無支架法大跨度鋼管拱肋吊裝施工技術(shù)研究

廖加和

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550003)

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無支架法大跨度鋼管拱肋吊裝施工技術(shù)研究

廖加和

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550003)

將貴州百里杜鵑風(fēng)景名勝區(qū)花瓣式拱肋施工工程作為主要參考對(duì)象，細(xì)致的分析了鋼管拱肋的施工方法與技術(shù)，為鋼管拱橋的施工建設(shè)積累工作經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)我國橋梁建設(shè)事業(yè)不斷發(fā)展。

鋼管拱肋；無支架法；吊裝施工；施工技術(shù)

1 貴州百里杜鵑風(fēng)景名勝區(qū)花瓣式拱肋施工概況

(1)拱肋整體近似于花瓣造型，主要由一個(gè)主拱和兩邊拱肋構(gòu)成，主拱矢高為28.25 m，跨徑為84.65 m，圓弧曲線型軸線，其中心的半徑為45.387 m；拱筋鋼梁的斷面呈現(xiàn)出箱型，肋高、寬分別為1.5 m、0.9 m，在截面的各個(gè)側(cè)面中，頂?shù)装灞诤窬鶐缀醣３忠恢?，?6 mm，所有側(cè)板都安裝3道加勁肋，在頂?shù)装逯邪凑找欢樞蛞来伟惭b1道加勁肋，厚度、長度一致，均為20 mm、150 mm，沿中心線延伸方向，每隔2 m便安裝一道橫板，厚度為10 mm。

(2)邊拱矢高19.136 m，跨徑達(dá)到了53.127 m，圓弧曲線型軸線，其中心的半徑為27.786 m；拱筋鋼梁斷面呈現(xiàn)出箱型，肋高、寬分別為1 m、0.6 m，在截面各個(gè)側(cè)面中，頂?shù)装灞诤窬鶐缀醣３忠恢拢瑸?6 mm，所有側(cè)板都安裝2道加勁肋，在頂?shù)装逯邪凑找欢樞蛞来伟惭b1道加勁肋，厚度、長度保持一致，分別為20 mm、120 mm，沿中心線延伸方向，每隔2 m便安裝一道橫隔板，厚度為10 mm。邊拱肋圍繞橋向軸的順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)布置，旋轉(zhuǎn)的角度為45°，此外，拱腳之前的連線以及順橋與水平夾角的30°方向上進(jìn)行布置。

(3) 本拱順橋向?yàn)槿附Y(jié)構(gòu)，包括頂、底板、腹板、N18與N1、N2、 N3、N10、N11、N12間的連接，焊縫等級(jí)為Ⅰ級(jí)焊縫；加勁肋與頂(底)板、腹板以及橫隔板與頂(底)板、腹板焊縫為斷焊，焊縫等級(jí)為Ⅱ級(jí)。拱肋1、2落位前為鉸接連接，通過騎縫焊接后變?yōu)楣潭诉B接。鉸座按鋼梁廠提供的安裝位置圖進(jìn)行預(yù)埋。

2 基于花瓣式拱肋的吊裝施工技術(shù)

2.1 工地預(yù)拼

將準(zhǔn)備妥當(dāng)?shù)母鱾€(gè)單元(拱肋1與拱肋2)運(yùn)送到施工區(qū)域進(jìn)行初次拼接，按照?qǐng)D紙進(jìn)行放樣，放樣就緒以后，使用汽車起重機(jī)等裝置拼接各個(gè)單元，并將其進(jìn)行焊接，形成三個(gè)大段，最后在連接的位置固定螺栓。

2.2 工地終拼

按照?qǐng)D紙進(jìn)行放樣，放樣就緒以后，使用汽車起重機(jī)等裝置進(jìn)行拼接，拼接完成時(shí)進(jìn)行焊接，與預(yù)拼相同，需在連接的位置固定螺栓。在此當(dāng)中，底焊縫可經(jīng)過開焊接窗口的形式進(jìn)行V形焊處理。

