和钢尺检查 外观全数检查 TB10212 98 目测 放大镜 超声波探伤按 级全数检查 GB11345 98 专用仪器检测焊缝检查 两端应作 X 射线拍片检测 GB3323 87 专用仪器检测 12 在卷制直缝管 定制长度预留 50mm 的 长度余量在弦管接长 节段拼装 焊接后切割 在厂内接长时 应按弦管管节零件图制作展 开样板 划线前 将弦管管节放于平台上 划 出管口两端十字中心线 再用样板对准管节 十字中心线 划出中间管节两端和接长管节外端的切割线 接长端的相贯线 用等距尺配划线 长度按图纸尺寸 埠切割采用手工气割 分两次进行 先 按长度要求切割相贯线 再切割坡口 修磨到位后单管长度允差 1 5mm 管节对接坡口型式如右图所示 弦管先进行管节接长 最后再接成节段长度 接长时先零间隙对位 然 后将对接管向外拉 3 毫米形成焊接间隙 或直接将地样预留焊接间隙 直接 对地样定位 该焊接间隙也就成为预留的焊 接收缩量 焊接采用 CO2打底 ER50 6 埋弧自动 焊 H08MnA SJ101 填充和盖面 先进行 CO2封底 再进行埋弧自动焊填充和盖面 焊 后按要求检查 焊后检查要求见表 1 弦管 接长环 缝焊接次序 焊接次序如图 28 所示 为 避免仰焊和减小焊接变形 焊接时 A B 段焊缝先完成一半工作量 钢管翻 身 180 再焊完 C 段焊缝和 A 段焊缝 最后再将钢管翻身 180 完成 B 段焊缝 见左图 1313 钢管对接应避免十字交叉焊缝 对接时 相邻两管直焊缝相互错开 150mm 以上为宜 设计规定者除外 直缝管纵缝的错缝要求如左图所示 钢管接长后 按表 2 要求检查 表 2 钢管接长尺寸要求 mm 项目允 差备 注 长 度符合施工图要求采用钢卷尺检查 相邻两管直缝间距 150 采用钢卷尺检查 对接接头错边 0 1t 焊口检测器 轴线偏离 5 合地样检查 焊缝品质符合标准外观 超声波 射线 2 拱肋腹板制造 腹板采用数控切割机下料 按设计宽度下料 组装间隙由预留的收 缩量保证 下料误差 2mm 修割坡口 由于腹板端面与弦管表面已形成约 30 的自然角 应在 腹板外侧开出 20 25 的坡口 3 拱肋组装焊接 放样 拱肋的组拼在刚性的平台上进行 按节段施工图在平台上以 1 1 比例 放出大样 按拱肋平面内大样放样 包括拱肋上弦管凸边轮廓线 拱肋中心 线 下弦管凹边轮廓线 拱肋端部接口控制线 并设置好定位挡块 如下图 所示 14 节段组拼 拱肋节段的组拼为了保证拱肋曲线需在厂内进行预拼 根据实际情况 采取 3 1 或 4 1 或 5 1 或 6 1 具体步骤如下 a 先将一块腹板置于平台上 再吊上两根弦管 对照弦管轮廓线及两 端接口控制线 确定两弦管位置 再从底部顶起腹板 对线定位 最后放置 另一块腹板 放置各节段一块腹板于拼装平台上 图 31 放置各节段上弦管 图 32 1515 放置各节段下弦管 图 33 顶起预先放置的第一块腹板 图 34 吊置第二块腹板 图 35 b 采用 CO2焊 ER50 6 1 2 焊接腹板与弦管连接缝的封底焊缝 单 面焊双面成型 c 采用 CO2焊 ER50 6 1 2 打底 埋弧自动焊 H08MnA SJ101 盖面 的方法焊接腹板与弦管的连接缝 然后将拱肋翻转 180 采用相同的方法 焊接另一面的腹板与弦管的连接缝 4 横向风撑制造 零件制造 16 3 5 3 5 37 5 60 对应 值 0 2 60 90 正趾部坡口正趾部焊缝截面 