單肋鋼管拱橋施工質(zhì)量控制要點(diǎn)探究

何貴德

(四川路橋華東建設(shè)有限責(zé)任公司 610299)

在工程技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)下，一些造形美觀、經(jīng)濟(jì)科學(xué)的鋼管混凝土拱橋在交通及市政工程中得到了應(yīng)用，成為橋梁建設(shè)的新寵。上承式單肋鋼管拱橋不僅構(gòu)造十分簡(jiǎn)單、布置起來(lái)較容易，而且橋面系橫向穩(wěn)定性、整體性及抗震性均較好。不過(guò)，該類(lèi)拱橋施工工序較多，技術(shù)含量較高，工藝十分嚴(yán)格，所以施工起來(lái)難度較大。而且該類(lèi)型拱橋通常會(huì)有推力拱，對(duì)地基有著較高的要求，基于受地形地質(zhì)條件的限制，所以上承式單肋鋼管拱橋在我國(guó)并不多見(jiàn)。位于寧淮高速公路南京段的孫家凹天橋，是一座結(jié)構(gòu)新穎的單肋鋼管拱橋，也是我國(guó)第一座單肋鋼管拱橋。以孫家凹天橋?yàn)槔瑢?duì)單肋鋼管拱橋施工質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行闡述。

1 工程概況

孫家凹分離立交橋?qū)黉摴芑炷凉皹?，采用單肋鋼管拱，拱圈直徑?1 000毫米, 鋼管壁厚為 22毫米，鋼管內(nèi)填充 C50 混凝土以形成拱肋。全橋總長(zhǎng)度為88米，寬共計(jì)9米，主跨共計(jì)60米。該橋拱軸線采用的是 m為2.814的懸鏈線，矢高 為8.038 5 米, 高跨比為1 /7.464?；诠澳_處應(yīng)用較大需在拱圈上下緣位置分別焊接一塊槽鋼，以此作為加勁肋。連續(xù)結(jié)構(gòu)為此橋的主要特征，橋面板采用的是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，橋臺(tái)采用的是肋式橋臺(tái)，拱座采用的是擴(kuò)大基礎(chǔ)整體式現(xiàn)澆。采用 11片鋼質(zhì)三角支架支撐于拱肋和橋面之間，與拱圈呈垂直狀， 接近跨中的 4 根三角支架受低高度、大鋼度的影響通常要采用鋼箱結(jié)構(gòu)，而最外邊緣4根三角支架高度控制在4.577米 至 9.647 4 米范圍內(nèi)，采用槽鋼作為支架活動(dòng)橫梁。

2 施工前的質(zhì)量控制

充分的做好施工技術(shù)準(zhǔn)備是保障工程質(zhì)量的關(guān)鍵，所以要重視施工前各項(xiàng)技術(shù)的準(zhǔn)備工作。⑴建立健全的質(zhì)量管理機(jī)構(gòu)，明確技術(shù)負(fù)責(zé)人與場(chǎng)地規(guī)劃，認(rèn)真校核檢測(cè)儀器并分析計(jì)算撓度理論值和測(cè)試結(jié)果。例如，孫家凹天橋就聘請(qǐng)了專(zhuān)業(yè)的監(jiān)控單位進(jìn)行施工質(zhì)量控制。⑵完善相關(guān)質(zhì)量保證體系，如核審保證體系、設(shè)計(jì)保證體系、焊接保證體系等，強(qiáng)化環(huán)節(jié)質(zhì)量控制，不僅要做好自我檢查，還要相互監(jiān)督。⑶施工前考核焊接技工技術(shù)，合格后方可上崗。⑷制訂科學(xué)合理的施工方案，施工工藝要嚴(yán)格，確保每道工序都能按照標(biāo)準(zhǔn)操作。⑸進(jìn)行圖紙會(huì)審。施工前為了提高圖紙的科學(xué)性及可操作性，要組織相關(guān)專(zhuān)家、監(jiān)理單位及施工單位進(jìn)行圖紙會(huì)審，主要考查拱肋強(qiáng)度指標(biāo)、應(yīng)力指標(biāo)及變形指標(biāo)是否與標(biāo)準(zhǔn)相符，橋面系橫向穩(wěn)定性、整體性及抗震性是否達(dá)到規(guī)范要求等。

