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文档简介

钢管混凝土拱桥施工技术规范目录一、总则...................................................31.1规范适用范畴...........................................31.2技术指标要求...........................................51.3施工基本原则...........................................61.4术语与定义说明........................................10二、施工准备..............................................152.1技术资料筹备..........................................162.2施工组织设计..........................................192.3现场条件勘查..........................................232.4机械设备选型与配置....................................262.5劳动力与物资调配计划..................................28三、材料与构件............................................363.1钢管材料技术标准......................................383.2混凝土原材料性能要求..................................393.3构件加工制作工艺......................................413.4材料检验与验收流程....................................423.5构件运输与存储规范....................................46四、主体结构施工..........................................484.1基础工程施工方案......................................484.2拱肋架设与拼装工艺....................................524.3钢管内混凝土浇筑技术..................................564.4拱肋线形控制措施......................................584.5节点连接施工要点......................................59五、质量控制与检验........................................615.1施工过程质量管控......................................625.2钢结构焊接质量检测....................................635.3混凝土强度评定标准....................................655.4结构尺寸偏差允许范围..................................675.5无损检测技术应用......................................69六、安全施工管理..........................................746.1安全生产责任体系......................................756.2高空作业防护措施......................................776.3临时结构稳定性验算....................................806.4施工现场防火与防爆....................................816.5应急预案与处置流程....................................84七、环境保护措施..........................................867.1施工扬尘控制技术......................................877.2噪声与振动防治........................................887.3水污染处理方案........................................907.4固体废弃物管理........................................917.5生态保护与恢复........................................92八、施工监测与数据分析....................................958.1监测方案设计原则.....................................1008.2结构变形监测方法.....................................1038.3应力应变测试技术.....................................1058.4数据采集与传输系统...................................1118.5结果反馈与预警机制...................................113九、竣工验收与资料归档...................................1159.1竣工验收条件与程序...................................1179.2质量评定等级划分.....................................1189.3工程实体外观检查.....................................1219.4技术资料整理要求.....................................1219.5长期监测数据移交.....................................126一、总则目的与适用范围本规范旨在科学、有效地指导钢管混凝土拱桥的施工,确保工程质量和安全。适用于各类钢管混凝土拱桥的设计、施工及验收。定义与术语本规范中涉及的关键术语包括:钢管、混凝土、拱桥、施工缝等。对于这些术语,将在后续章节中给出明确定义。基本原则钢管混凝土拱桥施工应遵循安全性、经济性、合理性及环保性的基本原则。施工要求所有参与钢管混凝土拱桥施工的单位和个人,必须严格遵守本规范的规定,确保施工质量与安全。管理与监督钢管混凝土拱桥的施工应接受相关部门的监督管理,确保各项规范得到有效执行。附则本规范的最终解释权归属于制定机构,如有未尽事宜,将按照相关行业标准执行或由相关专家进行讨论解决。1.1规范适用范畴本规范适用于新建、改建及扩建的钢管混凝土拱桥工程施工,涵盖桥梁主体结构(含拱肋、吊杆、系杆、横撑等)的制造、运输、安装、混凝土浇筑及质量验收等全过程技术要求。其适用范围可细分为以下类型:(1)桥梁结构形式本规范适用于以下钢管混凝土拱桥结构类型,具体包括但不限于:结构分类典型形式按拱肋截面形状圆形、矩形、多边形(如八边形、哑铃形)钢管混凝土拱肋按拱肋材料组合钢管-混凝土完全组合截面、钢管-部分填充混凝土截面按桥面系支撑方式中承式、下承式、上承式钢管混凝土拱桥按施工方法有支架施工、缆索吊装施工、转体施工、顶推施工等(2)技术内容范围本规范涵盖的技术内容包括:材料要求:钢管、混凝土、连接件(如法兰、焊材)等原材料的性能指标及检验标准;制造工艺:钢管卷制、焊接、预拼装等工序的技术参数及质量控制;施工安装:拱肋节段运输、现场吊装、线形调整、临时支撑体系设计;混凝土工程:配合比设计、浇筑工艺(如泵送顶升、分段浇筑)、养护措施;质量验收:各分项工程的外观检查、尺寸偏差、无损检测及承载力试验等验收标准。