正侧部焊缝截面正侧部坡口 正跟部坡口正跟部焊缝截面 封底焊道t sin t 按设计图要求下料 并切割 端部坡口 管对接坡口按前述主 弦管对接坡口要求制造 全熔透 横撑组焊 在平台上按 1 1 比例放样 对 线定位直撑管和腹管位置 采用 手工焊 E5015 的方法焊接相贯 接头 相贯坡口和焊缝截面见后 页附图 焊接次序和要求与主拱 拱肋的腹杆与弦管间连接相同 横撑仅试拼 不焊 横撑腹杆与弦杆间的焊缝为 组合焊缝 趾部为全熔透 跟部 为贴角焊 侧部由跟部的贴角焊逐步过度到趾部的全熔透 焊缝等级为 级 焊接工艺要求 焊接方法 根据设计要求和施工的实际情况 采用埋弧自动焊 H08MnA SJ101 手工电弧焊 E5015 和 CO2焊 ER50 6 1 2 三种方法 完成本工程的焊接 工作 埋弧自动焊 H08MnA SJ101 用于钢管的制造 钢板对接以及腹板与拱 肋弦管的连接焊缝的焊接 CO2焊 ER50 6 1 2 用于管纵横焊缝和腹板与 拱肋弦管的连接焊缝的封底和打底焊 其它采用手工电弧焊焊接 焊接材料 1717 1 手工焊焊条 本工程手工焊选用 E5015 焊条 焊条质量应满足 GB5117 85 标准要求 焊条直径 坡口内根部焊道采用 3 2mm 其它焊道采用 4 0 5 0mm 焊接 前 焊条经 300 350 烘干 2 小时 烘干后保存于 100 150 的保温箱内 随 用随取 从保温箱中取出后 暴露于大气中的时间不超过 4 小时 2 CO2焊 ER50 6 1 2 焊丝及保护气体 CO2气体保护焊焊丝选用 ER50 6 焊丝直径为 1 2mm CO2气体保护 焊保护气体 CO2的纯度 99 5 体积法 且其水含量不大于 0 005 重量 法 瓶装气体的瓶内压力不低于 1MPa 3 埋弧焊焊丝和焊剂 a 用于钢管接长的埋弧自动焊焊丝 H08MnA 和焊剂 SJ101 根据工艺 评定试验情况确定 b 用于腹板与拱肋弦管的连接焊缝焊接的埋弧自动焊焊丝 选用 H08MnA 4 0mm 焊剂选用 SJ101 焊剂使用前要烘干 其烘干 保存和领 用要求同焊条 焊接主要技术措施 1 焊工 包括定位焊 必须有焊接资格证书 且只能从事焊工资格认 定范围内的工作 脱离焊接工作半年以上的焊工 重新工作时 应重新考核 鉴定资格 2 焊接选用直流电源 采用反极性连结 即工件接负极 3 施焊前 板厚小于 20mm 时 不预热 板厚大于 20mm 时 预热 80 100 相对湿度高于 80 时 焊前应对工件进行除湿 焊条在空气中暴 露时间不宜超过 2 小时 18 4 焊接尽量采用多道焊和双面焊 多道焊层间温度不超过 250 后 续焊道焊接前 应将前道焊缝的熔渣清除干净 相邻焊道的引 熄 弧位置应 互相错开 5 工地焊接 操作处应设置挡风屏 防止河风对电弧保护的影响 6 手工及 CO2气体保护焊时 焊条或焊丝应作适当的横向摆动 7 施焊时 焊缝两端应设置引弧板 引 熄弧在引弧板上进行 不能设 置引弧板的接头 焊接引弧在距离焊缝端部 20mm 左右处进行 引燃后再返 到端部开始焊接 熄弧时稍作停顿 以消除熄弧时可能产生的缺陷 焊接规范 各种焊接方法和位置的焊接规范参数如表 3 所示 表 3 焊接规范参数 焊接 方法 焊材规 格 焊接位置焊接电流 电弧 电压 焊道厚度 或焊接速度 备 注 CO2焊 1 2PA260 280A34 363 6 mm 道 边孔腹板打底 焊 PA PB PC80 100A 3 6 