3施工過(guò)程的質(zhì)量控制

施工過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)未按工藝要求施工的，不合格的工序，必須及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)部門(mén)、監(jiān)理部門(mén)及建設(shè)部門(mén)，進(jìn)一步商討后進(jìn)行工序改進(jìn)，直至達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)為止。

3.1 主拱圈的質(zhì)量控制

3.1.1 主拱圈三角支架制作的質(zhì)量控制:鋼管拱橋的功能及其使用壽命與鋼管拱的制作與現(xiàn)場(chǎng)安裝有著較大的關(guān)聯(lián)，甚至可以說(shuō)起到了決定性作用。所以孫家凹天橋在選用制作產(chǎn)家時(shí)就專(zhuān)門(mén)選擇了資質(zhì)高、能力強(qiáng)、經(jīng)驗(yàn)豐富的生產(chǎn)廠家來(lái)完成，并且還派專(zhuān)門(mén)的監(jiān)理人員在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)造。除此之外，為了避免廠家偷工減料，在鋼板、鋼材、焊接等材料上進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，廠家選用的材料必須提供產(chǎn)品合格證與材質(zhì)試驗(yàn)報(bào)告，并與設(shè)計(jì)要求相符，卷管過(guò)程中要進(jìn)行開(kāi)坡口、除銹清邊等處理，以保證質(zhì)量。

其次，進(jìn)行嚴(yán)格的焊接檢查。確保焊接人員技術(shù)過(guò)關(guān)后，還要加強(qiáng)焊接檢查與補(bǔ)焊控制。先要進(jìn)行疲勞強(qiáng)度、抗彎、抗壓、抗剪等強(qiáng)度檢查，確保試驗(yàn)結(jié)果在母材強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)以上;再對(duì)鋼管進(jìn)行失圓度及彎曲度檢查，失圓度小于或等于3d/1 000，彎曲度小于或等于d/1 000。最后，仔細(xì)檢查焊縫外觀，觀察是否存在焊瘤裂縫、咬邊、氣孔 、夾渣等缺隙 ，若存在缺隙要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)焊。另外，采用超聲波探傷和射線探傷的方式進(jìn)行焊縫和角焊縫內(nèi)部檢驗(yàn)，對(duì)于不合格的焊縫必須返修，但同一位置返修次數(shù)最多2次，以保證焊縫質(zhì)量。

3.1.2 主拱圈安裝的質(zhì)量控制:孫家凹天橋的安裝采用的是滿(mǎn)堂支架配合吊機(jī)從拱腳開(kāi)始并向上逐段進(jìn)行，全橋臨時(shí)支墩共計(jì)六個(gè)，拱腳處兩個(gè)臨時(shí)支墩布置在擴(kuò)大基礎(chǔ)上,其它的都布置在九五區(qū)路基頂。拼裝拱腳時(shí)，兩臺(tái)吊車(chē)分別吊上下兩吊點(diǎn), 提升至超出混凝土平面的位置, 然后緩慢移至基礎(chǔ)上方將拱腳底板套入預(yù)埋螺栓并與拱腳連接。值得注意的是此操作過(guò)程中要用膠布包好螺儀處以免拉傷，坐標(biāo)確定后，為了避免拱腳位移，要將自由端裝焊限位裝置連接于合攏支架處, 然后用測(cè)扭距扳手?jǐn)Q緊螺帽，先初擰 ，再?gòu)?fù)擰，最后終擰，使每只螺栓的預(yù)拉力控制在225 kN左右。根據(jù)此操作步驟繼續(xù)安裝其它階段的拱肋, 確保三角架穩(wěn)固未偏移后，方可進(jìn)行焊接操作。