2.3 架設(shè)拱肋

(1) 拱肋1的架設(shè)

采用兩臺(tái)汽車起重機(jī)，并設(shè)置四個(gè)起吊點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)拱肋，角度約為30°，在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)如吊車工作半徑不足，可調(diào)換汽車吊位置加以解決，在旋轉(zhuǎn)的角度達(dá)到30°以后，將吊桿安裝就位，安裝完成之后，將其張緊至最大線性。拱肋鉸座焊接鋼板，澆筑強(qiáng)度為C30的水泥混凝土，各工序完成之后噴上銀灰色的面漆，以防止生銹。

(2)拱肋2的架設(shè)

采用兩臺(tái)汽車起重機(jī)，并設(shè)置四個(gè)起吊點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)拱肋，角度約為45°，在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)如吊車工作半徑不足，可調(diào)換汽車吊位置加以解決，在旋轉(zhuǎn)的角度達(dá)到45°以后，將吊桿安裝就位，安裝完成之后，將其張緊至最大線性。拱肋鉸座焊接鋼板，澆筑強(qiáng)度為C30的水泥混凝土，各工序完成之后噴上銀灰色的面漆，以防止生銹。雖然兩拱肋的架設(shè)過程極為相似，但由于二者存在相交，所以必須對(duì)拱肋2進(jìn)行對(duì)應(yīng)的避讓處理，在開挖的區(qū)域中最好補(bǔ)強(qiáng)，在焊接完成之后即可將臨時(shí)補(bǔ)強(qiáng)進(jìn)行拆除。

2.4 鋼箱梁焊接

焊接過程由中間位置開始逐漸向兩側(cè)延伸，按照固定的順序進(jìn)行焊接，需保證焊接的對(duì)稱性。焊接過程中，需完成按照?qǐng)D紙以及工藝方面的要求進(jìn)行，焊接的順序、方式以及材料不可以在未經(jīng)允許的情況下進(jìn)行更改。如而必須進(jìn)行更改，需在制定對(duì)應(yīng)的工藝流程之后向工程的監(jiān)理部門遞交申請(qǐng)，得到批準(zhǔn)之后才能進(jìn)行施工。

焊接操作的工作人員必須持有上崗證，并且在實(shí)際焊接之前進(jìn)行多次試驗(yàn)焊接，射線探傷切實(shí)合格且得到監(jiān)理部門的批準(zhǔn)之后即可進(jìn)行正式的焊接作業(yè)。焊接過程所用的材料必須得到評(píng)定，在有需要其他種類焊接材料的需求時(shí)，應(yīng)重新進(jìn)行評(píng)定，在得到許可之后才能在施工中使用。

按照標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊接所需材料進(jìn)行烘干等處理，并將其存放至保溫桶當(dāng)中，保證材料具體合格的干燥性。

對(duì)底板與腹板進(jìn)行焊接時(shí)，通常使用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)進(jìn)行，對(duì)底板進(jìn)行焊接時(shí)，需將陶瓷作為襯墊，立焊與仰焊運(yùn)用焊條手把進(jìn)行焊接，而頂板使用二氧化碳?xì)怏w和保護(hù)進(jìn)行打底，在對(duì)頂板進(jìn)行焊接的過程中需將鋼材作為襯墊。

為保證工期，科學(xué)的安排施工的時(shí)間，需要安排兩個(gè)施工隊(duì)伍。切實(shí)做好周密的計(jì)劃與安排，每個(gè)焊縫都需要落實(shí)到具體的人，同時(shí)完善工作記錄，確保施工安全。

在焊接過程完成以后，需進(jìn)行射線探傷工作，對(duì)檢驗(yàn)合格的焊縫進(jìn)行評(píng)定與記錄，而那些不合格的焊縫需重新進(jìn)行焊接，檢查焊縫必須嚴(yán)格仔細(xì)，確保每一條焊縫都能滿足合格的標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 支座固定及落位