mm 道 3 2 PF PE90 110A 3 6mm 道 PA PB150 180A 3 6mm 道 手工焊 4 0 PC PF P E 110 130A 3 6mm 道 埋弧 自动焊 4 0PA550 600A30 3222m hour边孔腹板焊 5 焊缝返修 焊缝焊接完成后 经检查发现不合格 均须返修 1 焊脚尺寸不足或焊缝咬边超过 1 mm 的焊缝 可采用手工电弧焊 进行补焊返修 2 焊脚尺寸超高或焊缝咬边超差但未超过 1 mm 时 可采用角磨砂 轮机进行修磨 使之匀顺 1919 3 发现有表面气孔或存在内部缺陷时 可采用碳弧气刨将焊接缺陷 清除 在清除缺陷时应刨出有利于返修焊的坡口 并用砂轮磨掉坡口表面的 氧化皮 露出金属光泽 然后补焊 4 发现裂纹 应先查明原因 制定预防措施 然后可用清除缺陷的方 法进行补焊 缺陷清除范围为裂纹两端各外延 50mm 5 焊缝返修后 采用原检验方法的要求进行重新检验 同一部位的 焊缝 返修次数不宜超过 2 次 5 涂装工艺 钢桥涂装采用先对表面进行喷砂处理 然后依次涂装底漆 中间漆和面 漆的工艺 表面喷砂处理 1 喷砂处理所用的磨料应清洁干燥 未受潮 无油物和粉尘 2 喷砂作业 基体表面温度应高于露点温度 湿度不大于 85 防 止喷砂后基体表面受潮 否则 应进行除湿处理 3 选用的空压机 应配备相应的油水分离器 保证压缩空气清洁 4 喷砂角度应控制在 60 75 之间 避免垂直喷射 防止砂粒嵌入基 体表面 净化处理时应小于 30 表面涂装 1 外露面涂装前喷砂除锈 清理达 GB T8923 88 和 TB T1527 95 规 定 Sa3 级后 涂装无机硅酸锌防锈漆 2 道 干膜厚度 2 35 m 喷涂封闭底 漆 1 道 干膜厚度 25 m 喷涂环氧云铁中间漆 1 道 干膜厚度 40 m 喷涂 氟碳面漆 2 道 干膜厚度 40 30 m 2 横撑钢管内表面涂装前喷砂除锈 清理达 GB T8923 88 规定 Sa1 0 级后 喷涂铁钛醇酸防锈漆 3 道 涂层厚度 3 35 m 20 3 拱肋上部人行检查步梯和护栏外露面涂装前喷砂除锈 清理达 GB T8923 88 规定 Sa2 0 级后 喷涂环氧铁钛底漆 2 道 干膜厚度 2 35 m 喷涂环氧云铁中间漆 1 道 干膜厚度 40 m 喷涂氟碳面漆 1 道 干膜厚度不 小于 40 m 拱肋钢结构的制作与安装 1 拱肋钢结构的制作标准 精度要求遵照 铁路钢梁制造规范 TBT10212 2009 和 钢结构工程施工及验收规范 GB50205 95 的有关规 定执行 2 拱肋外形质量要求 椭圆度 失圆度 f D 3 1000 D 为钢管直径 钢管端部不平度 失圆度 f D 1 500 且 f 3mm D 为钢管直径 接缝错边 2mm 拱肋宽度误差 3mm 拱肋高度误差 3mm 拱肋节段 Lm 旁弯 3 0 1Lmm 且 5mm 吊杆孔水平间距误差 3mm 拱肋成拱后横向偏位 5mm 拱肋成拱后竖向偏位 10mm 3 将每榀拱肋划分为 15 个运输节段 不含预埋段 含合拢段 要求 拱肋钢管按照施工拱轴线在工厂 1 1 放样加工制作 并经过试拼后 再运至 现场拼装 拱肋管节接口须避开吊杆位置 制作拱肋钢管时 可据运输条件 加工材料规格调整管节长度和运输节段长度 运输节段的接头措施由施工 单位处理 4 拱肋弦管采用直缝管 折线起拱 横撑同样采用直缝管 弦管和横 撑的纵缝 对接环缝要求采用自动焊 全熔透 