2022年钢管混凝土系杆拱桥施工难题及对策.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 钢管混凝土系杆拱桥施工技术难题及对策摘要对钢管混凝土系杆拱桥施工中常常显现的技术问题进行了剖析,并结合工程实践,吸取体会教训,具体地阐述了科学、实际、有效的防治计策；关键词钢管混凝土系杆拱施工难题计策名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 引言近年来,钢管混凝土系杆拱桥以其跨度大、结构轻、造 型美、省建材等优点,被广泛应用于大路工程；但该桥型技 术复杂,施工难度大,已经暴露和潜在的问题仍很多,亟待 广大工程技术人员在实践中不断探讨和完善,本文将结合工 程实践就有关问题做简要阐述；2 钢管混凝土系杆拱桥施工技术难题及计策2.1 支承系统2.1.1 功能名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 系杆拱桥支承系统宜选用WDJ 齿碗扣型多功能支架,该系统具有支架竖向组合微调功能,主要以工具支架和特制 微调座组成；2.1.2 地基处理WDJ 齿碗扣型多功能支架必需搭设在经处理的坚实地基上,地基须高出原地面0.50.8m,做好防水,防止雨季浸泡；在立杆底部铺设垫层和安放底座,垫层可采纳厚度20cm的混凝 土或厚度 10cm的钢筋混凝土或厚度5cm 的木板；2.1.3 预压名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 支架使用前须全程预压,不能以一孔预压取得的体会数 据 推 概 全 桥 ； 静 压 5d120h 以 上 及 达 到 沉 降 稳 定 状 态 2d48h 以上,沉降稳固标准：24h 沉降不超过 1mm ；2.2 主拱肋拱轴线掌握系统2.2.1 以激光照准和精密测标组成定位系统；监测工程 为拱肋的线形变化、拱脚位移和拱脚沉降；2.2.2 建立测量掌握网在每节拱肋端头设置固定的测量掌握点,掌握点设在拱名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 肋中线位置；施工放样及检查都采纳全站仪进行,每架设一 节段拱肋,对全部掌握点都要进行观测；此外,对拱座的偏 位进行观测；钢管拱对温度,特殊是日照影响特别敏锐；为 了削减温度和日照对线形掌握的影响,标高的测量包括合拢 时间都支配在凌晨；2.2.3 施工掌握1 在扣索塔架顶部设有扣、锚索调整装置千斤顶,通 过转变扣索的张力,并采纳在拱段之间的内法兰盘接头处抄垫钢板的方法,来实现拱段接头标高的调整跨径较小的拱肋可利用 WDJ 支撑系统高度及其竖向微调功能实现 ；2 设置暂时横撑固定拱肋；每架设一节拱肋,就利用钢管拱的横联钢管暂时焊接固定上下游拱肋,特殊是在合拢段基肋端肯定要设置暂时支撑；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3 在焊接拱肋接头外包板时,对称布置的焊缝,采纳 成双焊工对称施焊,这样可使各焊缝所引起的变形相抵消；非对称焊缝,先焊缝少的一侧,这样可使先焊的焊缝变形部 分抵消；4 为保证钢管拱在吊装过程中的横向稳固性,在每吊 装一节段拱肋时,采纳通过对称设置两道浪风绳来调整和控制拱段就位中线位置,削减拱肋自由长度,增大横向稳固；掌握浪风绳长度基本相同；2.3 钢管混凝土配制2.3.1 选材名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 设计高性能微膨胀混凝土应挑选525R 早强型水泥为主体,其用量不宜过大,初凝时间以812h为宜；2 配制高性能微膨胀混凝土须使用洁净的河砂并严格 掌握云母含量、硫化物含量、含泥量和压碎值,一般选用细度模数2.6-3.1的中砂为宜；不宜用砂岩类山砂、机制砂、海砂,此类砂对混凝土的膨胀率影响极大；3 粗骨料石质对高性能微膨胀混凝土影响很大,主要 表达在骨料一砂浆界面粘结强度、骨料弹性模量和骨料强 度；在考虑混凝土可泵性的同时,要考虑混凝土的早强性和 后期强度；碎石需二次破裂,使其基本无棱角,并削减针片 状颗粒的含量；选用时应严格掌握含泥量、强度、弹性模量 和粒径 30mm ；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4 粉煤灰与水泥“二次水化反应” 产生的凝胶封堵了混凝土的毛细管路,增强了密实性,提高了耐久性；“ 二次水化反应 ”只有 级粉煤灰和磨细粉煤灰可以完全完成：“ 使混凝土升温降低 