(3)特殊情况补充对于跨径超过500m、抗震设防烈度≥8度或处于复杂地质环境(如软土、滑坡区)的钢管混凝土拱桥,除应符合本规范外,尚应结合专项设计及试验研究成果补充制定专项施工技术要求。(4)规范衔接本规范未涵盖的内容,应同时符合国家现行标准《钢结构设计标准》(GB50017)、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204)及《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T3650)的有关规定。1.2技术指标要求钢管混凝土拱桥施工技术规范中,技术指标要求是确保工程质量和安全的关键。以下是具体的技术指标要求:材料质量:所有使用的钢管、混凝土和钢筋等材料必须符合国家相关标准,并经过严格的检验和认证。结构尺寸:钢管混凝土拱桥的尺寸应满足设计要求,包括跨度、高度、宽度等参数。同时各部分的连接处应平整、无裂缝,且与整体结构协调一致。施工工艺:钢管混凝土拱桥的施工工艺应严格按照设计内容纸和技术规范进行,确保每个环节的质量。例如,焊接、浇筑、养护等工序都应有明确的操作规程和质量控制措施。安全性能:钢管混凝土拱桥在施工过程中应严格遵守安全生产规定,确保施工现场的安全。同时应对可能出现的安全隐患进行及时排查和处理。耐久性:钢管混凝土拱桥的使用寿命应达到设计要求,且在使用过程中应保持良好的性能。为此,应采取有效的防腐、防渗等措施,提高桥梁的耐久性。环保要求:在钢管混凝土拱桥的施工过程中,应尽量减少对环境的影响,如减少噪音、粉尘等污染。同时应合理处置废弃物,保护生态环境。检测与验收:钢管混凝土拱桥施工完成后,应进行全面的质量检测和验收工作,确保各项指标均达到设计要求。1.3施工基本原则钢管混凝土拱桥作为一种重要的桥梁结构形式,其施工过程必须遵循一系列基本原则,以确保工程质量、保障施工安全及实现预期经济效益。这些基本原则是指导拱桥施工全过程的纲领性要求,贯穿于方案设计、材料采购、工厂制造、现场安装及后期运营维护等各个环节。(一)安全第一,质量优先施工应将安全生产置于首位,建立健全安全生产责任制,完善安全管理体系,落实各项安全技术措施。同时必须坚持质量优先的原则,严格按照设计内容纸、技术规范及验收标准进行施工,确保所有结构和构件的质量符合要求。在施工过程中,应将安全措施与质量控制措施相结合,做到安全促进质量,质量保障安全。具体要求可参见【表】所示的关键安全与质量控制点。◉【表】钢管混凝土拱桥施工关键安全与质量控制点序号安全关键点质量控制关键点1高空作业防护钢管安装垂直度与平顺度控制2用电安全钢管焊缝质量检测3物体打击防护混凝土浇筑密实性与强度检测4脚手架与设备稳定外观平整度与线条美度控制5应急预案与救援准备预制构件尺寸精度控制6封拱前温度控制管内混凝土坍落度与流动性控制7压力试验过程监控管内预应力(如有)施加精度控制(二)科学组织,精心策划施工前应进行详细的技术准备和现场踏勘,编制科学合理、切实可行的施工组织设计或专项施工方案。方案应充分考虑工程地质条件、跨径大小、环境因素、工期要求及资源配置等因素,合理安排施工顺序,优选施工工艺和设备。特别应重视拱圈节段的预制、运输、吊装以及钢管内混凝土的浇筑和压力试验等关键工序,制定详细的操作规程和质量保证措施。应采用先进的施工管理技术,如BIM技术进行可视化交底和模拟施工,确保方案的可行性和有效性。(三)确保稳定,分段进行钢管混凝土拱桥的施工通常涉及主体结构的组装和混凝土填充两大阶段。在主体结构安装阶段,应采取可靠措施确保单跨或全跨结构的稳定性,防止倾覆或失稳。当拱圈高度较高或跨径较大时,可按设计要求分段吊装,并设置临时支撑或卸载体系。每段安装完成后,应进行临时固定和稳定性检查,确认安全无误后方可进行下一段的安装。此阶段稳定性控制可以用简化的力学模型进行估算,例如,估算临时支撑反力或单点悬臂状态下的稳定性临界荷载(Friedmann方程的简化形式可参考):Fcr≈π2EIL/e2(四)注重工艺,保证质量施工工艺的选择和实施对最终工程质量至关重要,钢管的加工制作、钢管节段的吊装就位、接口处理、混凝土的配合比设计、泵送浇筑、内压力升高的速率控制以及管内后浇混凝土的密实性等环节,都必须严格按照规范和工艺要求执行。对于钢管加工,其椭圆度、壁厚偏差等需控制在允许范围内;对于钢管安装,其线位偏差和顶升(或提升)过程中的垂直度偏差需满足【表】中提到的控制要求(此处参考了表名,具体数值应查规范原文);对于混凝土浇筑,应保证管道内部的清洁,混凝土具有良好的流动性(坍落度通常控制在160-200mm范围内,具体依配合比而定),并采取措施消除气泡,确保混凝土密实充盈。(五)动态监控,及时调整在施工过程中,应建立全面的监测系统,对关键部位和关键工序进行实时监控。例如,监测拱架或临时支撑的变形、钢管节段的安装位置和垂直度、混凝土浇筑过程中的温升、混凝土压力试验的升压速率及压力值、以及钢管和混凝土的应力应变变化等。通过监测数据,可以及时了解施工状态,确认是否在正常范围内,一旦发现异常情况,应立即分析原因,采取有效的调整或补救措施,确保施工安全和质量目标的实现。(六)环保施工,文明作业施工活动应充分考虑对环境的影响,采取有效措施减少扬尘、噪音和废水污染。弃料、废渣应妥善处理,施工现场应保持整洁有序。应文明施工,合理安排作业时间,尽量避免对周边交通和社会生活造成不利影响,与当地社区建立良好的合作关系。遵循以上基本原则,是确保钢管混凝土拱桥施工顺利进行、建成优质工程的基础。各参建单位应在实施过程中不断总结经验,持续改进,以确保钢管混凝土拱桥的安全、耐久和经济地服役。1.4术语与定义说明为规范钢管混凝土拱桥的施工行为,统一技术语言,本规范采用下列术语和定义。凡本规范未作定义的术语,可参照国家及行业相关标准。需要注意的是钢管混凝土拱桥涉及的结构力学、材料科学、施工工艺等多个领域,其术语和定义可能存在交叉和关联,本规范力求明确其在本规范应用场景下的特定含义。定义:指主要承重结构由钢管(包括单管或格构式钢管)约束混凝土共同受力所组成的拱形桥梁。其核心特点是钢管壁内填充泵送混凝土,形成钢管约束混凝土(钢管混凝土)构件作为拱圈主体,利用复合材料特性实现高强度、高刚度和良好的抗震性能。示例公式:钢管混凝土轴向抗压承载力计算可参考现行规范公式,其承载能力通常远高于同等条件下的素混凝土构件,主要体现在套箍效应带来的强度提高。术语定义钢管混凝土(ConcreteFilledSteelTubular,CFT)指将具有一定强度和流动性的混凝土泵送充填于钢质管件(圆形或矩形截面)内部,硬化后钢管与混凝土共同承受外部荷载的复合结构构件。环刚度(RingStiffness,KR)描述圆弧形构件(如拱肋)抵抗环向变形能力的物理量。通常定义为沿圆周切线方向分布的弯矩与其对应的环向变形(转角)之比。计算公式为:KR=EIR其中E为模量,I套箍指数(BulkheadIndex,λ)反映钢管壁对核心混凝土约束效应强弱的无量纲指标,是影响钢管混凝土构件强度和变形特性的关键参数。其计算通常与钢管的屈服强度fy、弹性模量Es、外径D、壁厚t以及核心混凝土的强度fco′和弹性模量格构式钢管(LatticedSteelTube)由多根单管(通常为圆形或矩形截面)通过横肋连接而成的空间钢结构,常用于跨度较大或地质条件复杂的钢管混凝土拱桥中,以实现扩大的截面尺寸和必要的结构刚度。拱肋(ArchRib)构成钢管混凝土拱桥主要承重体系、呈现拱形状式的结构构件。它可以是由单根钢管内填混凝土形成,也可以是由格构式钢管内填混凝土组成。