腹板与弦管 腹板的对接焊 2121 缝为全熔透焊 有条件的采用自动焊 横撑主管与弦管 横撑连接短管与横 撑主管之间 均为全熔透的对接和角接组合焊缝 有条件的可采用自动焊 否则手工焊 腹板的横焊缝与弦管的环焊缝不要处于同一截面 宜错开 200mm 以上 5 钢结构焊接接头的力学性能原则上应与基材等强度 等韧性 等 塑性 焊缝质量要求达到 GB10212 98 的相关等级标准 6 钢结构焊缝要求作 100 的超声波探伤 对 T 形焊缝和超声波检 测有疑问之处应进行 X 射线拍片检测 对所有焊缝需作不少 10 的 X 射 线抽样检测 7 现场吊装前 根据吊装设备确定吊点位置 在出厂发运前焊接到 拱肋节段的上弦管上 吊点形式拟采用焊接耳板 8 拱肋吊装就位后 宜自拱脚向拱顶调整拱肋线形及标高 6 质量检验 原材料检验 1 钢板及无缝钢管控制要求 进场钢材必须有材质质量证明 质量标淮 Q345qD 钢的机械性能及化 学成分应符合 GB T714 2000 的规定 其它材料要符合相关标准的规定 材 料进场后 按炉批号进行材质复验 并与标准值对比 合格者方可使用 2 焊接材料 焊接材料进厂后 除验证其质量证明书外 还应对其化学成分进行复验 手工焊条 E5015 的熔敷金属化学成分应满足 GB T5117 95 的规定 CO2 焊 和埋弧焊焊丝 ER50 6 和 H08MnA 的化学成分应分别满足 GB T8110 95 GB T14957 94 方可投入使用 埋弧焊焊剂应验证其质量证明书 3 涂装材料 22 涂装材料进厂后 应验证其质量证明书 并根据其执行的质量标准 复 验其各项质量指针 合格者 方可使用 几何尺寸检验 1 拱肋组焊完成后 其尺寸应满足表 4 要求 表 4 拱肋组焊尺寸要求 mm 项 目允差备 注 拱肋对接错边 0 1t 用焊口检测器检查 拱肋单节段长度0 5合地样检查 拱肋多节段试装长度0 5合地样检查 拱肋轴线偏离 8 合地样检查 锚箱中心距 3 合地样检查 弦管对接接头错开腹杆 100 用卷尺检查 2 检测用的仪器和卷尺等工具 应经合格的计量机构鉴定认可 3 焊缝质量检验 1 外观检查 所有焊缝均须进行 100 外观检查 不得有裂纹 夹渣 焊瘤 未熔 合 未填满弧坑等缺陷 所有对接接头 拱肋腹板与弦管连接接头 横向风撑的接头体与拱 肋的连接接头 K 撑的斜管与直管的相贯连接接头等 不允许有气孔 咬边 等缺陷 其它接头允许有每米不多于 3 个直径小于 1 0mm 的气孔 咬边深 度不大于 0 3mm 所有角接头焊缝尺寸不低于设计要求 开坡口焊接的角接头 其外 部焊脚尺寸为 t 2 t 为腹板板厚 但不大于 10 mm 2 超声波检查 2323 超声波检查在焊完 24 小时后进行 检查等级符合 钢焊缝手工超 声波探伤方法和探伤结果分级 GB11345 规定的 B 级要求 质量等级 所有对接接头 拱肋腹板与弦管连接接头等全熔透焊缝 为 铁路钢桥 制造规范 TB10212 98 规定的 级焊缝 横向风撑接头体与拱肋连接接头为 级 3 射线探伤检查 射线探伤应符合 钢熔化焊对接接头照像和质量分级 GB3323 规 定的射线照像质量等级 AB 级要求 所有钢管与钢管 钢板与钢板对接接头均应进行射线检验 射线探 伤比例为焊缝数量的 10 照像位置优先安排在 T 字焊缝处 射线探伤焊缝质量等级为 GB3323 规定的 级 只能单面焊 背面带垫板的对接接头 射线探伤结果有疑问时 再 