15%35%；应严格掌握粉煤灰 SO3含量,以 0.5%1.5%”为宜；粉煤灰应符合现行国家标准用于水泥和混凝土中的粉煤灰规定；5 挑选外加剂肯定要经过多次试验；试验说明,缓凝型减水剂会降低混凝土膨胀率,所以应反复试验,膨胀率合适才可使用；高效减水剂仍应具有缓效凝作用和缓凝剂掺配作用,且是非引气型、低气泡减水剂；其质量应符合现行标准混凝土外加剂规定；6 膨 胀 剂 在 有 钢 管 约 束 条 件 下 , 在 结 构 中 建 立0.20.3MPa 预应力,可抵消混凝土在硬化过程中产生的收缩应力,从而提高抗裂才能；挑选时肯定要多试验几个品名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 种,膨胀剂应对混凝土后期强度及质量无害,与所用水泥适应性好；我国主要使用U 型膨胀剂、复合膨胀剂及明矾石膨胀剂； 2.3.2 设计高性能膨胀混凝土的三个问题1 混凝土施工可按一般高性能混凝土设计方法进行配 制强度运算,不必运算后将强度提高一个等级作为配制强 度,关键在于施工协作比的施工现场验证；设计时应严格控 制水灰比,将其确定为定值；2 混凝土是采纳钢管中顶升灌注,粗骨料在顶升过程 中不能因自身重力而下落,否就会造成顶升压力过大而失 败；在设计混凝土协作比过程中碎石应略微呈悬浮状态,不 能下沉；所以该种混凝土的砂率可提高一些；3 很多工程实践认为钢管混凝土设计为微应力时,限名师归纳总结 制膨胀率28 天内应掌握在 26&#215；10-4的范畴内是第 9 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 合理的；2.4 主拱肋钢管的拼装2.4.1 钢管拱肋的制作1 钢管拱主弦管直径600mm采纳螺旋焊管；2 宜选用具有CAD加工设计技术和胜利体会的厂家；单元阶段制造好后在工厂进行平面和立面组拼检查；螺旋焊管弯曲成型在中频弯管机上进行,采纳埋弧自动焊；腹板安名师归纳总结 装采纳CO2气体爱护焊；单元阶段焊接完成后,如与理论第 10 页,共 21 页线形不符,可用“ 火工矫正法 ” 矫正；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 3 钢管拱单元阶段制好后运至工地组焊成吊装段,运 至施工现场,最终用跨墩龙门吊机或其它起重设施将吊装段 吊上桥组装；4 为便于调整拱肋预埋段制造、温度引起的偏差,钢管制造在工厂时,拱脚预埋段与拱中段之间预留80mm调整量；拱肋合拢锁定温度为1015 ；2.4.2 钢管拱肋单元构件的防护预拼成型的安装节段必需对接口进行地面预接和必要的 技术处理,拱肋每一个吊装阶段之间采纳内法兰连接,法兰 间可抄垫钢板进行微调；单元制造阶段之间采纳暂时外法兰 连接；名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.4.3 钢管拱肋的悬拼1 拱肋吊装采纳悬拼和扣挂施工；拱肋作完后,第一 在制作场地进行预拼,合格后方可吊装；2 拱肋吊装前应安装好拱脚暂时铰,悬拼过程中答应 拱肋绕铰转动；每吊装一个阶段除安装好横撑及暂时横撑外仍要设置横向浪风索；以利调整拱轴线和保证横向稳固；3 两阶段接头端面先用螺栓对接,安装合拢段前应预先通过扣索调整拱肋横向位置,然后再安装拱顶合拢段；名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4 两条拱肋全部合拢后,再全面校核一次拱轴线坐 标,并调整至误差容许范畴内；再对焊主拱钢管、烧掉螺 栓,用加劲钢板补焊拱肋钢管接头,以保证受力连续；5 用钢管焊接封死拱脚暂时铰,浇注拱座预留槽口 C50 混凝土,形成无铰钢管桁架拱,待拱脚混凝土达到强度 后拆除扣索；6 泵送压注填充管内C50 微膨胀混凝土；2.4.4 跨径较小的桥梁可用 WDJ 支撑系统协作吊车、揽绳完成拱肋组拼；名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.5 波纹管堵塞系杆拱桥横梁、系梁多为群锚后张预应力混凝土,于是防治波纹管堵塞,防止钢铰线局部拉伸率、应力超标是施工中不容忽视的大问题；对此我们的预防措施是：1 波纹管固定后,将半硬性塑料管穿入波纹管内,其外 径 小 于 波 纹 管 内 径810mm, 长 度 大 于 波 纹 管 长46m ；2 指派专人,在浇筑混凝土过程中不停抽搐塑料管至混凝土浇筑完毕；3 抽出塑料管,清除其表面灰浆,擦净备用；抽搐半名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 