竖向荷载(VerticalLoad)指作用在拱桥结构上的竖直向下的力,主要包括桥面恒载(结构自重、铺装层、附属设施等)和车辆、人群等活载。水平推力(HorizontalThrust)指主要承重结构(拱肋)为抵抗竖向荷载产生而施加在支座或基础上向内的水平分力。相比于梁式桥,拱桥具有显著的水平推力特征,这对桥墩、基础的设计是关键控制因素。系杆(HangerCable)连接拱肋(上弦)与下部结构(如桥面板、横梁)的受拉构件,用于将拱肋承受的水平推力和部分竖向荷载有效地传递给桥面板,并形成稳定的承重体系。通常采用高强度钢丝绳、钢索或预应力钢筋。填充混凝土(FilledConcrete)指直接泵送并填充于钢管内部、与钢管壁紧密结合并共同作用以承受荷载的混凝土。复合材料(CompositeMaterial)指由两种或两种以上物理化学性质不同但宏观上结合在一起的材料组成的系统,各组分材料在宏观上保持各自的完整性,并协同工作。钢管混凝土是典型的复合材料,钢管和混凝土两种不同材料共同承担荷载,发挥各自优势。支座(Bearings)安装于桥墩(或桥台)顶部与拱肋支点处,用于传递并分散拱肋传来的各种荷载(包括竖向力、水平推力及弯矩),并允许结构在特定方向(如伸缩、转角)进行相对位移的装置。滑动支座(SlidingBearing)允许结构在水平方向(通常是纵向)产生较大位移的支座形式,常用于拱桥的桥台处或温度、风振影响较大的地方,以适应温度变化或荷载引起的水平位移。本节所述术语和定义构成本规范钢管混凝土拱桥施工技术的基础,施工、设计、监理、验收等相关方应准确理解和应用。二、施工准备在钢管混凝土拱桥的建造中,充分的施工准备工作是确保桥梁质量和安全的关键环节。本段落将阐述施工前的各项准备工作,确保项目顺利进行。◉项目管理团队组建与职责分工项目经理负责统筹整个施工流程,其核心团队应包括两名副经理、工程总监、技术负责人、安全负责人和质量控制负责人。各负责人需确保各自团队成员拥有相应的学历、资质和经验,共同决策与执行工程策略。◉施工内容纸与技术文档审核施工前需细致审核所有相关内容纸和技术说明书,确保内容纸准确无误且符合国家和地方规范。项目初期需与设计单位、监理单位协同工作,确保前期设计的一致性与准确性。◉材料与设备准备材料方面,确保钢管和混凝土符合设计要求,质量控制点应严格监控。桥墩、拱肋等主要构件须预先订货,并遵守验收流程,保证供货质量与进度。对于施工设备,按项目特点配置机械,其中包括起重机、泵送设备、焊接设备等。所有机械操作人员需接受专业培训,掌握操作技巧和应急处理知识。◉施工场地准备施工现场应确保地面平整、通行便捷,设置临时排水系统,防止积水影响施工安全。搭建临时办公区、材料堆放区及安全警示设施等,确保施工现场环境整洁与安全。◉后勤与交通协调合理规划工作与休息时间,保障工人充足的休息。协调交通条件,确保施工车辆进出顺利,与道路交通管理部门协作优化施工影响区域的交通流线。◉环境与社会影响评估识别并评估施工对周围生态环境的影响,采取相应保护措施,避免环境破坏。同时了解并尊重公众权益,采取必要的社区沟通策略,患病特种车辆和其他关键交通干线的影响评估也是至关重要的环节。◉风险评估与管理计划深入分析项目潜在风险,制定详尽的风险管理措施。预防各种可能导致施工延误或事故的安全隐患,适时调整施工计划以应对不可预测的干扰。为准备阶段工作的成效高效实施,【表】展示了具体的施工准备任务清单及其责任分配。这个表将帮助确保准备工作的系统性、定量性和可追溯性。通过上述详尽的准备工作,确保钢管混凝土拱桥项目能够高质量、有效地全面推进。2.1技术资料筹备为确保钢管混凝土拱桥施工的顺利进行与质量控制,必须进行系统的技术资料筹备工作。这应涵盖项目设计文件、地质勘察报告、施工方案、相关标准规范以及材料证明等多个方面。详实准确的基础资料是科学制定施工计划、优化施工工艺、保障工程安全的关键。(1)设计文件承包商应首先获取并深入解读全套设计文件,包括桥位地质内容、结构平面布置内容、拱肋结构构造内容、节段划分内容、材料强度等级表、预应力系统内容(如适用)、以及相关的计算书和说明文档。设计文件应清晰明确,能完全反映设计意内容和技术要求。为确保设计意内容的准确传递,项目部应组织设计交底会议,由设计单位对设计方案、构造特点、关键技术问题、材料选用等方面进行详细说明。承包商应积极提问,确保对设计文件无歧义理解。同时应对设计文件进行认真的自审和复核,必要时可聘请第三方咨询机构提供专业意见,避免因理解偏差导致施工偏差。技术复核表示例:序号设计文件名称核查内容核查结果备注1桥位地质勘察报告地层分布、承载力、地下水情况生标高是否满足基础设计2结构平面布置内容桥跨布置、线性、尺寸、主要结构构件位置与现场是否匹配3拱肋结构构造内容拱肋截面形式、尺寸、钢材牌号、节点构造、焊缝要求等是否满足强度、刚度要求4材料强度等级表钢材、混凝土、预应力筋等主要材料的强度等级和性能指标是否符合设计要求和规范5结构计算书主要内力计算、稳定性验算、构造验算等方法是否正确、结果是否满足要求…………(2)地质勘察资料施工前必须仔细研读桥址区域的地质勘察报告,报告应能详细反映场地的地质构造、地层分布、岩石/土层物理力学性质、地下水位、不良地质现象等信息。这些信息是进行基础设计、选择开挖方法和支护方案、评估拱桥基础沉降和处理潜在风险(如软土地基、滑坡等)的重要依据。承包商应重点核查基础部分的地质资料与设计是否相符。(3)施工方案与专项方案应根据设计文件、地质资料及现场实际情况,编制详细且可行的总体施工方案以及针对关键工序的专项施工方案。总体施工方案应包括施工工艺流程、资源配置计划、进度计划安排、质量保证措施、安全防护方案及应急预案等。专项方案应针对高强螺栓连接、钢管焊接、混凝土浇筑(特别是自密实混凝土)、拱肋节段吊装、体系转换等关键或高风险环节进行详细设计。所有方案应经过严格的技术论证和审批,确保其科学性、合理性和可操作性。方案中应明确主要施工参数,例如:钢管焊接参数(电流、电压、速度等)[【公式】混凝土浇筑温度控制指标拱肋吊装过程中的荷载索力控制范围[【公式】[【公式】焊接参数示例:Q其中:Q为焊接输出功率(W);I为焊接电流(A);k为电流效率系数(取决于焊接方法、焊条类型等)。[【公式】吊装索力控制示例:F其中:F为对应吊点处荷载索力(N);M为拱肋节段在吊点处的弯矩(N·m);L为节段跨径(m);θ为索具与水平面的夹角(度)。技术资料的筹备工作是一个系统工程,要求承包商具备高度的专业性和责任感,确保所有资料的准确、完整和同步更新,为后续施工的顺利开展奠定坚实基础。2.2施工组织设计施工组织设计是钢管混凝土拱桥工程顺利实施、安全.validated及质量达标的根本保障。项目开工前,应编制详细且切实可行的《施工组织设计》,经审查批准后方可按其指导施工。该设计需全面涵盖工程施工的技术路线、资源调配、进度管控、风险应对及现场管理等关键要素,确保各项施工活动协调有序、高效推进。编制《施工组织设计》时,必须结合工程项目的具体特点(如跨径、结构形式、地质条件、环境要求等)、技术规范及相关标准,并充分考虑现场的施工条件(如场地限制、交通状况、气候影响等)。设计应突出钢管混凝土拱桥施工的重点和难点,如节段的吊装与拼接、钢管内混凝土的灌注及流动性控制、拱圈合拢精度保障、结构体系的安全转换等,提出针对性的解决方案和措施。在施工方案的比选阶段,宜采用专家评分法或层次分析法(AHP)等多种技术手段,对不同施工方法(例如,支架法、转体法、缆索吊装法等)的技术可行性、经济合理性、安全性及环境影响等进行系统性评估。基于评估结果,择优确定最终的施工方案。《施工组织设计》中应明确定位各施工方法的核心工序及其技术要点。《施工组织设计》的基本内容应至少包括但不限于以下几方面:工程概况与施工条件分析:明确工程的主要技术指标、结构特点、设计要求,详细分析场地自然条件、周边环境、资源供应等状况。施工方案与技术措施:详细阐述选定的施工方法、主要工艺流程(可绘制流程内容说明)。明确钢管拱肋加工、运输、吊装(可引用【表】所示主要构件吊装参数)、接缝处理的技术要求。