次用超声波探伤方法仔细排查 7 构件运输 1 成立一个专门运输小组 负责协调公司与承运方的关系 组织指挥 运输事宜 2 装车时应尽量顺向放置 装好后应捆扎牢固并垫实 以防单组件之 间相互碰撞 3 为确保安全准确 派专人押运 及时保质保量将货物运至施工现场 4 由运输小组根据工程进度计划 确定分批的运输时间 运量与要求 编队 配载确认及吊装捆绑加固的发运工作 做好发运批次 批量 数量和 到达工地时间要求等交接手续 5 运输方案采用汽车运输 二 安装方案 24 1 安装方案简述 在安装现场混凝土桥面上的拱肋接头水平投影处搭设临时支墩 临时 支墩为桁架结构 在墩顶位置用槽钢把两侧的支墩联系起来 组成门式支墩 承担节段吊装过程中的节点负荷 墩顶安装拱肋吊装限位装置和微调装置 钢拱按设计分节在工厂加工 预拼并经检验合格后运至施工场 然后现 场采用分节段吊装至临时支墩顶进行节段的对接 吊装设备为 100 吨汽车 吊机 吊机占位于桥面下方的桥梁投影线外侧 吊装拱脚预埋段 及混凝土 桥面 吊装其它拱肋节段 上 具体位置见附件每节段吊装吊机站位图 吊装施工顺序为 从拱脚连接段开始 由两边向中间进行吊装作业 最 后吊装第七节段 L7 之间的 2m 段合拢 在安装拱肋相应节段时同步安装拱 肋间的连接横撑 并焊接节段接头和横撑接头 2 临时墩设计 1 施工现场条件及技术参数 现场条件 混凝土桥面距地面高度约 20 米 桥面宽度 12 米 钢管混凝 土桥拱肋顶面距离桥面高度 36 米 施工车辆可以从桥下临时通道到达拱脚 处 主跨下方为嘉陵江 水深 2 7 米 宽约 35 米 边跨下方为河滩 无水流 通过 根据施工计划 至拱肋安装时 拱脚预埋段已经施工完毕 技术参数 各节段安装位置见分段总体布置图 各段规格参数见节段参 数表 2 临时支墩 临时支墩采用万能杆件拼装 单个支墩为 2 米 X2 米截面 横向采用杆 件连接成门式结构 所有临时支墩之间纵向增加连接系 将 1 2 3 4 临时墩连接成整体 临时墩最大高度 33 米 3 临时墩安装施工 2525 1 临时墩的设计及制作 采用 N 型万能杆件组成临时墩墩身及横向连接系 墩身立柱为 2 N1 对角布置 查表可知单立柱净面积 38 7 平方厘米 自由长度 4 米时许用压 力 57 4 吨 本工程拟采用 2 米节间距 杆件自由长度不大于 2 米 墩身截面 为为 4 2N1 组成 可以满足最大节段重量 33 吨的要求 临时墩拼装时先按设计长度 进行杆件的拼装 拼装成单个桁片后再将 单桁片组装成 2 米 X2 米的立柱 10 吨以下临时墩可整体吊装 其它临时墩 在地面上拼装成 8 米单节 用运输车运至拱脚处 再用 50T 汽车吊将节段 支墩吊至桥面后再进行吊装 以提高拼装效率 2 临时墩的安装 主跨混凝土施工时在临时墩安装位置设置预埋钢板 便于临时墩与混 凝土桥梁主体连接 临时墩安装采用 50 吨汽车吊机进行吊装 安装顺序从两侧向中间顺次 进行 3 墩顶限位及微调装置的设计与安装 各节段上端限位装置如下图所示 理论上将节段吊装后线形与限位装置的位置应吻合 但由于实际操作 过程中难免会出现一些出入 因此 在各节段下端应设置微调装置来调整拱 肋线形 调整时如果拱肋偏向中间 可以使用手动葫芦向外侧拉动调整 使 拱肋向外侧移动 如果拱肋偏向外侧 在倒链作用线的斜杆上安装反力座 用油压千斤顶向内侧顶推拱肋 同时 在拱肋上也应焊接反力座 不得直接 顶拱肋管壁 4 临时墩测量 验收 