硬性塑料管法,可从根本上解决波纹管堵塞问题；2.6 支座垫石钢板悬空预埋支座垫石钢板下混凝土悬空,既影响下部结构受力,又危害上部结构荷载匀称传递和受力平稳,也就是说,显现这种现象是很危急的,其主要缘由是混凝土在浇筑流淌过程中,预埋钢板下的气体无法排除,形成了空洞,为防止该现象的发生,可在钢板中心用电钻打一个直径 5mm 的“ 排气孔 ” ,浇筑预埋钢板处混凝土时,浓水泥浆由“ 排气孔” 冒出即可；2.7 拱脚混凝土空洞名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.7.1 拱脚混凝土振捣拱肋与系杆节点 拱脚之钢筋构造纵横交叉、交叉重叠,混凝土浇筑困难,振捣棒无法正常工作,混凝土密实成 了问题；一般采纳刚度较大的钢模,浇筑混凝土时,先用一 巨型扁铲 其宽度 振捣棒直径 在振捣棒插入处,暂时将钢 筋间距拨宽,至振捣棒顺当插入、正常振捣为止,可确保混 凝土振捣密实；待振捣棒拔出后,开启固定于模板两侧的附 着式振动器,一方面有助于被拨动的钢筋复原原先位置,另 一方面可防止混凝土漏振,有助于混凝土密实、匀称；2.7.2 拱脚混凝土预防裂缝为预防拱脚混凝土裂缝,可选用钢纤维混凝土,钢纤维名师归纳总结 用量一般为60kg/m3；第 16 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2.8 空腹式端横梁浇筑工艺端横梁为封闭式变断面空心梁,其施工有两种方法：一 种方法是采纳木模或其它一次性芯模,不考虑翻番周转,此 类模板只侧重考虑其强度,满意混凝土几何尺寸需要即可；另一种方法是采纳钢模或其它可周转性芯模,浇筑混凝土时 在梁顶预留 “ 天窗 ” ,待拆除芯模后再二次浇筑混凝土,将 天窗堵死,但应留意两期混凝土的结合坚固问题；2.9 钢管混凝土 “ 紧箍效应 ” 落空由于施工工艺和混凝土收缩,混凝土总是无法完全布满 钢管,使得 “ 紧箍效应 ” 无法实现,混凝土达不到三轴压缩 的抱负成效；防治该问题的一般方法有两种：名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 预防；微膨胀混凝土随着龄期增长,混凝土的收缩 仍旧不行防止,为防止这类问题发生,在混凝土协作比设计 时,在添加 UEF 微膨胀剂的同时增加“ 聚丙烯腈纤维 ” ；2 处置；待混凝土大于 28d 龄期后,用小锤对拱肋进 行全面敲击检查,发觉间隙,就确定精确位置,钻孔并压注 环氧树脂水泥浆进行补救；2.10 其它问题近年来,系杆拱桥普遍显现系梁混凝土于吊杆处裂缝、吊杆护套提前开裂、下端预埋管进水、锚头及钢丝提前腐蚀 和拱肋钢管腐蚀等严峻问题,危及桥梁的安全；名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.10.1 防腐1 拱肋防腐可用经济、有用,便于现场施工和后期维护的方案 有机环氧富锌涂料,分为3 层,底层富锌涂料、中层环氧云铁、面层聚胺酯喷涂；涂装时环境温度宜控 制在 535 之间；2 防腐钢绞线应用较多的有镀锌钢绞线和环氧喷涂钢 绞线,前者,经镀锌处理后,机械性能均有所下降,且一旦 被刮伤就伤处的阴极反应会使腐蚀速度加快；后者,机械性 能与原钢绞线基本上没有差别,而且在生产过程中进行了充 分的表面处理和再次稳固处理,其抗拉强度和延长率较一般 钢绞线稍有提高；故此应尽量用环氧喷涂钢绞线；名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.10.2 吊杆处系梁纵向钢筋的处理系梁钢筋是通长的,而结构设计需要吊杆穿过系梁,如 此以来,系梁纵向通长钢筋就必定被截成数段,势必影响结构受力,为解决这一冲突,可采纳于吊杆处设置“方形环筋” ,系梁纵向钢筋截断后分别与其焊接,吊杆在其方形环 筋中穿过；这样,即可以保证系梁纵向通长钢筋的连续,又 可以保证吊杆与系梁联结位置精确；2.10.3 横撑与拱肋节点处应力集中的预防为防止钢管横撑与主拱肋结合部,在使用环境中开焊,影响桥梁整体性能,一般采纳在其结合部增设 4 个加强联结 钢板,按 90o 间隔匀称布设,焊接坚固；名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3 结语钢管混凝土系杆拱桥施工中需要讨论的问题仍很多,这就需要我们广大工程技术人员积极探究,不断完善,使这一先进技术在大路交通设施建设领域发挥更大作用；名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页,共 21 页