详述钢管内混凝土的配合比设计、搅拌、运输(可参考【公式】计算运输管道直径)、泵送、灌注及振捣工艺,重点说明保证混凝土密实性和流动性的措施。制定拱圈结构合拢(轴向力计算可引用【公式】)、体系转换(如需要)的关键步骤和精度控制措施。提出预应力张拉(若有)、模板及支架体系、临时支撑、测量监控等专项施工方案。施工进度计划:编制总进度计划(可用甘特内容或网络内容表示)和关键工序进度计划,明确各阶段的起止时间、工作内容、资源需求。通过时间参数(如最早开始时间ES、最早完成时间EF、最迟开始时间LS、最迟完成时间LF)的合理规划,优化资源配置,确保项目按时完成。【表】主要构件吊装参数示例构件类型重量(kN)吊装跨度(m)建议吊点数量最大吊运半径(m)竖向构件35018240平撑28015235拱肋节段1200-460(示例)资源配备计划:根据进度计划,合理配置劳动力、主要施工机械设备(如起重机规格、混凝土搅拌运输车数量)、原材料及其他辅助物资,制定采购、进场和管理计划。可用公式(2.2.1)估算混凝土输送管径(D)以满足流动性要求:【公式】混凝土输送管径估算D其中:D为输送管内径(m);Q为混凝土泵送量(m³/h);L为输送管总长(m);K为管道弯头等局部摩擦损失系数,通常取0.2~0.3;Vi为混凝土在管道中的平均流速(m/s),一般控制在0.8~1.4η为管道实际利用率,通常取0.8~0.9。质量管理体系与检测:建立完善的质量管理体系,明确各工序的质量标准、检测项目、频率及方法。重点加强对钢管加工尺寸、焊缝质量、混凝土强度及均匀性、拱肋线形及合拢精度等的监测和控制。施工安全措施:全面识别施工过程中的危险源,制定有针对性的安全防护方案和应急预案。尤其要关注高空作业、大型构件吊装、临时结构稳定性、用电安全及消防安全等方面。强调安全教育与培训的重要性,确保所有人员掌握必要的安全知识。环境保护与文明施工:采取措施控制施工噪声、粉尘、污水等对环境的影响,合理安排施工时间,保持现场整洁,实现文明施工。风险管理:识别可能影响工程目标实现的内外部风险因素,评估其可能性和影响程度,并制定相应的MitigationStrategies(缓解策略)或ContingencyPlans(应急预案)。施工过程中,应严格遵循《施工组织设计》执行。如遇重大变更(如设计修改、条件突变等),需及时进行补充、修改,并按原审批程序报审。所有变更应形成正式文件,纳入过程管理。说明:同义词替换与结构变换:例如将“编制”替换为“制定”、“详述”,将“确保”替换为“保障”,调整了部分句式使其更符合技术文件的语言风格。表格(Table2.2.1):此处省略了一个示例表格,展示了如何在施工组织设计中呈现关键构件的吊装参数,使内容更具体化。2.3现场条件勘查为准确评估钢管混凝土拱桥的施工条件并制定科学合理的施工方案,必须对施工现场进行全面、系统的勘查。现场条件勘查应涵盖地质、水文、气象、交通、环境等多个方面,并可为后续设计、施工和安全管理提供依据。勘查内容应详细记录,必要时可采用表格、公式等方式进行量化分析。(1)地质勘察地质条件直接影响钢管混凝土拱桥的基础设计和施工方法,勘查时应查明地质构造、地层分布、土壤承载力等关键参数。建议采用钻探、物探等方法获取数据,并绘制地质剖面内容(【表】)。基础承载力可按公式进行初步估算:f式中:fs——qult——Kf——地质参数单位测定方法典型值范围地层硬度岩石等级钻探、触探软土、中硬岩等土壤承载力kPa室内试验、现场试验100~400地下水水位m水位测量0.5~5.0(2)水文气象勘查水文条件对拱桥施工(尤其是基坑开挖、支架搭设)有重要影响,需重点关注水位变化、流速及洪水风险。气象条件(气温、风速、降雨量)则影响施工进度和安全性。水文气象数据建议按【表】整理:水文/气象参数单位勘查方法重要阈值水位高程m水位计、测量设计水位±0.5m年最大降雨量mm雨量计≥1000(地区取值)常年主导风速m/s风速仪>15(抗风设计参考)(3)交通与环境勘查交通条件决定了材料运输的可行性,需调查运输路线、荷载限制等。环境勘查则需关注生态保护、噪声控制等问题。关键信息可汇总见【表】:勘查项目调查内容注意事项交通条件路线坡度、桥梁净空、运输限重确保大型设备(吊车、运输车)畅通环境影响居民区、敏感生态区分布优化施工时间减少扰民现场勘查完毕后,应编写勘查报告,明确各参数对施工的具体建议,如地质条件是否满足基础承载力要求、水文风险是否可接受等。必要时需补充专题勘查(如地震安全性评估)。2.4机械设备选型与配置在进行钢管混凝土拱桥施工时,其机械设备选型与配置必须结合工程的特点,确保施工质量和效率。本规范将详述必要的机械设备及其配置原则。◉施工机械设备要求施工期间所需的主要机械设备包括以下类别:原材料生产与加工机械:包括振动筛、切割机等,用于筛分和切割钢筋、混凝土等砌筑材料。桥梁预制构件机械:包括预制梁台座、模板及组装工具等,用于桥梁构件的预制和装配。钢筋加工与连接机械:含弯曲机、点焊机和接长机等,旨在确保持续稳定的钢筋接续与调整。混凝土搅拌与输送设备:如全自动水泥搅拌均匀机、输送泵等,确保混凝土混合物满足严格的比例和温度要求。起重与运输设备:包括塔式起重机、汽车吊以及运输车辆等,用于提升和运输施工材料及最终钢结构部件。焊接设备:如焊机、栓钉Weldingequipment:这类设备确保焊接作业连续、稳定。◉机械设备配置原则在选型时,应以施工区域的大小、预期利率、进度要求及机具的使用效率为依据。配置原则应遵循以下几个方面:适应性与高效性:机械设备须符合实际工程要求,保证施工效率,高校作业速度和产出能力。灵活性与通用性:工地施工环境变化多端,所选用设备应便于分解与配置,适用于多种作业场合。环保与安全:优先选用节能减排性能佳的设备,减少对环境的影响。并确保所有设备严格遵守安全规程,实行标准化操作,减少施工人员受伤风险。在表格实现上,可制作以下示例表来直观展示选型要求:机械类别主要功能配置要求环保与安全特性原材料加工机械产量大、高效筛分、切割钢筋混凝土大型振动筛、钢筋切割设备节能型确保粉尘排放达标桥梁预制构件机械高效模板构建、生产标准预制件多项组合构件台座可持续性应用减少废物产生钢筋加工连接机械精准连接各种尺寸钢筋自动焊接与切割系统环保焊接方式减少焊烟排放混凝土搅拌输送设备精确控制混凝土性能自动化混凝土搅拌设备环保输送方案无粉尘释放起重与运输设备高效材科装卸与现场运输多用途塔式起重机符合安全杰出的平衡操作设计焊接设备设施焊接满足连接力与耐用标准高能效焊接产品低烟尘焊接技术确保作业环境安全表格中数据应依据现场实际作相应调整,配置时,还需注意设备的匹配性与连续性,以满足桥梁施工的连续性和无缝作业的要求。通过精确配置与合理布置,可极大优化施工流程,提升整体工作效率,确保工程顺利推进。2.5劳动力与物资调配计划(1)劳动力组织劳动力是钢管混凝土拱桥施工的三大要素之一,合理的劳动力组织是保证工程施工质量和进度的关键。施工过程中应根据工程特点和施工进度要求,合理配置管理人员、技术人员、熟练工人和普工等不同工种的人员,并建立完善的劳务管理制度。劳动力组织应遵循以下原则:按需配置:根据工程实际需要,合理配置各工种人员数量,避免人员浪费。专业对口:确保人员技能与工作内容相匹配,提高工作效率和质量。动态调整:根据施工进度和工程变更情况,及时调整劳动力配置,保持人员结构合理。安全第一:加强安全培训,提高人员安全意识,确保施工安全。施工企业应根据工程承包合同和工程地质、结构形式、施工工艺等具体情况,编制详细的劳动力计划。劳动力计划应包括各工种人员的数量、资质要求、进场时间、离场时间等内容。【表】为钢管混凝土拱桥施工劳动力需求统计表示例,可供参考。