26 临时墩测量控制点为鞍座的坐标和标高 与拱肋平面垂直的上弦管内 侧和下弦管内侧的坐标和标高 并充分考虑预拱度 把含有预拱度的数据列 入表格 检查方法为全站仪进行测量 临时墩施工完成后应进行外观和几何尺寸的验收 几何尺寸按上述附 表一进行检查验收 外观包括焊缝成型和墩身垂直度 应符合 钢结构施工 验收规范 的要求 重点检查桁架顶面鞍座处焊缝 严禁漏焊及螺栓漏拧 3 拱肋吊装施工 1 吊装现场的外部条件 吊装作业采用在桥梁混凝土桥面上吊装作业 由于吊机无法直接开到 桥面 只能在一侧桥墩 拱脚 处用 260T 履带吊将吊装拱肋节段用的 100T 吊机吊至桥面 并在桥面布置轨道和平车 以便将拱肋节段转运至吊装位置 拱肋节段采用平板汽车运输至桥下 用吊车将拱肋节段吊至桥面 再通过桥 面上的平车将拱肋节段运至吊装位置 由于拱肋接口高度为 3100mm 加上自身的拱度影响 节段的最大高度 最大 约为 3600mm 由于受临时墩的干扰 吊机在桥面上将拱肋节段从桥 面的一侧吊至另一侧 所以在桥面上需布置两条纵向运输拱肋节段的轨道 左右两侧各一条 且要考虑到运输拱肋的时候不能受临时墩干扰 吊杆中心 线间距为 11200mm 临时墩的内空间距为 9200mm 而拱肋节段最大高度 约为 3600mm 所以两侧轨道的中心线离临时墩的距离不得小于 1800mm 且拱肋节段在纵向运输过程中可能会受 100T 吊车的支腿的影响 如果拱肋 节段在转运平车上的高度比吊车支腿高度低 我们将会在转运平车上垫枕 木之类的物品以保证拱肋节段在转运平车上的高度高于 100T 吊车的支腿 高度 轨道布置的示意图如下 2727 轨道布置示意图 图中轨道中心线离吊杆中心线间距 L 2800mm 由于吊装 L3 空间受 限 现将原 L3 节段分为两段 两段长度分别为 10002mm 及 11010mm 此 分段的吊装空间不再受限 2 吊装前的准备工作 检查临时墩测量数据 确认数据真实 准确 清理现场 保证作业区内无闲杂人员 现场通道应保持畅通 并在 两端设置警示牌 在进入工作区的路口安排看守人 吊装作业区信道临时 封闭 所有参与吊装人员进行吊装作业动员 确认各自的工作岗位和职 责 保证通信通畅 检查测量仪器和设备是否可靠 测量人员到位 检查吊装设备是否可靠 并进行试吊 确保设备处于正常工作状态 拱肋节段运输至指定位置就位 施工人员带施工机具到达节段段首和段尾处 每处 4 人 人员为 3 名铆工 1 名焊工 3 拱肋节段吊装作业 以第一节段为例 进行说明 起吊拱肋节段 至安装位置上方 拱肋状态如下 28 与拱脚连接端与拱脚段对紧密贴后 微调该节段的另一端 利用全 站仪测量合格后 将段尾与临时墩固接焊 防止滑动 吊机松钩 进行拱肋节段段尾的线形和标高的测量 测量合格后按照以上方 法顺次进行另一侧拱肋的吊装 吊装完成后将拱脚段与第一节段对接焊缝焊好后 再吊装第一道 K 撑 4 拱肋节段吊装后的线形测量与调控 节段吊装后的线形测量方法如前所述 调控顺序为先保证测量点处 的标高 再调整水平坐标 标高调整时先打开拱肋与工作平台间的临时点 固焊 用倒链将拱肋与临时墩中点拉紧 在段尾处的拱肋外侧正对临时墩 顶的位置焊接临时反力座 采用千斤顶竖直顶升 同时调整倒链的张拉程 度 水平方向的坐标调控如 墩顶限位和微调装置的设计 里所述 5 节段焊接与合龙施工 节段间的焊接在每个节段吊装完成 线形测量合格后进行 焊接工艺 与方法见拱肋制造工艺 在此不再赘述 