洛陽瀛洲橋鋼管拱施工方案
一、編制依據
1、《公路橋涵施工技術規範》（jtj041-2000）；
2、《公路工程質量檢驗評定標準》（jtgf80/1-2004）；
3、《市政橋梁工程質量檢驗評定標準》（cjj2-90）；
4、《鋼結構設計規範》（gb50017-2003）；
5、《建築鋼結構焊接技術規程》（jgj81-2002）；
6、《鋼結構工程施工質量驗收規範》《gb50205-2001》。
二、工程概況
主橋鋼管拱拱肋分為一根主拱肋和兩根副拱肋。主拱肋採用直徑1.5m的鋼管拱混凝土結構，位於豎平面內，矢跨比約為1/3.
5；副拱肋採用直徑1.2m的空鋼管結構，由於豎直平面向兩側旋轉22.05°得到，豎拱向平面內矢跨比約為1/3.
0，拱頂處中心線橫向距主拱肋拱頂中心線10.0m，豎向距離為5.7m。
主拱肋鋼管壁厚為20mm，鋼管內填充c50微膨脹混凝土，副拱肋鋼管壁厚為22mm。鋼管內部沿縱向每3m設定一道環形橫隔板，拱腳處加密，並沿圓弧間隔45°設一道縱向加勁肋，高度為150mm，以保證混凝土和鋼管的協同受力。
斜撐為工字形鋼板，腹板高600～900mm,厚20mm，翼緣板寬300mm，厚10mm。橫撐採用外徑299mm，壁厚30mm的鋼管。
根據鋼管拱製造和安裝總體施工方案，主拱肋和副拱肋均分為兩個拱腳預埋段、乙個合龍段和八個普通段。單段最大吊裝重量約14噸。
鋼管拱拱座位於三角區縱樑頂面，寬4000mm，長7608mm,高4145mm，三稜柱體結構，是上部鋼管拱和下部三角區之間的重要傳力結構。拱座由鋼管拱預埋段、鋼筋砼、外包鋼板三部分組成。鋼管拱預埋段由主副拱三根鋼管和之間的連線鋼板組成，重約16t。
其中主拱鋼管預埋入拱座1800mm，外露1000mm；副拱鋼管預埋入拱座2700mm，外露1000mm。每根鋼管上均有內外層φ20剪力釘和φ28錨筋，錨筋錨於三角區縱樑內。拱座內鋼筋密集複雜，大部分預埋入三角區縱樑內，共重17756.
9kg。砼為c50微膨脹砼，共64m3。外包鋼板為δ20和δ40 厚鋼板，內側設定φ20剪力釘，重約13.
5t。吊桿分為橋面中心豎直吊桿和兩側斜吊桿，豎直吊桿共13根，其中邊吊桿採用pes(fd)7-151低應力高強平行鋼絲拉索σb=1670mpa，配用ovmds(k)7-151錨具，中吊桿採用pes(fd)7-109低應力高強平行鋼絲拉索σb=1670mpa，配用ovmds(k)7-109錨具；斜吊桿共18根，採用。pes(fd)7-37低應力高強平行鋼絲拉索，σb=1670mpa，張拉端採用ovmlzm7-37型吊桿錨，固定端採用7-37熱鑄錨。
主橋中跨設有六束體外預應力系杆索，採用環氧噴塗鋼絞線成品索pes15tu1-37，標準強度fpk=1860mpa，設有通常的φ203×6mm的預埋鋼管。
三、鋼管拱安裝方案及步驟
總體施工順序為：12#、13#墩三角剛構砼梁及預應力施工→三角區支架拆除（支墩保留）→吊裝主跨鋼箱梁並拼焊成整體→吊裝預製砼橋面板及溼接縫施工→搭設鋼拱肋拼裝支架→鋼管拱分節段運至現場→拱腳施工→逐段吊裝拼焊鋼管拱肋節段至合攏→安裝並第一次張拉主橋中跨系杆索→安裝部分豎吊桿和斜吊桿→主拱肋鋼管壓灌混凝土→拆除拱肋拼裝支架→第二次張拉體外系杆索→安裝其餘主吊桿及斜吊桿→按設計次序張拉主吊桿及斜吊桿至50%設計張拉力→第三次張拉體外系杆索→按設計次序張拉主吊桿及斜吊桿至100%設計張拉力→第四次張拉體外系杆索→拆除主橋中跨支架和三角剛構支架→拆除主橋邊跨支架，張拉邊跨剩餘系杆索→施工掛梁及橋面系→張拉主橋中跨系杆索至設計值