◉【表】钢管混凝土拱桥施工劳动力需求统计表示例工种所需人数(人)资质要求进场时间离场时间备注项目经理1中级及以上职称,建造师执业资格合同签订后竣工验收后负责项目全面管理总工程师1高级工程师职称,5年以上桥梁施工经验合同签订后竣工验收后负责技术管理施工队长3助理工程师以上职称,3年以上桥梁施工经验合同签订后竣工验收后负责现场施工管理测量工程师2助理工程师以上职称,2年以上测量工作经验合同签订后竣工验收后负责测量放线结构工程师2工程师以上职称,2年以上桥梁结构设计或施工经验合同签订后竣工验收后负责结构计算安全工程师1安全工程师资质合同签订后竣工验收后负责安全管理试验工程师1试验工程师资质合同签订后竣工验收后负责材料试验焊工20具备焊工操作证地基完成时拱圈施工时按需增加架子工30具备高空作业资格基础施工时拱圈施工时按需增加混凝土工15具备混凝土浇筑经验基础施工时竣工验收前按需增加普工20基础施工时竣工验收前按需增加(2)物资供应计划物资是钢管混凝土拱桥施工的另一个重要要素,物资供应计划是保证工程顺利进行的必要条件。施工企业应根据工程量清单、施工进度计划和物资需求量,编制详细的物资供应计划。物资供应计划应包括物资的种类、数量、规格、供应时间、运输方式、储存地点等内容。物资供应计划应确保物资供应及时、质量合格、价格合理。【表】为钢管混凝土拱桥施工主要物资需求统计表示例,可供参考。◉【表】钢管混凝土拱桥施工主要物资需求统计表示例物资名称数量(t)规格供应时间运输方式储存地点备注钢管3000φ1000x12(根据设计确定)工程开工后汽车运输材料场分批次进场混凝土6000C50(根据设计确定)工程开工后混凝土搅拌车混凝土浇筑点按需供应混凝土此处省略剂20根据配合比要求确定工程开工后汽车运输材料场砂石骨料10000根据配合比要求确定工程开工后汽车运输材料场钢筋500根据设计确定工程开工后汽车运输材料场影响线内容1根据设计确定合同签订后邮寄或快递项目部压浆剂30根据设计要求确定拱圈合龙后汽车运输材料场(3)物资供应管理物资供应管理是保证物资供应计划顺利实施的关键,施工企业应根据物资供应计划,建立完善的物资采购、运输、储存、发放等管理制度。物资供应管理应遵循以下原则:计划采购:根据物资供应计划,制定采购计划,确保物资供应及时。质量优先:严格把关物资质量,确保符合设计要求和相关标准。合理运输:选择合适的运输方式,降低运输成本,确保物资安全运输。科学储存:建立科学的物资储存制度,避免物资损坏和浪费。规范发放:建立规范的物资发放制度,确保物资合理使用。施工企业应加强对物资供应全过程的管理,及时发现和解决物资供应过程中出现的问题,确保物资供应及时、质量合格、价格合理,为钢管混凝土拱桥施工提供有力保障。◉公式示例物资需求量计算公式:Q其中:Q表示某种物资的需求量(t)q表示单位工程量所需的某种物资量(t)N表示工程总量例如,某钢管混凝土拱桥工程,拱圈体积为1000m³,每立方米拱圈需要消耗0.3t钢管,则所需钢管总量为:Q(4)季节性物资供应保障措施在钢管混凝土拱桥施工过程中,应充分考虑季节性因素对物资供应的影响,并制定相应的保障措施。例如,在冬季应做好保温措施,防止物资冻坏;在夏季应做好防雨措施,防止物资受潮。具体措施包括:提前储备:对易受季节性因素影响的物资,应提前储备,确保施工需要。加强防护:对已储存的物资,应加强防护,防止物资受潮、冻坏、变形等。调整供应方式:根据季节性因素,调整物资供应方式,确保物资供应及时。通过以上措施,可以有效保障季节性物资供应,确保钢管混凝土拱桥施工顺利进行。(5)应急物资保障在钢管混凝土拱桥施工过程中,应做好应急物资的储备工作,以应对突发事件。应急物资应包括抢险物资、安全防护物资、医疗物资等。应急物资储备应遵循以下原则:种类齐全:应急物资的种类应齐全,能够满足抢险救援和应急医疗的需要。数量充足:应急物资的数量应充足,能够应对较大规模的突发事件。存放有序:应急物资应存放在指定地点,并做好标识,方便取用。定期检查:应急物资应定期检查,确保物资完好有效。施工企业应根据工程特点和当地实际情况,制定应急物资供应预案,并定期组织演练,确保应急物资供应及时、有效。(6)物资运输保障钢管混凝土拱桥施工中,大量的原材料、半成品、成品需要运输。合理的物资运输是保证施工进度的重要因素之一。物资运输保障措施包括:选择合适的运输方式:根据物资的种类、数量、运输距离、时间要求和成本等因素,选择合适的运输方式,如公路运输、铁路运输、水路运输等。优化运输路线:合理规划运输路线,尽量缩短运输距离,降低运输成本。加强运输调度:建立完善的运输调度制度,及时调配车辆和人员,确保物资及时运输。加强运输管理:加强对运输过程中的安全管理,确保物资安全运输。合同管理:与运输单位签订运输合同,明确双方的权利和义务,确保运输顺利进行。通过以上措施,可以有效保障物资运输,确保物资及时、安全地运输到施工现场,为钢管混凝土拱桥施工提供有力保障。(7)信息化管理建议采用信息化手段进行物资管理和运输跟踪,提高物资管理效率和透明度。例如,建立物资管理数据库,记录物资的采购、运输、使用等全过程信息;利用GPS、RFID等技术进行物资跟踪,实时掌握物资的位置和状态。信息化管理可以带来以下优势:提高效率:可以快速查询物资信息,提高物资管理效率。减少差错:可以减少人工操作,降低人为差错率。加强监管:可以实时监控物资的流动,加强对物资的管理。优化决策:可以根据物资数据进行分析,优化物资供应和运输决策。劳动力与物资调配计划是钢管混凝土拱桥施工的重要组成部分。施工企业应根据工程实际情况,编制合理的劳动力与物资调配计划,并采取有效的保障措施,确保计划的顺利实施,为钢管混凝土拱桥施工提供有力保障,最终实现工程建设的预期目标。同时要注重信息化技术的应用,不断提升管理和效率。三、材料与构件本段主要规范钢管混凝土拱桥施工中所涉及的材料与构件的相关要求。钢材钢管混凝土拱桥主要采用的钢材包括钢板、钢管、钢绞线等。钢材应符合国家相关标准,具有出厂合格证和质量证明书。在采购、运输、储存过程中,应防止钢材的变形、锈蚀和污染。在施工中,应对钢材进行检验,确保其质量符合要求。混凝土混凝土应采用优质的水泥、骨料、水及其他外加剂。混凝土强度等级应根据设计要求进行选择,且应满足施工期的环境温度、湿度等条件。混凝土应具有良好的工作性能,如和易性、抗渗性等。在施工过程中,应对混凝土进行质量监控,确保混凝土的质量符合规范。【表】:混凝土材料要求材料名称要求备注水泥符合国家标准应有出厂合格证骨料清洁、坚硬、无杂质应进行质量检验水洁净不应有污染物外加剂符合功能要求应有出厂合格证构件制造与验收钢管、钢筋混凝土等构件应在符合资质要求的厂家进行制造。制造过程中,应严格按照设计内容纸和技术规范进行。制造完成后,应进行质量验收,确保构件的尺寸、形状、质量等符合设计要求。验收合格的构件方可出厂,运输至施工现场。构件运输与存储构件的运输和存储过程中,应采取有效措施防止构件的变形、破损和锈蚀。运输过程中,应固定牢固,避免碰撞。存储时,应分类堆放,防止混淆。在施工前,应对构件进行再次检查,确保其质量符合要求。公式:构件的允许偏差应符合设计要求及国家相关标准的允许范围。例如,钢管的直径偏差ΔD应满足:ΔD=±(D/1000+t),其中D为钢管外径,t为钢管壁厚。钢筋混凝土构件的尺寸偏差应符合国家相关标准的允许范围。材料与构件的质量是钢管混凝土拱桥施工的关键,在施工过程中,应严格按照本规范的要求进行材料选购、构件制造、运输和存储,确保材料和构件的质量符合要求,为钢管混凝土拱桥的施工质量提供基础保障。3.1钢管材料技术标准钢管混凝土拱桥的施工质量与安全在很大程度上取决于钢管材料的质量。因此对钢管材料的技术标准进行明确规定至关重要。(1)钢管规格钢管应满足以下规格要求:钢管规格外径(mm)内径(mm)壁厚(mm)300300260835035029510400400325124504503601450050040516(2)钢管材料钢管应采用符合国家标准的优质钢材制造,其质量应满足以下要求:钢材的化学成分应符合GB/T700-2006中的规定。钢材的力学性能应满足GB/T701-2006中的规定。钢材的表面质量应符合GB/T9711-2013中的规定。(3)钢管连接钢管连接应采用合适的连接方式,如焊接、螺栓连接等。