焊接顺序是吊装一个节段焊接一个节段 并同步进行焊缝检验 拱肋按节段号顺次对称进行吊装作业 形成 L8 之间的合拢段 L9 合拢段与两侧节段之间采用直接焊接连接 因此 此段应在预制时留 有长度方向的余量 并将上下弦管分开制作和吊装 根据实际合龙间隙进 行现场修割 崁入合龙间隙内 弦管对接施工完成后再将合龙段腹板崁入 与弦管焊接 4 拱肋混凝土的灌注 1 准备工作 2929 管内灌注 C50 微膨胀混凝土 施工之前 进行工艺可靠性试验 采用 的施工工艺应得到建设 设计 监理等单位的认可 管内混凝土灌注前 应进行多种配合比 膨胀率等有关性能测试 并符合 GBJ119 98 规定 C50 微膨胀泵送砼的配比试验 根据钢管砼要求选好砂 碎石 水泥 膨胀剂 高效缓凝减水剂等原材料送中心试验室试配 材料严格按试配原材料名称规格质量要求备齐备足料源和堆放 周 密计划用量和进场日期 最低限度要备足一次单肋单管用量 满足每次每 岸用量 300m3 砼砂 碎石 水泥及添加剂 并做好随用随补充 泵车 因施工要求 每岸各备一台 另备用一台 共三台 泵车自备发 电电源 并配备相应泵送钢管和配件 泵送管约在 450m 长 另 45 度 90 度等各种接头 20 30 节 砼拌和机械 利用两岸砼拌和站 2 台 90 搅拌机满足砼送量要求 2 施工方案的确定 1 钢管混凝土泵送施工工艺 本桥拱肋砼的灌注采用从低处往高处的泵送顶升法 弦管内砼采用 一级泵送 缀板内砼采用二级泵送 每个拱肋上下弦管各设隔仓一处 腹 板内设隔仓 5 处 按设计位置处开压注孔 焊上设有闸阀的钢管进料口 与泵管相连 沿拱轴在钢管顶部设若干个排气孔 混凝土在泵压力作用下 由下而上顶升 在重力作用下自身挤压密实 填充管腔 为避免弧拱偏向 变形 同一拱肋钢管采取两岸同时施工 遵守对称与均衡载入的原则 以 拱顶为对称线 桥两半跨对称载入 钢管内混凝土的进度差不超过 5m 在 灌注过程中 注意加强观测控制 钢管拱肋混凝土采用微膨胀缓凝混凝土 浇筑方法为泵送顶升浇灌 法 具体方法为在钢管拱肋拱脚下位置安装一个带闸门的进料支管 直接 30 与泵车的输送管相连 由泵车将混凝土连续不断的自下而上分层灌入钢 管拱肋 无需振捣 钢管混凝土的泵送遵循 逐步成拱 逐级载入 外力释放 间期缩短 的原则 以桥轴线为对称线 桥两侧对称载入 在钢管的顶部设一个 150 1000mm 高 1 5 米的排气孔 混凝土从每仓底部顶升泵送 直至排 气孔有混凝土冒出为止 采用 150mm 的泵管 泵管布设视现场具体情况而定 布管时应尽量 避免弯管 尤其是 90 弯管 以降低混凝土泵送阻力 同时泵管弯头位置设 置定位装置 防止泵送过程中泵管偏离原来位置 引起爆卡或塞管 在进行钢管混凝土泵送施工时保证有足够的拌合能力和泵机 同时 保障电力供应 在泵送施工前 将拌和机 泵机等施工机具进行全面检查 和维修 使其具有良好的工作状态 混凝土搅拌和泵送设备备有配件 以 便设备在出现故障时能及时抢修 在泵送混凝土之前 先用水润滑泵管 然后拌和站先拌制与除无石子 外其余成分与钢管混凝土配比相同的 1 2m3砂浆 作为泵管和主弦管润 滑之用 接着按配合比拌制 C50 混凝土 开始泵送施工 当钢管内混凝土 面上升 5 6m 后 从排浆管口灌入 0 2 0 3m3 水到润滑砂浆上端 随着 混凝土面上升而上升 充分润湿主管内壁 减小泵送阻力 避免出现堵塞 现象 当所有准备工作完成后 准备压注混凝土 在拱