鋼管混凝土系桿拱橋整體吊裝標準化施工工藝

鋼管混凝土系桿拱橋整體吊裝標準化施工工藝1.1技術準備及交底（1）項目總工組織項目部技術人員全面、深入理解和審核本工程主橋上部結構的施工圖設計，充分領會設計意圖及設計單位據以作為計算工況的施工順序或步驟，并根據現(xiàn)場施工條件對施工圖設計提出合理建議，必要時與監(jiān)理單位一起就存疑之處請設計單位予以答復。（2）在吃透施工圖設計的基礎上，項目總工會同項目經理召集技術、物資、安質等部門商討鋼管系桿拱施工方案編制工作，廣泛吸取各部門意見，以便在方案編制中采納，使施工方案具有較好的可操作性、經濟性與可靠性。（3）根據批復后的方案，項目總工組織對項目管理人員、施工班組等進行安全技術交底。1.2拼裝場地施工本工程主橋施工所需場地主要包括鋼管拱肋、勁性骨架等鋼構件的存放和組拼場地，以及橋面板的預制場地。由于主橋橋位處橫跨北澄子河，經過前期的充分調查，利用橋位附近河道兩側的區(qū)域作為主橋拼裝場地。場地設置橫坡，四周設排水溝，以利排水。場地采用厚度50cm磚渣進基層回填，硬化面采用20cm厚C20混凝土進行澆筑，頂部設0.5%排水橫坡?；炷粱A厚度為50cm，采用50cm厚C30混凝土進行澆筑。拼裝場地施工完成后，經項目部、監(jiān)理工程驗收完成后，方可投入使用。1.3場內加工鋼管拱肋采用以直代曲、短管劃分的原則單根長度2m左右，采用縱縫、環(huán)縫焊接形鋼管拱肋。鋼管拱肋制造分為短管制造、橫撐制造、節(jié)段制造、單根拱肋預拼、整體預拼。短管（包括橫撐短管）制造在制造車間內完成，節(jié)段制造、單根拱肋預拼、整體預拼在胎架完成。工藝流程如下：放樣→下料→首件檢驗→卷圓→鋼管縱縫拼焊→校圓→鋼管接長→裝焊筋板、吊點部位零件→兩兩節(jié)段預拼→裝焊臨時連接件及鋼襯墊→涂裝→存放→運輸。1.4拱肋、鋼骨架場內涂裝依據施工圖設計說明，主橋拱肋、風撐均采用鋼結構，鋼結構的防腐采用長效防腐涂裝方案，所有直接暴露在大氣下的鋼結構外表面的防腐壽命要求不小于15年。拱肋內表面（包括拱肋鋼管內部以及腹腔內部）不要求涂裝，但要求除銹，保證表面不得有油漬等污物。施工工藝流程噴砂清理→底漆涂裝→封閉漆涂裝→中間漆涂裝→面漆涂裝a.除外表面最后一道面漆待鋼管拱安裝完畢后涂裝外，其他涂裝工程均在鋼結構加工廠完成。b.工地焊縫部位清理焊縫至St3.0級，再涂裝底漆、封閉漆、中間漆、面漆。1.5拱肋支架搭設該工程鋼管拱肋均分成5段進行現(xiàn)場拼裝，在拼裝平臺上搭設鋼管拱肋支架用于現(xiàn)場拼裝。鋼管拱肋支架采用4根直徑φ325，壁厚6mm螺旋鋼管作為支柱，剪刀撐采用16號槽鋼設置，組成4m×4m的鋼管支架。鋼管柱頂部設置一道32#工字鋼做為支撐梁，在支撐梁上焊一層3mm厚薄鋼板，用于后期拱肋接口焊接操作平臺。并在平臺頂部采用20號豎向工字鋼搭設調整高度，用以支撐拱肋底部。