焊接时应满足以下要求:焊接前应对钢管表面进行清理,去除油污、锈蚀等杂质。焊接应采用合适的焊条或焊丝,确保焊接质量。焊缝应进行外观检查,确保无裂纹、气孔、夹渣等缺陷。(4)钢管防腐钢管应采取有效的防腐措施,如涂装防腐涂料、热镀锌等。防腐涂层应满足以下要求:防腐涂层应具有良好的附着力、耐候性和耐腐蚀性。防腐涂层的厚度应符合相关标准要求,确保其防护效果。防腐涂层应定期进行检查和维护,确保其完好有效。3.2混凝土原材料性能要求混凝土原材料的质量直接影响钢管混凝土拱桥的力学性能与耐久性,其性能指标应满足现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204)及《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T3650)的相关要求。具体规定如下:(1)水泥水泥应采用符合《通用硅酸盐水泥》(GB175)标准的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,强度等级不低于P.O42.5。水泥的细度、凝结时间、安定性及强度等指标需经检验合格,且不得使用受潮结块或过期水泥。当采用其他品种水泥时,其性能应通过试验验证并经监理工程师批准。(2)细骨料细骨料应质地坚硬、洁净,符合《建设用砂》(GB/T14684)规定的I类或II类砂技术要求。砂的细度模数宜为2.3~3.0,含泥量及泥块含量应满足【表】的规定。当采用机制砂时,石粉含量及MB值需符合专项标准要求。◉【表】细骨料含泥量及泥块含量限值项目≥C30混凝土<C30混凝土含泥量(按质量计,%)≤3.0≤5.0泥块含量(按质量计,%)≤1.0≤2.0(3)粗骨料粗骨料应采用质地坚硬、洁净的碎石或卵石,符合《建设用卵石、碎石》(GB/T14685)规定的I类或II类石技术要求。骨料的粒径、级配、针片状颗粒含量及有害物质含量需满足设计要求,且不得含有活性二氧化硅等可能发生碱骨料反应的成分。粗骨料的压碎指标及表观密度应按批次进行检测。(4)外加剂外加剂的质量应符合《混凝土外加剂》(GB8076)的规定,并应根据混凝土性能要求通过试配确定掺量。常用外加剂包括高效减水剂、引气剂、膨胀剂等,其氯离子含量、碱含量及与水泥的相容性需经检验合格。严禁使用对钢管或钢筋有腐蚀作用的外加剂。(5)掺合料掺合料可采用粉煤灰、矿渣粉、硅灰等,其质量应符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596)、《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》(GB/T18046)等标准要求。掺合料的掺量应通过试验确定,并满足混凝土强度、工作性及耐久性指标。(6)拌合用水拌合用水应采用饮用水或符合《混凝土用水标准》(JGJ63)的洁净水,pH值、不溶物含量、氯离子含量等指标需满足规范要求。对水质存疑时,应进行水泥凝结时间、砂浆强度对比试验验证。(7)原材料检验与储存原材料进场时,应提供质量证明文件并按批次进行抽样检验,检验合格后方可使用。水泥、外加剂等应储存在干燥、通风的仓库内,防止受潮变质;骨料应按规格分区堆放,避免混入杂质。公式示例:混凝土配合比设计中的水胶比(W/W式中:W——单位用水量(kg/m³);C——单位水泥用量(kg/m³);F——单位掺合料用量(kg/m³);K——外加剂折算系数(根据产品说明确定)。通过严格控制原材料性能,可确保钢管混凝土拱桥的施工质量与结构安全。3.3构件加工制作工艺钢管混凝土拱桥的构件加工制作工艺是确保桥梁结构安全、稳定和耐久性的关键。本节将详细介绍该工艺的具体要求和步骤,以确保构件的质量和性能符合设计标准。(1)材料选择与准备在构件加工制作前,首先需要选择合适的材料。钢管应采用Q235B级碳素钢,其屈服强度不低于235MPa;混凝土则应采用C30及以上等级的普通硅酸盐水泥,其抗压强度不低于30MPa。同时还需对钢材进行表面处理,如喷砂或抛丸,以去除表面的锈蚀和油污。(2)预制构件制作预制构件的制作过程包括以下几个步骤:下料:根据设计内容纸和尺寸要求,使用切割机对钢材进行切割,并确保切口平整无毛刺。成型:将切割好的钢材放入模具中,通过液压或机械压力使其成型。对于钢管混凝土拱桥,通常采用U型模具进行成型。焊接:将成型后的钢管与钢筋进行焊接,确保焊缝质量符合相关标准。防腐处理:对焊接完成的钢管进行防腐处理,如刷漆或喷涂防锈漆,以防止锈蚀。检验:对预制构件进行外观检查、尺寸测量和力学性能测试,确保其满足设计要求。(3)现场安装现场安装过程中,需要遵循以下步骤:定位:根据设计内容纸和施工内容纸,对预制构件进行精确定位。连接:使用螺栓、销钉等紧固件将预制构件与主梁、拱肋等构件连接起来。浇筑混凝土:在连接完成后,向预留孔洞内浇筑混凝土,直至达到设计高度。养护:浇筑完成后,对混凝土进行养护,以保证其强度和稳定性。检测与验收:对安装完成的拱桥进行全面检查,包括外观检查、尺寸测量和荷载试验等。只有通过检测和验收后,才能投入使用。通过以上步骤,可以确保钢管混凝土拱桥构件加工制作工艺的质量和性能符合设计要求,为桥梁的安全运行提供保障。3.4材料检验与验收流程为确保钢管混凝土拱桥施工材料的质量和性能满足设计要求及规范规定,必须严格执行材料检验与验收流程。施工方应根据设计文件和相关规范标准,对进场的材料进行全面检验,确保材料符合合同约定及质量要求。检验与验收流程应涵盖材料取样、实验室检测、质量评定及记录归档等环节,具体流程如下:(1)材料取样与送检材料取样应遵循随机、均匀、公正的原则,确保样品具有代表性。取样数量和质量应符合【表】的规定。◉【表】材料取样要求材料种类取样单位取样数量取样方法备注钢管每批20根3根等距截取硬度、壁厚混凝土每班次30m³1组标准试块取样抗压强度沥青每批10t3kg随机取样粘度、软化点块石每批100m³5kg四_corners取样硬度、密度取样后,应立即进行标识,注明材料种类、批号、取样时间、取样地点等信息,并填写《材料取样记录表》。样品应尽快送往具备相应资质的检测机构进行检测。(2)实验室检测检测机构应根据相关标准对材料进行实验室检测,常用检测项目和标准见【表】。◉【表】材料检测项目及标准材料种类检测项目检测标准钢管硬度、壁厚、化学成分GB/T3091-2015混凝土抗压强度、抗折强度GB/T50081-2019沥青粘度、软化点、针入度JTGE20-2015块石硬度、密度、饱和吸水率JTGE512-2005检测过程中,应记录原始数据,并进行数据统计分析。检测完成后,检测机构应出具《检测报告》,明确材料是否合格。(3)质量评定材料质量评定应根据检测报告和设计文件进行,评定结果应符合【表】的规定。◉【表】材料质量评定标准材料种类评定标准评定结果钢管检测项目均合格合格混凝土抗压强度≥设计强度合格沥青各项指标均符合标准合格块石各项指标均符合标准合格评定合格的材料方可用于施工;不合格的材料应按规定进行退货或返工处理。(4)记录归档所有材料检验与验收过程应有详细记录,包括《材料取样记录表》、《检测报告》、《质量评定表》等。记录应完整、准确,并妥善归档,以备后续查阅。(5)公式材料质量合格率可按下式计算:P式中:P为材料质量合格率(%);N合格N总通过严格执行材料检验与验收流程,可以有效控制钢管混凝土拱桥施工材料的质量,确保工程质量和安全。3.5构件运输与存储规范(1)运输运输方案编制钢管混凝土拱肋等大型构件的运输应编制专项运输方案,该方案应充分考虑构件的重量、外形尺寸、运输路线的路况、桥位处的吊装条件等因素,确保运输过程安全、平稳、高效。运输方案应包括但不限于以下内容:运输路线内容、运输车辆选型及配套设备、构件固定方式、运输过程监控措施、应急预案等。运输车辆及设备运输车辆应符合设计要求的载重能力和刚度,其车型、车厢尺寸应与构件的外形尺寸相匹配。对于超长、超宽或超高的构件,应选用专用运输车辆,如低平板车、框架车等。