3.2 預(yù)壓控制與支架驗(yàn)算

3.2.1 支架驗(yàn)算。支架安裝前為了保證其安全性與穩(wěn)定性，首先應(yīng)進(jìn)行受力驗(yàn)算；其次，進(jìn)行支架穩(wěn)定驗(yàn)算 ；再次，進(jìn)行地基承載力驗(yàn)算；最后，進(jìn)行12#工字鋼驗(yàn)算 。3.2.2支架預(yù)壓。支架安裝前需先預(yù)壓, 孫家凹天橋采用水箱進(jìn)行等載預(yù)壓。首先明確各階段承受支架的重量, 然后計(jì)算出彈性變形, 并采用安裝標(biāo)高等于設(shè)計(jì)標(biāo)高加預(yù)拱度加彈性變形的公式，將安裝標(biāo)高計(jì)算出來(lái)。

3.3 主拱圈混凝土質(zhì)量控制

⑴施工前對(duì)混凝土進(jìn)行落度損失、初凝和終凝等試驗(yàn)，以確保選擇的混凝土具有微膨脹性，且和易性及早期強(qiáng)度較好，能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。⑵堅(jiān)持連續(xù)泵送混凝土原則，供應(yīng)不足時(shí)先將泵送速度降低，每 5分鐘開(kāi)一次泵，以避免堵管或離析，同時(shí)為了控制混凝土的上升高度，最好定時(shí)敲擊拱圈,并調(diào)整好泵送速度。⑶為了避免壓注不暢，要在混凝土入口處設(shè)計(jì)壓注口和備用泵壓口。⑷灌注時(shí)要留意氣溫，若鋼管溫度在 60 ℃以上、環(huán)境氣溫在40 ℃以上，要采取相關(guān)措施來(lái)將溫度降低，低溫灌注較佳。⑸輸注混凝土前要先用清水洗一遍鋼管，以免管內(nèi)有銹蝕物或油污而影響穩(wěn)固性。⑹采用敲擊、超聲波等檢查來(lái)檢驗(yàn)混凝土是否灌注密實(shí)、飽滿(mǎn)，以確保鋼管拱肋混凝土澆筑質(zhì)量以設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相符。

3.4 橋面板施工的質(zhì)量控制

將拱肋預(yù)拱度作為主梁現(xiàn)澆三角架頂預(yù)拱度,處理好地基，預(yù)壓好滿(mǎn)堂支架,以確定立模標(biāo)高。同時(shí)，監(jiān)理單位要審核滿(mǎn)堂支架的相關(guān)性能，檢查鋼筋、鋼絞線坐標(biāo)位置。澆筑混凝土?xí)r采用對(duì)稱(chēng)施工方式，采用兩端張拉的方法進(jìn)行主梁預(yù)應(yīng)力張拉，并進(jìn)行雙控, 主要在于應(yīng)力控制，且為了保證壓漿質(zhì)量，最好在孔道曲線頂部設(shè)計(jì)一個(gè)壓漿出口, 待橋面板預(yù)應(yīng)力鋼束張拉結(jié)束十五天后方可進(jìn)行支架拆除。

4 施工質(zhì)量控制重點(diǎn)與難點(diǎn)

⑴監(jiān)測(cè)三維坐標(biāo), 尤其要確保拱肋軸線坐標(biāo)的準(zhǔn)確性，同時(shí)測(cè)量工程師要測(cè)量好施工各環(huán)節(jié)指標(biāo)，并確保各指標(biāo)值在允許范圍內(nèi)。⑵不僅要保證拱肋及拱腳的穩(wěn)定，而且不穩(wěn)定時(shí)要有應(yīng)對(duì)措施及時(shí)處理，如采用鋼管板固定拱腳，采用限位馬防止拱肋位移；做好地基處理及預(yù)壓兩個(gè)關(guān)鍵工作；拱肋進(jìn)行混凝土壓注時(shí)，除了確?；炷僚浔群侠?、不離析、和易性好之外，還要保證混凝土能連續(xù)供應(yīng), 而且要對(duì)稱(chēng)澆筑混凝土，以確保拱肋不變形。⑶橋面板的澆筑工序、張拉工序及支架拆除等工作均要采用對(duì)稱(chēng)施工方式進(jìn)行，而張拉壓漿需嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙及施工規(guī)范操作，以保證壓漿質(zhì)量。