根據洛陽瀛洲橋上部結構總體施工方案，鋼管拱採用拼拱支架+龍門吊機的方法進行安裝。拼拱支架採用軍用墩，之間設定連線系和攬風，頂部設定支撐和微調裝置，並根據設計及監控要求設定相應的預抬值。鋼管拱由武昌造船廠加工，廠內進行預拼，分段運至現場直接吊裝。
鋼管拱肋安裝順序為先主拱後副拱，由拱腳向跨中方向逐段對稱吊裝，風撐隨著拱肋同段安裝。吊桿利用龍門吊機從上而下安裝，系杆採用牽引法安裝，採用相應噸位和型號的千斤頂按照設計和監控指令的順序進行張拉。拱肋內混凝土採用幫浦送頂公升壓註法澆築。
四、拼拱支架安裝
在鋼箱梁頂面橋面板溼接縫處設定預埋件，以備於拼拱支架連線，橋面板溼接縫現澆後再安裝拼拱支架。預埋件須精確定位，且固定牢靠。要求預埋件位置準確，頂面水平，溼接縫混凝土澆築時不得擾動。
溼接縫混凝土達到10mpa以上即可進行軍用墩安裝，軍用墩採用在地面上拼裝成大塊，門吊吊裝至梁頂進行安裝。安裝順序與拱肋吊裝順序保持一致。軍用墩安裝完成後，按照設計圖紙及時安裝連線系、攬風和墩頂結構。
要求軍用墩螺栓連線緊固，且垂直度不得大於1%。主拱及副拱拼拱支架頂部均設千斤頂和倒鏈，千斤頂和倒鏈考慮倒用。
五、鋼管拱拱座施工
拱肋預埋段鋼管（主副鋼管和連線板）在加工廠製作成整體，運制現場進行安裝。為了保證拱肋預埋段鋼管定位的精度，採用型鋼骨架輔助定位，型鋼骨架採用槽鋼結構。定位時，採用精密全站儀跟蹤測量，達到要求後與型鋼骨架焊接牢固。
按照設計圖紙焊接或綁紮拱座鋼筋，安裝外包鋼板，為防止混凝土澆築時，外包鋼板外漲，在外包鋼板內外側設定一定量的拉桿和支撐型鋼。為便於混凝土振搗，須在外包鋼板上開設一定的振搗孔和人孔，切割下的鋼板編號儲存，混凝土澆築時及時恢復。
拱座內砼為c50微膨脹砼，砼為自製砼，砼攪拌車運輸，汽車幫浦幫浦送。砼塌落度控制在18—22cm, 初凝時間不小於10h。振搗採用插入式振搗棒和附著式振動器相結合。
六、鋼管拱安裝
利用龍門吊機提公升主拱ⅱ節段及副拱b節段至拼拱支架。主拱ⅱ節段、副拱b節段初步安裝就位，利用千斤頂、倒鏈調整拱肋豎向及橫向位置，精確定位。主拱ⅱ節段、副拱b節段拼裝完畢後與拱腳預埋段點焊固定，經測量無誤後按要求施焊，主拱和副拱對稱相向拼裝。
安裝主拱ⅱ節段、副拱b節段上斜撐和橫撐。
按照中主拱ⅱ節段、副拱b節段的拼裝方法，逐步拼裝其餘各段拱肋（主拱ⅲ-ⅴ節段、副拱c-e節段）。拱肋拼裝過程中，每拼裝一段拱肋均須精確定位，保證拱肋軸線的準確。隨拱肋拼裝，安裝各節段斜撐及橫撐。
邊段拱肋安裝固定好後，用龍門吊機再吊起合攏段拱肋，與邊段拱肋用臨時法蘭盤通過螺栓連線，形成臨時整體鋼管拱。然後對整個拱肋進行精確調整，使節點處縫隙、縱橫位移、標高等均控制在設計允許的範圍之內，及時進行鎖定焊接。先合攏主拱，後合攏副拱。
焊接合攏溫度應符合設計規定，如設計無規定，合攏溫度宜為10～15℃。接頭施焊應上、下游，每跨兩端對稱進行，避免拱肋移位或變形。
鋼管拱製作與安裝檢驗標準
七、鋼管拱焊接