拱肋支架可根據基礎頂面的高程及拱肋支架縱向樁號位置計算出支架高度，并控制好支架支撐梁位置，支撐梁頂面高程比設計高程略低一些，支架安裝完成后再測設支架梁的頂面高程，通過拱肋下支座調整支撐高程與設計相符。支架焊接要求：預埋鋼板后錨筋與鋼板間需雙面滿焊，鋼筋錨固長度要滿足要求，鋼管柱腳處采用三角鋼板進行補強，焊接采用滿焊。所有支架鋼結構的焊接要求達到二級焊縫的要求。1.6系桿勁性骨架安裝由于勁性骨架各構件的重量較輕，可直接采用25T汽車吊進行現(xiàn)場吊裝作業(yè)。在吊裝前需將勁性骨架位置放樣處，尤其勁性骨架兩端落點位置要精確控制，確保精確控制勁性骨架軸線。鋼結構的臨時固定，第一塊起吊安裝的鋼結構分段固定，可以將主系桿拱腳端鋼結構分段和混凝土基礎處事先預埋鋼板進行焊接，作為臨時的定位固定。以后安裝的鋼結構分段可以一次循環(huán)固定，必要時也可和支架橫梁固定。所有固定均為型鋼或鋼板焊接施工，各分段的固定，用鋼板焊接連接。在主骨架的安裝過程中，一邊起吊安裝，一邊進行高程線性的調整和碼板的固定焊接。拱腳采用20#的工字鋼進行加固，作為主跨安裝時拱腳勁型骨架與支座臨時連接，20#豎直并排，并用斜撐加固。1.7拱肋梯道安裝鋼管拱肋上部行走梯道：主采用φ48*2.8mm普通腳手鋼管作為鋼管拱肋上部行走斜道工作腳手架（在拱肋吊裝前安裝，先安裝在分段拱肋上，后隨拱肋一起吊裝），同時做好行走斜道工作腳手的外圍防護欄桿。梯道護欄高度1.2m，立桿間距2m。梯道外側設置密目防護網。1.8拱肋現(xiàn)場拼裝（1）按支架施工圖制作和安裝鋼管拱肋支架，支架下口與基礎預埋件焊接固定。（2）對稱安裝兩端拱肋JD1，JD1中心線與地樣線對正，高程通過全站儀進行控制。（3）對稱安裝拱肋JD2，JD2中心線與地樣線對正，高程通過全站儀進行控制。（4）安裝合攏段拱肋JD3，JD3中心線與地樣線對正，高程通過全站儀進行控制。（5）依次安裝兩側吊桿（外套鋼管），按設計要求進行焊接。（6）安裝風撐和橫梁，安裝順序為：依次從一端向另一端安裝，先安裝風撐，后安裝橫梁。（7）風撐和橫梁安裝結束后，進行索體安裝，拆除支架，準備橋位吊裝。1.9吊桿套管安裝本橋吊桿上端固定在拱肋處，下端錨固于系桿底，吊桿采用GJ15型鋼絞線整束擠壓吊桿。吊桿鋼絞線采用環(huán)氧噴涂無粘結鋼絞線，吊桿鋼絞線標準強度為1860MPa。在拱肋加工制作時，應將無縫鋼導管及鋼墊板相互焊好并安裝上螺旋鋼筋后，再與拱肋鋼管焊接。吊桿外套鋼管上端與拱肋預留部分焊接（鋼管拱肋廠內制造時，拱肋內吊桿外套鋼管已預留其中，并在拱肋下緣伸出30cm），下端與勁性骨架通過連接板焊接。1.10風撐及臨時橫梁安裝本項目鋼系桿拱橋主橋設置4道K型風撐（三垛東橋為2道K型風撐+3道一字撐），根據加工示意圖，由于風撐設置在拱肋腹板處，故需風撐鋼管A、B在與拱肋接頭處事先在陸地就預先焊接一段80cm長。待拱肋安裝完畢后，應立即對風撐K字撐進行地面加工，加工完畢后再進行吊裝。