淺談系桿拱橋拱肋安裝架設(shè)

摘要：通過(guò)對(duì)96m系桿拱橋拱肋施工要點(diǎn)、施工過(guò)程中技術(shù)問(wèn)題的分析，從施工方法進(jìn)行論述，提出了保證作業(yè)人員的施工方法，達(dá)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(jìn)行。

關(guān)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(jiǎn)支系桿拱橋，梁全長(zhǎng)98m，計(jì)算跨度為95.7m，矢跨比f(wàn)/l=1：4.98475，拱肋立面矢高19.2m。拱肋在橫橋向內(nèi)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(shè)置拉桿與腹板先栓接最后焊接。拱管內(nèi)灌注C50補(bǔ)償收縮混凝土。兩拱肋間設(shè)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(shè)吊桿34根，吊桿間距5m。橋面寬17.5m。

每根拱肋由9個(gè)制作段組成，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)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(gè))，總重量約416噸。詳細(xì)劃分見(jiàn)下表：

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2 施工進(jìn)度

拱腳安裝計(jì)劃15天，其它拱肋節(jié)段安裝計(jì)劃20天。

3 安裝方案

3.1 施工前準(zhǔn)備

3.1.1 施工場(chǎng)地的處理

由于本橋緊鄰既有鐵路線，故運(yùn)梁車、吊車將占位于支架一側(cè)（遠(yuǎn)離鐵路線側(cè)）進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸和吊裝作業(yè)。因此，拼裝支架一側(cè)約需15m寬作業(yè)通道要碾壓平整并夯實(shí)，滿足現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)條件，地面吊裝作業(yè)時(shí)設(shè)置圍擋將施工區(qū)域與行人、車輛分開(kāi)。

3.1.2 主要設(shè)備、機(jī)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(tái)、50t汽車吊1臺(tái)用于現(xiàn)場(chǎng)桿件安裝，或根據(jù)實(shí)際情況選用。

準(zhǔn)備拼裝用32t、50t機(jī)械千斤頂、導(dǎo)鏈、撬棍、施焊設(shè)備、涂裝設(shè)備等若干。見(jiàn)主要設(shè)備機(jī)具配備計(jì)劃表。

3.2 臨時(shí)支架搭設(shè)

本橋采用鋼管立柱支架，搭設(shè)原則為：在每個(gè)拱肋拼接口處兩側(cè)搭設(shè)Φ400×10的鋼管立柱，立柱中心距為2800×2200mm，全橋共搭設(shè)8組此類支架，每組橫橋向相對(duì)應(yīng)的支架用2根∠100×10連接，縱向采用導(dǎo)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(gè)穩(wěn)定的框架結(jié)構(gòu)。

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(kāi)始向中間進(jìn)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(shè)應(yīng)符合《鐵路橋涵施工規(guī)范》（TB10203-2002）的有關(guān)規(guī)定。拼裝架設(shè)前，應(yīng)對(duì)橋墩、墊石頂高程、中線及跨距進(jìn)行復(fù)測(cè)，偏差在規(guī)范允許范圍內(nèi)方可架設(shè)，在橋臺(tái)上放出橋梁中線和端線。

安裝架設(shè)拱腳位置四片拱肋，在進(jìn)行拱腳定位時(shí)，從底模板上搭設(shè)定位支架。

如圖2：

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每片拱肋安裝從兩端向中間對(duì)稱進(jìn)行吊裝就位，在支架上拼成節(jié)段整體后進(jìn)行焊接。合龍段吊裝前焊接所有環(huán)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(yīng)進(jìn)行合龍段安裝前的觀測(cè)，在合適溫度的情況下，確定合龍段長(zhǎng)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(jìn)行吊裝，吊機(jī)或按實(shí)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(zhì)量、表面防腐、預(yù)拼情況及接口處的標(biāo)識(shí)，并將拱肋上口進(jìn)行包封，防止異物落入管內(nèi)，確認(rèn)準(zhǔn)確無(wú)誤后方可進(jìn)行吊裝。拱肋吊裝就位后，應(yīng)立即進(jìn)行校正，并采取臨時(shí)固定措施以保證鋼構(gòu)件的穩(wěn)固性。

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

3.4.2 拱肋拼裝要求

梁段落梁后，當(dāng)用千斤頂頂起梁段時(shí)，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(duì)梁體造成損傷和產(chǎn)生局部變形。