在鋼箱梁對(duì)接合攏完成以后，需將支座進(jìn)行固定，在固定之后，再進(jìn)行落位。在落位之前，還需對(duì)鋼箱梁焊接情況進(jìn)行檢查，確認(rèn)無誤之后在進(jìn)行落位，如果焊接存在一定問題，應(yīng)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行整改。

落位實(shí)際上就是鋼箱梁擺脫安裝過程的支撐形式向設(shè)計(jì)支撐形式轉(zhuǎn)化的過程。對(duì)于多跨的連續(xù)鋼箱梁工程建設(shè)而言，落位是其中非常重要的環(huán)節(jié)，所以整個(gè)過程必須有周密的安排和組織。落位應(yīng)在相鄰的箱梁完成焊接之后進(jìn)行，落位需由中間逐漸向兩側(cè)延伸，支撐位置設(shè)置一個(gè)千斤頂，千斤頂設(shè)置好以后將鋼板扯掉，所有千斤頂同時(shí)減少支撐力，直至不再起到支撐作用。最后，使用全站儀的儀器對(duì)落位的情況進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)做好記錄。

2.6 測(cè)量

(1)基礎(chǔ)軸線與預(yù)埋件的實(shí)際標(biāo)高需進(jìn)行反復(fù)測(cè)量。

(2)在進(jìn)行安裝之前，需要對(duì)鋼梁子塊段進(jìn)行檢測(cè)，明確其尺寸是否滿足相關(guān)要求。安裝完成之后對(duì)位置及標(biāo)高實(shí)施測(cè)量。

(3)安裝完畢之后，需進(jìn)行驗(yàn)收。除了正常的流程與要求，還需加設(shè)分段頂端標(biāo)高與支座位移情況的實(shí)時(shí)測(cè)量，此環(huán)節(jié)可以借助全站儀等儀器進(jìn)行。

(4)運(yùn)用全站儀測(cè)量縱向與橫向的軸線，并使用經(jīng)緯儀對(duì)軸線進(jìn)行測(cè)量放線。

(5)在對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需根據(jù)土建施工所提供的控制點(diǎn)，使用水準(zhǔn)儀對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)高測(cè)量，并且還需在每一個(gè)區(qū)間中重新設(shè)置一個(gè)控制點(diǎn)。

3 總 結(jié)

總而言之，花瓣式拱肋施工因地制宜，很好的滿足了使用要求與施工技術(shù)兩方面的需求，解決了該橋工程量大、鋼結(jié)構(gòu)體系多等因素帶來的實(shí)際問題，為國內(nèi)的橋梁設(shè)計(jì)與施工領(lǐng)域提出了全新的方法，同時(shí)也推動(dòng)了拱肋吊裝施工技術(shù)的進(jìn)一步延伸和發(fā)展，為后續(xù)同類型橋梁設(shè)施的建設(shè)打下了良好的基礎(chǔ)，并在很大程度上節(jié)省了施工成本，更好的保證了施工的總體質(zhì)量，具有更好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，具有很高的推廣與普及價(jià)值。

[1] 馬智永,黃新河,劉海龍.橋梁工程施工力學(xué)問題的研究和應(yīng)用[J].河南科學(xué),2013,10(4):554-557.

[2] 張建民,鄭皆連,秦榮.大跨度鋼管混凝上拱橋吊裝過程的優(yōu)化計(jì)算方法[J].橋梁建設(shè),2012,2(3):223-226.[3] 沈成武,杜國東,何雄軍,等.大跨度鋼管混凝土拱橋吊裝過程索力的逆分析[J].武漢交通科技大學(xué)學(xué)報(bào),2013,22(3):223-226.

2016-05-11

廖加和(1978-)，男，貴州遵義人，高級(jí)工程師，主要從事公路道橋方面研究。

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1008-3383(2016)11-0098-02