2022年7m跨提篮式钢管混凝土拱桥施工技术总结.docx
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1、精品学习资源270m 跨提篮式钢管混凝土拱桥施工技术总结第一工程有限公司袁长春内容提要: 位于东海近海海疆的三门口跨海大桥,主跨为 270m 的中承提篮式钢管混凝土拱桥,拱肋轴线采纳悬链线,是目前国内同类桥梁跨径最大者;单肋拱肋纵向分 13 段,采纳无支架缆索吊机安装、钢绞线斜拉扣挂法施工;介绍了钢管拱肋加工制作、节段吊装系统,拱肋分段悬拼、钢管拱肋砼灌注的施工方案、主要工艺等;关 键 词:拱桥 拼装 悬链线提篮式桥梁施工1. 工程简况1.1 工程简介浙江省象山县三门口跨海大桥A 标工程位于象山县石浦镇西南约15 公里处的三门口海疆地区,为象山县环石浦港陆岛交通工程的一部分;A 标工程包括两座
2、主跨为270m 的中承提篮式钢管混凝土拱桥, 矢高54m,矢跨比为1 5,吊杆间距8m;拱肋拱轴线采纳悬链线,拱轴系数1.543 ,拱肋内倾角为8;拱肋结构采纳节间为4m 的 N 型桁架形式,上、下弦杆采纳4 根 800mm钢管,腹杆采纳 400mm钢管;截面尺寸拱肋宽 2.4m 钢管中心间距1.6m,高为 5.3m 钢管中心间距4.5m;单桥拱肋钢管桁架顺桥向分为 13 个节段,横桥向分为上、下游两肋,肋间由K 形横撑相连,全桥共11 道;拱肋与基础在安装阶段为套筒连接,合龙后采纳固结连接;施工采纳单肋单节段吊安,节段最大重量为54t ;桥型总体布置图见图1;吊杆采纳双层彩色PE 的成品拉索
3、,拉索由 7-73 抗放松镀锌高强钢丝组成,吊杆间距8m,全桥共 2 25 根,锚具为冷铸锚;吊杆横向布置与拱肋轴线在同一平面内,吊杆倾斜设置,增加了梁横向抗风稳固性;主桥面系采纳纵横梁体系,均为预制构件;纵梁为钢筋混凝土梁,采纳形截面,梁高 0.72m,腹板间距 1.5m,桥面板厚0.14m;横梁为预应力混凝土结构,采纳T 形截面,跨中梁高1.59m,翼缘板宽0.8m,厚 0.15m,腹板厚 0.22m,顺桥向每隔8m 设置一道横梁,横梁悬吊于吊杆下方,为便于吊杆下锚点的锚固,横梁两侧端部梁底按8的仰角设计;纵、横梁体系吊装到位后,绑扎或焊接现浇接缝的钢筋,张拉横梁中剩余的预应力,然后采纳C
4、50 无收缩混凝土浇注现浇接缝;主桥拱脚基础采纳明挖扩大基础,并埋入微风化层肯定深度;欢迎下载精品学习资源石浦高塘270图 1 桥型总体布置图1.2 工程环境1.2.1 地势地貌桥位区地势分为三个地貌单元:基岩暴露丘陵区、水域区及海积平原区;丘陵区植被发育,以松树、灌木及草本植物为主;其中前面山高程为1.4 76.0m 黄海高程),庵山高程1.5 40.5m,万金山高程为 1.5 42.0m,坡度大多为30 45,靠水边多为岩石悬崖;水域区中门水深30 50m,水流最急;南门、北门水深最大为30 40m,其中南门河床高程为-1.5 -42m,南岸为缓滩,北岸为碉崖,形成中深两边浅的“凹”型;1
5、.2.2 地质、地震北门桥、中门桥基础均在陆上,属基岩暴露丘陵区,区内岩性为侏罗世火山碎屑岩,含角砾晶玻屑凝灰岩,岩质坚硬,微风化岩石单轴极限抗压强度为55.4 188.6MPa;依据国家地震局1999 年编制的中国地震烈度区划图,线路位于VI 度区内;1.2.3 气象水文气象:桥址海疆属亚热带季风区,气候暖和潮湿,多年平均最高气温为35.3 ,多年平均最低气温-4.7 ,多年平均气温为16,历史最高气温为38.8 ,历史最低气温为 -7.5 ,多年平均日照2026.8 日时,无霜期295.6日;本地区多年平均降雨量1393mm,最大年降雨量2177.6mm,最小年降雨量770.6mm,雨量集
6、中在4 9 月份,以春雨、梅雨和台风雨为主,月占全年降雨量的65%;年平均雾日约55.5 天,全年 3 6 月份为雾季;本海疆四季分明,全年冬季多西北风,夏季多东南风,7 月至 9 月有台风波及,台风季节最大风力达12 级以上;年平均风速为5.8m 每秒;水文:石浦港由东门岛、对面山、南田岛、高塘岛诸岛与北侧象山半岛所怀抱的水域和岸线组成;该港有铜瓦门、东门、下湾门、蜊门港和三门口水道等5个口门,进出非常便利;港内水域全长约18km,宽一般为2km,水深大部为 5 10m,部分水深超过10m;海底为泥质,适于锚泊,是一个自然的避风良港,港内可行万吨海轮;石浦港属半封闭式海港,潮汐基本属正规半日