运输车辆应配备必要的支腿、垫木等辅助设备,以防止构件在运输过程中发生倾覆或变形。车辆行驶时应保持平稳,避免急刹车、急转弯,以减少构件的冲击和振动。构件固定与防护构件在运输前应进行严格的检查,确保其质量符合要求。运输过程中,构件应采用可靠的固定措施,防止其在车辆行驶过程中发生位移、松动或损坏。固定方式应根据构件的形状、尺寸和运输车辆的类型进行选择,常用的固定方式包括绑扎、支撑、栓接等。同时构件表面应采取有效的防护措施,如覆盖防水布、喷涂防腐涂料等,以防止其在运输过程中受到雨淋、曝晒或污染。构件在运输过程中的绑扎或支撑点位置计算,应保证构件受力合理,避免产生过大应力或变形。其计算可按下列公式进行:Mσ式中:M—绑扎或支撑点的计算弯矩(kN·m);M—允许弯矩(kN·m),应由构件的强度和刚度计算确定;σ—构件在绑扎或支撑点处的计算应力(MPa);σ—构件材料的允许应力(MPa)。运输过程中应指定专人进行押运,负责监督车辆的行驶状况和构件的固定情况,并做好记录。(2)存储场地选择构件的存储场地应选择在平坦、坚实的地基上,场地应能满足构件堆放的要求,并具备良好的排水条件。存储场地应远离可能的振动源和火源,并设置明显的安全警示标志。堆放要求构件应根据其形状、尺寸和重量进行分类堆放,堆放时应采用垫木或其他支撑设备将其垫稳,确保其稳定性和安全性。堆放时应遵循“下大上小”、“重下轻上”的原则,并保证构件的受力均衡。堆放高度应根据构件的强度和稳定性计算确定,并不得超过规定的限值。不同类型构件的堆放高度限制可参考【表】。◉【表】构件堆放高度限制构件类型堆放高度(m)钢管混凝土拱肋3钢管节段5其他构件按设计要求存储期间,构件应定期检查其状态,发现问题应及时处理。存储场地应保持干燥通风,防止构件受潮、锈蚀或变形。本规范仅列出表格的框架,具体内容需根据实际情况进行调整。构件保护存储期间,构件表面应采取有效的保护措施,如覆盖防水布、喷涂防腐涂料等,以防止其在存储过程中受到雨淋、曝晒或污染。同时应定期检查构件的表面状态,发现问题应及时处理。(3)出场验收构件运抵现场后,应进行严格的验收,检查构件的质量、数量、外观等是否符合要求。验收合格的构件方可进行下一步的安装工作,验收时应做好记录,并签署验收单。通过以上细化内容,可以更好地指导钢管混凝土拱桥构件的运输与存储工作,确保施工安全和质量。四、主体结构施工主体结构施工包括桥梁基础、下部结构、拱架搭设以及钢管混凝土拱肋合拢等工作。本部分全面阐述了钢管混凝土拱桥的主体结构施工关键技术和质量控制要点。桥梁基础施工桥梁基础是整个桥梁支撑系统的基础,必须符合桥梁设计要求,确保稳定性和承载力。施工前需进行详细的水文地质勘探及现场调查,确保选择合适的基础类型(如桩基础、深基础等)和方案(如钻孔灌注桩、打入桩等)。采用新鲜混凝土或水下混凝土进行浇筑,并实行水泥此处省略剂和微泡混凝土技术,严格控制浇筑过程中的混凝土流动度和密实程度。之后进行基础的沉降观测与数据分析,以评估地基的稳定性。下部结构施工下部结构主要指桥梁支撑系统的下部构造,包括桥墩和桥台。桥墩、桥台施工需采用全预制拼装施工方法。首先进行地基处理,按照设计内容纸现场搭建预制工作平台,并在平台上组装预应力混凝土管桩,对待安装的桥墩、桥台进行分节预制。在预制过程中严格控制预制质量和尺寸精度,确保每个节段符合设计尺寸和质量标准。接着,采用浮吊、吊车等吊装设备进行逐节段拼装作业,并按照设计要求进行整修和调整。当所有桥墩、桥台均拼装完毕并通过质量检测后,再进行桥墩、桥台的预应力张拉。最后进行基础与下部结构的永久固定,采用座浆注浆、锚固等方式,确保混凝土与钢筋之间的结合牢固。拱架搭建4.1基础工程施工方案在钢管混凝土拱桥的基础工程施工中,应充分考虑地质条件、环境因素及结构荷载,制定科学合理的施工方案。基础形式的选择应根据水文地质条件、地基承载力及施工工期等因素综合确定,常见的有桩基础、扩大基础等。为确保基础工程的质量与安全,需严格按照设计内容纸及相关规范进行施工,并做好以下工作:(1)桩基础施工方案施工准备材料准备:钢筋、混凝土、桩材、保护层垫块等材料应符合设计要求及国家现行标准,进场前需进行抽样检测。设备准备:冲击钻、旋挖钻机、钢筋加工设备等施工机械应调试合格,并配备相应的安全防护装置。场地布置:根据桩位布置及施工需求,合理规划施工区域,确保运输通道及排水系统畅通。桩位放样与复核采用全站仪进行桩位放样,并设置永久性或半永久性标志。放样完成后,需复核桩位偏差是否满足【表】的规定:桩径(mm)允许偏差(mm)复核方法≤1000±20全站仪>1000±30全站仪若偏差超限时,应及时调整并记录调整过程。桩孔施工根据地质条件选择合适的成孔方法,如冲击钻成孔或旋挖钻成孔。成孔过程中需监测孔深、孔径及垂直度,其偏差应符合以下公式要求:孔径偏差:D垂直度偏差:L其中D为桩径,L为桩长,H为桩孔垂直度测量高度。成孔完成后,需进行清孔,确保孔底沉渣厚度不大于100mm。钢筋笼制作与安放钢筋笼制作:钢筋笼主筋间距、箍筋配置应符合设计要求,焊接接头需满足规范规定。安放要求:钢筋笼吊装时需采用专用吊具,防止变形;安放深度应精确控制,确保顶面标高符合设计。(2)扩大基础施工方案土方开挖开挖方式:根据基础尺寸及地质条件,可采用机械开挖或人工配合清理。边坡防护:开挖过程中需设置临时边坡坡度(一般为1:0.5~1:1),必要时采取支护措施。基底处理:基底承载力需经承载力试验验证,其标准值应满足【公式】的要求:f其中fuk为地基承载力标准值(kPa),fsk为地基承载力特征值(kPa),γc模板安装与验收扩大基础模板需保证平整度及垂直度,允许偏差见【表】:项目允许偏差(mm)测量工具中心线位置±10全站仪或激光经纬仪表面标高±10水准仪相邻模板高差2水平尺模板安装完成后,需由监理方及施工方共同验收合格后方可浇筑混凝土。混凝土浇筑配合比设计:混凝土强度等级应满足设计要求,宜采用C30以上强度等级。浇筑顺序:应分层对称浇筑,每层厚度不宜超过300mm,防止模板变形。养护措施:混凝土终凝后应立即覆盖保湿养护,养护时间不少于7天。(3)质量控制要点原材料检测:所有进场材料需按规定进行复检,不合格材料严禁使用。过程监控:桩基成孔、钢筋笼安放等关键工序应全程视频监控。隐蔽工程验收:基础钢筋、桩底沉渣等隐蔽工程必须经监理方验收合格后方可进行下一道工序。通过以上措施,确保基础工程达到设计要求,为钢管混凝土拱桥的整体稳定奠定基础。4.2拱肋架设与拼装工艺拱肋架设与拼装是钢管混凝土拱桥施工的关键工序,其质量直接关系到桥梁的整体受力性能和安全运营。本规范对拱肋的架设方式、分段长度、节段拼装、接头处理、以及线形控制等方面的技术要求进行规定。(1)架设方法拱肋的架设方法应根据桥梁跨径、地形条件、运输能力、施工设备等情况综合选择。通常可采用以下几种方法:支架法(ScaffoldingMethod):适用于跨径较小、场地开阔、允许设置支架的桥梁。在支架上逐段安装拱肋节段,或先组装成半跨再合龙。缆索吊装法(CableBettingMethod):适用于跨径较大、地形复杂、不便设置支架的桥梁。利用缆索系统将拱肋节段悬吊至安装位置进行拼装。转体法(RotationMethod):适用于跨越深谷、河流或既有线路的桥梁。在桥墩附近将拱肋节段旋转并对接至设计位置。顶推法(JackingMethod):适用于地形平坦、视野开阔的桥梁。在桥台后设置加劲梁,将拱肋节段逐段顶推并对接。无论采用何种架设方法,均应进行详细的施工方案设计,包括力学计算、设备选型、安全保障措施等,并通过专家论证后方可实施。(2)节段预制与运输拱肋通常分成若干节段进行预制,节段的长度应根据运输条件、架设方法以及场地限制等因素确定,一般宜采用3m~12m的范围。节段在预制场地应按照设计内容纸精确预制,并达到规定的强度要求。预制完成的拱肋节段应进行编号,并按照施工顺序堆放或存放。在运输过程中,应采取必要的加固措施,防止碰撞或变形。运输路线应提前规划,确保运输安全畅通。必要时可进行有限元分析,以优化节段长度、数量及运输方案。