在風撐鋼管B端頭處，為前期拱肋拼裝支架附近處，故需在拱肋拼裝支架上設置臨時支撐點，臨時支撐標高與風撐標高一致，以便風撐安裝就位。臨時橫梁與風撐同步進行安裝，安裝完畢風撐后立即進行其下部相應橫撐安裝焊接。風撐及臨時橫梁均從主橋一段向另一端進行安裝。風撐作業(yè)平臺采用吊籃式操作平臺。吊籃采用工字鋼作為骨架，角鋼作為水平向連接支撐，形成一個倒掛在拱肋上的一操作平臺，便于施工人員在吊籃內操作風撐的焊接工作，每道風撐設置兩個。1.11整體吊裝（1）浮吊船選用根據拼裝完成后大片拱肋的吊裝重量及現(xiàn)場施工需要，整體吊裝采用兩臺500t起重船作業(yè)，浮吊參數見下表：浮吊選用60m吊桿，水平仰角60°，起重高度51米，最大起重重量為600噸，浮吊起吊高度、起吊重量均滿足要求。根據計算拱在岸邊拼裝臺座的吊距、吊高以及在墩位處的吊距、吊高來驗算浮吊的選用。（2）整體吊裝兩臺浮吊船在岸邊試吊、檢查合格后將拱架下放到臺座上，但不松鉤，通知海事部門將運河正式斷航。運河斷航后用小船將2臺浮吊船的纜繩固定到兩岸的地籠上。松開前纜繩，兩臺浮吊依靠后錨纜繩絞緊向后退約15米時停止，依靠鋼絲繩牽引配合機駁緩慢轉身，使2臺浮吊慢慢平面旋轉轉至90度，使其正面朝向橋位方向。解開前錨和后錨，將前錨繩與北側的錨錠固定，后錨與南側的錨錠固定，再啟動前端絞錨裝置，浮吊朝著橋位安裝位置方向緩慢移動。移動至橋位還有30M左右時，將兩個浮吊鋼絲繩捆在墩位處鋼管柱上，開動卷揚機，牽引鋼絲繩將兩個浮吊往前推進,在橋位處穩(wěn)住浮吊。開動卷揚機，移動浮吊使系桿拱架至橋墩位置，操作浮吊錨纜，浮吊定位于安裝水域前沿。浮吊指揮下達指令，兩艘浮吊統(tǒng)一起吊，起吊浮吊扒桿仰角變?yōu)榧s65度，使拱架底面超過支座頂面約0.5-0.7米，通過操作錨纜使拱架位置向前移動，到安裝位置時與支座墊石位置對應。緩緩下降拱架，待拱架下降至距離安裝支點0.5m高度時，指揮下達停機指令，待確定拱肋空中穩(wěn)定后，將拱肋緩緩放下，落至橋墩上設置的導向槽內，落于蓋梁的支座上。在支座處用臨時鎖定將拱架定位，拉緊設置好的橫向纜風，并用全站儀測量和垂球控制拱片的豎直度。利用5噸手拉葫蘆收緊橫向纜繩，調整拱肋軸線，按前面測量控制方法進行檢驗，合格后緊固纜繩。1.12拱腳支架搭設主墩拱腳部分支架均采用鋼管樁支撐，每側的拱腳處的鋼管樁共8根，全橋共16根管樁基礎。其中4根鋼管樁位于承臺頂，4根位于河內，根據計算，河內鋼管樁入土深度需大于7.5m，現(xiàn)場按10m控制。承臺施工時預埋鋼板，與鋼管焊接成整體，鋼管縱向采用H300型鋼連接，鋼管樁之間采用15cm槽鋼進行連接增強其整體性。主墩拱腳支架均采用鋼管柱支架體系，鋼管柱立柱采用φ425*6mm的螺旋鋼管。鋼管立柱上下均與60cmx60cmx2cm鋼板連接。鋼管接長采用焊接，底端與承臺預埋鋼筋采用焊接連接，以提高鋼管柱的穩(wěn)定性。