鋼管拱安裝到位後，按照要求對稱焊接環縫，焊接時嚴格按照工藝評審通過的焊接方法施焊。節段間的環焊縫的施焊應對稱進行，施焊前需保證節段間有可靠的臨時連線，並且由定位板控制焊縫間隙，不得採用堆焊。所有焊工均應有相應等級的合格證書。
當濕度大於80%，或風力大於四級、或雨雪天氣、或環境溫度低於0℃又無保護措施時，不得進行焊接，構件表面潮濕或有雨雪時，要清除乾淨並烘乾，方可施焊。鋼管拱工地焊縫包括主拱、副拱鋼管環縫，斜撐和橫撐與主副拱間的連線焊縫。
1、主副拱工地環縫裝焊
拱肋鋼管工地焊縫形式示意圖
主副拱工地焊縫包括鋼管對接焊縫和鋼管內縱肋嵌補焊縫。拱肋鋼管定位驗收後，微量調整鋼管接頭並用臨時連線板臨時連線固定，再裝焊鋼管內縱肋嵌補，最後裝焊鋼管對接焊縫。考慮施工安全問題，鋼管內縱肋嵌補先裝焊，此時鋼管對接處可做為通風縫口；嵌補裝焊後鋼管對接縫裝鋼襯墊，在鋼管外焊接鋼管對接焊縫。
拱肋環縫對稱焊接。
2、 橫撐、斜撐與拱肋鋼管的裝焊
有橫撐截面橫撐、斜撐與拱肋鋼管連線形式示意圖
無橫撐截面橫撐、斜撐與拱肋鋼管連線形式示意圖
橫撐、斜撐與拱肋鋼管連線有兩種連線形式：有橫撐處與副拱鋼管連線是帶有短接頭節點的連線；另一種是不帶短接頭與拱肋鋼管直接連線。
主副拱安裝後裝焊橫撐和斜撐結構，各節點在橫橋向對稱施焊。
3、焊縫檢測
焊接完成後，焊工和檢查員應通過目測、或採用焊縫檢測器檢測、低倍放大鏡觀察等方法對所焊焊縫進行認真檢查。必要時還可用著色、磁粉探傷等方法。不得有裂紋、未熔合、夾渣、未填滿弧坑等缺陷。
外觀檢查合格後，內部檢測的焊縫應在焊接24小時後進行；內部探傷由專職人員擔任，專職人員經培訓合格並取得相應資格證書。
焊縫無損檢驗等級
八、吊桿安裝及張拉
1、吊桿安裝
鋼管拱合攏後，安裝並初次張拉主跨系杆索，然後安裝部分主吊桿和斜吊桿，拼拱支架拆除後，安裝剩餘全部吊桿。吊桿採用吊機吊裝從上向下安裝，先在拱上安裝固定端錨頭，再用牽引裝置將張拉端錨頭也牽引至要求位置，然後旋緊螺帽。
2、吊索張拉
豎吊桿成橋吊桿拉力為1222～2775kn，考慮活載及溫度變化等各種組合後，最不利工況下拉力為1719～3183kn，邊吊桿張拉力值較大，採用pes(fd)7-151低應力高強平行鋼絲拉索σb=1670mpa，配用ovmds(k)7-151錨具，每束破斷張拉力9705kn，安全係數3.0；當中的吊桿力值比較均勻，採用pes(fd)7-109低應力高強平行鋼絲拉索，σb=1670mpa，配用ovmds(k)7-109錨具，每束破斷張拉力7005kn，安全係數3.0。
斜吊桿成橋吊桿拉力為340～496kn，組合荷載作用下，斜吊桿產生最大拉力676kn。為張拉方便，採用熱鑄平行鋼絲7-37，每束破斷張拉力2375kn，安全係數3.5。
通過耳板和銷軸和鋼梁、拱肋連線。
豎直吊桿和斜吊桿張拉端設定在梁底。吊桿嚴格按照設計和監控提供的施工步驟、張拉力等進行張拉，張拉時上下游與單跨兩側同時對稱張拉。張拉過程中應有完善的監控程式，對拱肋變形進行監測。
張拉程式為：0→初應力（0.10σcon）→1.
05σcon→持荷2min→σcon(錨固)。吊桿張拉採用引伸量與張拉力進行雙控，以張拉力控制，引伸量校核。要求實測引伸量和設計引伸量兩者誤差±6%之內。
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