节段运输途中,应建立RundfunkundTelekommunikationüberwachung(RTK)监控系统,实时监测节段的位置和姿态变化,确保运输安全。节段运输过程应详细记录,形成运输日志。(3)节段拼装节段拼装是指在架设方法确定的基础上,将运输至安装位置的拱肋节段逐步连接成整体的工序。拼装过程应遵循以下原则:对位准确:节段拼装时,应确保各节段的中心线、轴线、标高等几何参数符合设计要求。可采用测量放线、激光准直等技术手段进行精确定位。连接牢固:拱肋节段之间的连接方式通常采用螺栓连接、焊接或两者的组合。螺栓连接应按照规范拧紧,焊接应按照设计要求进行,并确保焊缝质量。顺序合理:拼装顺序应根据拱肋结构特点和施工条件确定。通常宜采用由中间向两端的顺序进行拼装,或采用对称拼装的方案。监测及时:拼装过程中应进行实时监测,及时发现并处理问题。监测内容包括节段的位移、转角、应力等。以螺栓连接为例,其连接步骤可概括为以下公式:F其中:F螺栓为单个螺栓的承力设计值F设计为拱肋节段设计荷载n为螺栓数量。根据设计要求,在拱肋节段的连接部位,可以有表格来表示螺栓直径、数量等信息。例如【表】所示:节段编号连接部位螺栓直径(mm)螺栓数量1A24121B22102A24122B2210…………(4)复合支撑拱肋在架设与拼装过程中,应设置临时支撑系统,以保证拱肋的稳定。临时支撑应满足以下要求:承载力足够:临时支撑的承载力应大于拱肋节段的最大设计荷载。刚度适宜:临时支撑的刚度应适宜,既要保证拱肋的稳定,又要避免因支撑刚度过大而造成不必要的附加应力。可调性:临时支撑应具有可调节高度的功能,以便在拼装过程中进行微调。分布合理:临时支撑的布置应根据拱肋的受力特点进行合理分布。临时支撑可以是斜撑、立柱或桁架等形式。支撑的材质可采用钢材、混凝土等。支撑体系的设计应进行详细计算,并设置必要的安全储备。(5)线形控制拱肋架设与拼装过程中,应进行线形控制,确保拱肋的平面位置和高程符合设计要求。线形控制的方法包括:测量放线:利用全站仪、GPS等测量设备进行测量放线,确定拱肋的轴线位置。高程控制:利用水准仪等测量设备进行高程控制,确保拱肋的标高符合设计要求。沉降观测:对临时支撑和地基进行沉降观测,及时发现并处理沉降问题。线形控制应贯穿于拱肋架设与拼装的整个过程,并及时进行调整,以保证拱肋最终成桥后的线形精度。(6)质量检查与验收拱肋节段在运输至安装位置后,应进行质量检查,合格后方可进行拼装。拼装完成后,应进行最终验收,验收内容包括:几何尺寸:检查拱肋的轴线位置、标高、截面尺寸等是否符合设计要求。连接质量:检查螺栓连接的紧固程度、焊接质量等。线形精度:检查拱肋的线形精度是否符合规范要求。质量检查与验收应建立完善的管理制度,并做好相关记录。4.3钢管内混凝土浇筑技术钢管内混凝土的浇筑是钢管混凝土拱桥施工的关键环节之一,其质量直接影响结构的耐久性和受力性能。本节详细规定了钢管内混凝土的浇筑方法、材料要求、施工工艺及质量控制要点。(1)浇筑方法钢管内混凝土的浇筑方法主要有两种:泵送浇筑和tilt-up浇筑。泵送浇筑适用于长距离、高桥墩的拱桥,而tilt-up浇筑适用于场地狭窄、拱肋较短的情况。泵送浇筑:采用混凝土搅拌运输车将混凝土输送至拱肋底部,通过泵送管道将混凝土沿钢管向上输送,直至充满整个钢管。此方法浇筑速度快、效率高,但需保证泵送管道的密封性和稳定性。tilt-up浇筑:将预制好的拱肋倾斜放置,使钢管底部朝上,然后通过泵送或倾倒的方式将混凝土浇筑入钢管内。此方法适用于拱肋跨度较小、重量较轻的情况,但需注意拱肋的稳定性控制。(2)材料要求混凝土:钢管内混凝土应采用C30及以上强度等级的混凝土,其配合比设计应满足设计强度要求,并具有良好的流动性、密实性和耐久性。混凝土的骨料宜采用坚硬耐久的碎石,粒径宜为5-25mm,以减小骨料与钢管内壁的摩阻力。此处省略剂:为了提高混凝土的流动性,可适当掺加高效减水剂,减水剂的质量应符合国家相关标准。(3)施工工艺浇筑前的准备1)检查钢管内壁的清洁度和干燥度,确保无油污、杂物等影响混凝土粘结的障碍物。2)安装并检查浇筑导管、振捣器等设备的完好性,确保其能够正常工作。3)根据设计要求,设置混凝土浇筑分段,并绘制浇筑顺序内容。浇筑过程控制1)泵送浇筑:混凝土泵出口应安装滤网,防止骨料进入泵体造成堵塞。泵送过程中应连续进行,并保持混凝土泵的均匀运转,避免出现断流现象。浇筑速度应控制在2-5m/h,确保混凝土密实填充钢管内壁。2)tilt-up浇筑:混凝土浇筑前,先将拱肋倾斜至预定角度,然后通过泵送或倾倒的方式将混凝土浇筑入钢管内。浇筑过程中应持续振捣,确保混凝土密实填充钢管内壁。浇筑后的养护混凝土浇筑完成后,应及时进行养护,养护时间不宜少于7d。养护方法可采用洒水养护或覆盖塑料薄膜养护,确保混凝土在养护期间不失水、不受冻。(4)质量控制混凝土质量:混凝土浇筑前应进行坍落度测试,坍落度应为180-220mm,并做好记录。混凝土浇筑过程中应每2h取样进行抗压强度测试,确保混凝土强度满足设计要求。钢管内混凝土密实度:可采用超声波检测法或同位素检测法对钢管内混凝土的密实度进行检测。检测结果表明,钢管内混凝土的密实度不得低于95%。钢管变形控制:混凝土浇筑过程中应监测钢管的变形情况,确保钢管的变形在允许范围内。钢管的最大变形不得超过L/1000,其中L为钢管长度。钢管内混凝土浇筑密实度检测结果可表示为以下公式:K式中:K——钢管内混凝土密实度Mt——实测混凝土体积Mmax——钢管内最大混凝土体积通过对钢管内混凝土浇筑技术的规范和严格控制,可以有效保证钢管混凝土拱桥的施工质量,延长桥梁的使用寿命。4.4拱肋线形控制措施为确保钢管混凝土拱桥施工过程中拱肋线形的精确性,应采取一系列有效的监控措施。具体措施如下:设计阶段:拱肋的三维线形计算应高度精确,确保其布面季连续性。对于关键控制点的设定,考虑不同荷载状态下的变化情况,采用先进的符号分析技术优化参数。施工部署:在拱通过对岸斜脚支架对称架设抗推以及悬挂装置时,要确保拱肋线形的基准精度。比如应预先在斜脚支架和核心临时缩短系统的基础上倒算出拱轴曲线的高程基准线,并于此为准差的设定,结合理论职业辅佐和实时观察预警,达到现场最精确的操作。施工测量:及时测量拱肋的关键点标高,并将其与设计标高进行比较,若有偏差,应立刻进行分析调整,同时依据超前预测模型确定第n个子节段的标高。此过程中,借助于信息化信息技术,如高精度全站仪与数字摄影测量技术,可实时精确捕捉拱肋的线形数据。力控与形控策略:运用自动化监测设备对拱肋施工过程中的应力、应变与线形变化进行动态跟踪,以保证整个军建设过程符合设计的力、形控制约束。材料与施工工艺监控:通过临床试验等一系列科学验证过程,选取适宜的钢筋材料与混凝土配合比,确保受力均匀且施工质量可靠。此外在关键部位,应进行详细的施工工艺记录与描绘,以保证线形控制的精确度。通过综合上述各项措施,可使钢管混凝土拱架线形控制点设计符合策划目标,并确保整个施工过程中的线形精确与持久稳定,以保证结构物的使用安全。4.5节点连接施工要点节点连接是钢管混凝土拱桥施工中的关键环节,直接关系到桥梁的整体稳定性和安全性。因此在节点连接施工过程中,必须严格控制施工质量,确保节点连接的强度、刚度和密实性。以下是节点连接施工的几个要点。(1)材料准备节点连接所使用的材料,如高强度螺栓、焊条、焊剂等,必须符合设计要求和相关标准。此外材料在使用前应进行严格检验,确保其质量合格。例如,高强度螺栓的上紧扭矩应符合【表】的规定。◉【表】高强度螺栓上紧扭矩要求螺栓规格(M)上紧扭矩(N·m)M24600~800M22500~700M20400~600(2)焊接质量控制节点连接的焊接质量对桥梁的承载能力有直接影响,焊接前,应清除坡口及其附近的油污、锈蚀等杂物,确保焊缝质量。焊接过程中,应严格按照焊接工艺规程进行,控制焊接电流、电压、速度等参数。焊接完成后,应对焊缝进行无损

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