7、潮,每日两次高潮、两次低欢迎下载精品学习资源潮,高低潮差别不很明显,平均涨、落潮历时大致相等;地质状况:无严峻不良地质状况;2. 总体施工方案结合本桥位于海疆内,海水潮差较大,两岸施工场地狭小,无大型机具设备作业的施工特点,考虑吊装的设备和技术条件,采纳现场分段加工制作、无支架缆索吊机安装、钢绞线斜拉扣挂就位的施工方法;钢管拱肋在海岸侧的加工场地制作完成后通过运输道路运至海边码头装船,在桥位下方用缆索吊机安装,合龙后通过泵送顶升工艺灌注钢管拱肋混凝土,强度达到后安装横梁及桥面板;3. 关键技术3.1 海疆条件下现场加工制作大跨度钢管拱肋施工技术现场施工环境与厂内有所区分,需要克服潮湿、高温、低
8、温、风大等诸多不利条件,挑选现场加工有如下缘由:a. 利用现场条件加工制作钢管拱肋,削减了成品运输环节;作为长大构件的拱肋节段运输存在着诸多困难,在现场制作不仅节约了运输费用,也解决了运输困难的问题;b. 在现场制作可以随工程进度的要求,合理调整加工制作及运输次序;加之位于现场便于治理,能够节约肯定的治理费用;c. 在现场加工制作,质量完全能够得到保证,且现场具有肯定生产规模,可以提高企业的影响力, 制造肯定的社会效益;3.2 270m 跨提篮式钢管混凝土拱桥拼装施工技术结合企业的综合实力和行业的进展对本桥进行综合分析后,认为采纳现场分段加工制作、无支架缆索吊机安装、钢绞线斜拉扣挂就位的施工方
9、法最为合适,这是完成本工程的核心技术;3.3 复杂条件下大跨度钢管砼拱桥主拱肋灌注施工技术桥位处为分割的岛屿,地势条件复杂,材料运输极其困难,对泵送砼的性能提出更高的要求;该项技术的讨论开发能够解决施工中的实际问题;4. 海疆条件下现场加工制作大跨度钢管拱肋施工技术4.1. 施工方案为保证预拼的精度,在场地内设置半跨胎架,依据现场试验的焊接工艺完成拱肋桁片的制作后在胎架上进行节段制作;半跨完成后,倒置中间合龙段完成另半跨拱肋的节段制作;分解后立体组拼,完成横撑的制作;场地总体布置见图 2;欢迎下载精品学习资源半成品堆放场地龙门吊轨道成品梁堆放场地半成品堆放场地成品堆放场地龙门吊轨道半成品堆放场
10、地可移动式焊接及防腐车间地地2350m间下料场25m钢板堆放场材料库房10m230平台卷 00m管车222车间放样组对22山260m单管焊接0m2山26山山图 2 施工场地总体布置图施工主拱立体管段制作与腹杆制作同时进行,都支配在50t 龙门吊起吊范畴内组拼;为使组拼能不间断的循环作业,组拼胎架须搭设立体胎架两组以上,水平分片制作胎架两组以上;龙门吊有效范畴有26m140m ,可制作七个节段,满意了组拼半跨和流水作业的要求;4.2 施工工艺4.2.1 工艺流程 见图 3)4.2.2 工艺要点4.2.2.1 施工预备a. 技术资料的预备在正式加工前,必需进行施工方案、施工工艺等技术资料的整理、编
11、写、报检工作,填写焊接工艺评定;b. 施工场地、设备、工具的预备为保证施工的顺当进行,应进行必要的场地清理,设备、工具修理及其它施工预备,设备进场要记录好;c. 工程材料的预备工程材料的预备也是一个极其重要的环节,直接影响到工程进度;因此工程材料应早组织、早支配,并准时填报;欢迎下载精品学习资源施工图审核工艺预备放样焊接工艺评材定料检验检验生产用料材场料地采准焊接材料购备帮助材料下料压头滚圆纵缝自动焊校圆主拱肋单元件环缝自动焊运输边缘加工检 验交接接长钢管拱桁片制作钢管拱节段制作检验校正钢管拱节段防腐立体组拼检 验移 运图 3工艺流程4.2.2.2. 单管加工a. 放样、下料依据考虑预拱度值的