梁段吊裝到支架上后，應(yīng)首先進(jìn)行梁段間的幾何尺寸調(diào)整，調(diào)整合格后方可焊接，調(diào)整的主要內(nèi)容包括：

①確保拱肋中心軸線與設(shè)計(jì)中心線重合；鄰節(jié)段對(duì)口偏差≤2mm（對(duì)應(yīng)板件間）。

②拱肋平面直線線形及豎向曲線線形符合設(shè)計(jì)和安裝高程要求。

③拱肋各段調(diào)整合格后必須用馬板點(diǎn)焊定位。

④拱肋各組段焊接完成后，切除馬板，弧坑處補(bǔ)焊、磨平。

拱肋安裝、焊接、調(diào)整完成后，拱肋幾何尺寸的允許偏差應(yīng)滿足拱肋安裝合龍的技術(shù)要求：

①拱肋高程（該階段的設(shè)計(jì)值）偏差應(yīng)小于+10mm，-10mm，對(duì)稱點(diǎn)高差不大于20mm。

②拱肋接頭焊縫錯(cuò)臺(tái)不大于2mm。

③拱軸線長(zhǎng)度誤差△≤20mm。

④拱肋橫向偏位：拱頂（≤16mm），L/4處（≤15mm）。

⑤吊桿長(zhǎng)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(yán)格執(zhí)行針對(duì)此工程編制的焊接工藝文件。優(yōu)先選用CO2半自動(dòng)焊的焊接方法，環(huán)口對(duì)接采用背面貼鋼襯墊單面焊雙面成型工藝。按規(guī)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(yù)熱，但在溫度低于5℃情況下施焊時(shí)，為保證焊接質(zhì)量，焊前對(duì)待焊區(qū)域預(yù)熱50℃以上，焊接過(guò)程中應(yīng)注意保溫，當(dāng)因故中斷施工時(shí)，重新焊接前需預(yù)熱50℃以上。

焊接設(shè)備控制：保證電焊機(jī)、CO2流量計(jì)、烘干箱等設(shè)備的計(jì)量指示準(zhǔn)確，保溫筒保溫良好。焊接電源前配備SBW-225穩(wěn)壓器，保證電源輸入電壓穩(wěn)定。

焊接材料：焊接材料必須具有合格產(chǎn)品質(zhì)量證明書，并經(jīng)復(fù)驗(yàn)合格后方可使用。焊條必須按規(guī)定烘干后使用，嚴(yán)禁使用藥皮脫落焊條、生銹焊絲。手工焊接時(shí)，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(guī)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(guī)定范圍的焊接操作。

焊接過(guò)程控制：焊接前接口處30～50mm范圍進(jìn)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(jīng)確認(rèn)無(wú)裂紋等缺陷后再焊下一道。

施焊環(huán)境：焊接作業(yè)的環(huán)境溫度不宜低于5℃，其相對(duì)濕度不大于80%。室外焊接必須在防風(fēng)、雨、雪的設(shè)施內(nèi)進(jìn)行。鑒于工程進(jìn)度要求，當(dāng)溫度低于5℃時(shí)，可在焊縫區(qū)設(shè)防風(fēng)保溫罩。

4.2 焊縫檢驗(yàn)

所有工地焊縫必須在全長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)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(yīng)在焊接24小時(shí)后進(jìn)行無(wú)損檢驗(yàn)，檢驗(yàn)前必須校對(duì)檢驗(yàn)儀器的靈敏度，保證儀器正常使用。其焊縫質(zhì)量要求和無(wú)損檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)下表。

工地焊縫質(zhì)量要求及無(wú)損檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

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5 表面涂裝

全橋拱肋面漆全部在工地進(jìn)行涂裝。待工地焊縫、焰切修整表面及對(duì)于運(yùn)輸、安裝過(guò)程中造成的劃傷等，按要求補(bǔ)涂后進(jìn)行全橋面漆噴涂。

工地涂裝應(yīng)嚴(yán)格按照本橋涂裝工藝規(guī)程進(jìn)行涂裝。并符合下列要求：

①采用高壓無(wú)氣噴涂工藝。

②控制空壓機(jī)的空氣壓力，提供無(wú)油無(wú)水的清潔壓縮空氣。

③油漆檢驗(yàn)：粘度、密度、固含量、耐磨性、硬度、附著力符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)；磨料烘干；油漆出廠18個(gè)月后不得使用。

④油漆未熟化前和超過(guò)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(yè)的環(huán)境溫度在5℃以上，室內(nèi)相對(duì)濕度≤80%，室外≤90%。避免結(jié)露涂漆，鋼板表面溫度高于露點(diǎn)溫度3℃以上?？刂谱鳂I(yè)環(huán)境空氣的清潔度。作業(yè)照明要求清晰、均勻、無(wú)陰影。

⑥涂裝外觀檢查：漆膜連續(xù)平整，無(wú)流掛、針孔、氣泡裂紋等，顏色按色卡。