1.13拱腳、端橫梁混凝土澆筑鋼筋模板全部施工完成后，經自檢及監(jiān)理工程師檢測合格后，開始澆筑拱腳，端橫梁混凝土，澆筑時應控制澆筑速度，控制好混凝土坍落度、和易性等技術指標，由于拱腳混凝土一次澆筑高度超過6m,因為在澆筑完成3m高度時，應靜置45分鐘，避免由于澆筑過快造成的模板變形。待混凝土強度達到10MPa后，方可拆除側模，待混凝土強度達到90%設計強度，并且張拉后，端橫梁模板才可以拆除。砼面層需二次壓實二次收面，砼終凝后及時用土工布覆蓋，并灑水養(yǎng)生，并對濕接頭兩側砼面進行打毛處理。1.14拱肋混凝土澆筑合理的泵送工藝設計是管內混凝土澆筑質量的重要保證之一。泵送工藝的主要流程為：清洗管內油污→濕潤內壁→安設壓注頭和閘閥→泵送高標號砂漿→泵送壓注管內混凝土→拱頂排漿孔振搗混凝土→關閉壓注口處閘閥→拆除閘閥完成泵送。拱肋混凝土施工順序應根據設計要求進行。一根管內的混凝土要求由拱腳至拱頂對稱均衡地在混凝土初凝時間內一次壓注完成?；炷翉墓澳_分管對稱灌注，可利用隔倉分段灌注，以控制拱肋的應力和變形。泵送混凝土時兩邊泵送速度應加強協(xié)調，盡量對稱頂升，特別是接近拱頂時，要注意避免一邊上升過快越過拱頂，引起鋼管骨架的縱向振動。1.15系桿混凝土澆筑由于系桿內有空箱，空箱芯模采用膠合板做面板，芯模內用方木進行支撐，一次性使用。芯模用鋼筋與型鋼焊接定位、固定。在橫梁位置的模板要留有預埋鋼筋和波紋管的孔洞。并準確定出預埋位置。由于內芯模在混凝土澆筑完成后不能拆除，所以我們采用木工板、5*2.5cm木楞組合加工成箱形。澆筑系桿混凝土，施工加載應遵守對稱加載原則，要求施工與之配合，即順橋向以拱頂為對稱線，按跨中及拱腳到1/4、3/4跨的順序對稱加載，橫橋向以橋中心線為對稱線，橋兩側對稱加載。系桿澆筑過程中分批次張拉系桿預應力，防止前期澆筑系桿產生裂縫。1.16中橫梁預制、安裝（1）混凝土澆筑前，必須對模板、鋼筋間距、鋼筋保護層、預埋件、構件輪廓幾何尺寸等作認真檢查，報監(jiān)理工程師檢驗合格后方可澆筑。澆筑前，必須對材料（水泥、石子、砂）及各崗位的人員、機械的備用一一落實。澆筑時應控制混凝土的入倉溫度?；炷猎诎韬瓦^程中，必須嚴格控制混凝土的配合比和坍落度。混凝土采用泵車運輸，泵送人模、人工振搗。當入倉卸料高度大于2m時，必須采取防止砼離析的措施(設溜槽)。（23）中橫梁起吊點位于端頭0.3L處，采用鋼絲繩將中橫梁扣牢固。準備工作完成后，浮吊指揮下達統(tǒng)一指令，浮吊緩緩起吊，當中橫梁脫離地面3-5厘米時，浮吊指揮下達停機指令，穩(wěn)定中橫梁。隨后起吊中橫梁至一定安全高度，浮吊開始移位。起吊過程中，專人察看吊點處鋼絲繩的松緊情況，一旦發(fā)現(xiàn)鋼絲繩受力不均勻，或者存在滑移隱患，應立即暫停起吊，并重新綁好鋼絲繩。1.17行車道板預制、安裝（1）混凝土澆筑前，必須對模板、鋼筋間距、鋼筋保護層、預埋件、構件輪廓幾何尺寸等作認真檢查，報監(jiān)理工程師檢驗合格后方可澆筑。澆筑