12、各拱度坐标表进行放样,主要分为两步,第一步为运算机放样,在运算机上依据肯定的比例放半辐桥的大样,得出放样结果;然后再挑选一个光线充分,地面光滑的平台上进行实际欢迎下载精品学习资源放样,放样前应用经纬仪放好垂直基线,此基线应用于全桥放样全过程,基线用油漆笔绘上;对比两种放样结果,管节、腹杆、缀管列出下料清单,并与样板相对应,使用相应的运算机软件运算出管节相接处的相贯线绽开图并制作出样板来,编好号后并放置平整;然后依据放样供应的样板、草图及有关工艺图纸、施工图纸进行下料,材料切割采纳半自动切割机,切割前每个气焊工依据自身的技能水平以及设备性能状况确保技术要求的各项参数,仍须考虑气割缝宽度;为便利现
13、场施工不同厚度的板对接处将厚板的一端进行削斜处理,斜度为1:10 ;b. 压头、滚圆、校圆在正式压头前进行试压工作,调整好模具使压头精度能达到规范要求;压头时,须对正定位线,不得有偏斜;压头到肯定数量90块)时,须对胎架进行检查、修正;滚圆、压头过程中,须用预备好的、经过检验的样板反复、多点进行检查,直到合格为止;为调整焊后变形,须进行矫圆工作;压头、滚圆、矫圆均按工艺指导书进行;c. 单管焊接焊丝、焊剂的选用,焊剂的烘烤,焊前预备,施焊电流、电压、速度及焊后清理必需严格依据工艺试验 确定的焊 接工艺参数进行,以确保焊接质量;进行自动 焊之前,进行气刨清根 处理,并加100mm 100mm的引
14、弧板,引弧板板材与母材等强度,焊缝不答应有咬边,表面裂缝气孔等;焊后对焊缝进行 100%超声波检验,并进行抽探15 X射线检查;如显现返工,就必需制定返工工艺,并按工艺严格执行,且返工不得超过两次;4.2.2.3. 单管单元的制作a. 单管单元的接长单管单元的接长是在一个平面胎具上进行的见图 4);每个单管单元分成三四次组焊,即把一个单元先分成两段组焊,每段2节筒体,然后再将两段组焊成一个单元,以次类推;每段和单元管的组装控 制尺寸,主要掌握单元管下缘的长度L和各接口的矢高高度hi,考虑到焊接收缩及试拼预留量,长度公差掌握在 3mm 之内,找圆后加以支承固定;图4钢管拱单管单元组装示意图b.
15、单管单元组装的焊接各组装段和组装单元的全部接口焊缝内侧有坡口的一侧)采纳手工电弧焊或二氧化碳气体爱护焊封底,外采纳埋弧自动焊或手工电弧焊焊接;进行内侧焊之前先检查各段及单元管的L值和 hi值;当小于工欢迎下载精品学习资源艺设计值时应先焊单元管的下缘;当大于设计值时应先焊单元管上缘;焊接时第一层采纳跳焊的方法, 要求小电流快速焊,沿圆周焊完后再进行其它各层的焊接,仍先从下缘开头焊,采纳两人分别从两侧同时焊接;4.2.2.4. 单管拱肋分片制作分片制作是钢管拱节段制作的前奏,是整个钢管拱制作中很重要的中间环节,在制作过程中应依据工艺技术要求进行,同时,仍应实行措施防止分片焊接变形;第一在平台上搭设
16、分片制作胎架,并用水平仪测平;在经测平的地平上放出单片制作地样,并制作好胎架包括主管拱、各腹杆、地样线及胎架);依据地样,焊好主管拱定位板,然后定位主管分段;腹杆、缀管均为卷制钢管和无缝钢管, 与主拱相接,其两端口外形均为不规章形,必需对其两端口外形进行放样;放样工作在放样平台上进行或结合运算机进行;通过把钢管吊到简易平台上,用吊锤和卷尺对钢管进行分中,画出公平管轴线的基线,而后把样板基线和管基线重合,用样板严密贴紧钢管外 壁,沿样板边线画线,取下样板实现了号料;将腹杆、缀管全部吊装到位,经检验合格后施焊;将腹杆位置影射到腹杆支撑上,并焊接好定位板,此分片焊接成型经检验合格后,吊离胎架,并进行
17、下一分片拼装、焊接;4.2.2.5. 立体段组装制作在可制作半跨拱肋节段的龙门吊有效范畴内依据坐标旋转后的节段拼装尺寸布置长度、间距不一的水泥平台支墩,上面用槽钢等型钢搭成组装平台;为了便于掌握拱肋间距以及削减焊接内应力,削减焊接变形,采纳卧式组装法进行组装,施工次序见图 5;图5 立体段组装施工次序示意图半成品分片精确定位并与平台上的投影线相吻合、同时用垂线法严格掌握两主拱分片对水平胎架的垂直度,确保两分片平行后点焊,最终施焊,从中间向两边施焊以防变形;在两主拱分片定位后,对接接口管端须用暂时支撑加固,掌握变形,而后从下而上按次序进行直腹杆、斜腹杆、缀管等安装;在焊接前进行定位支撑安装,可以
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