钢管混凝土拱桥的施工方法_secret
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钢管混凝土拱桥施工方法简述钢管混凝土拱桥,乍一听感觉有点儿高大上吧?但是这东西并没有想象中那么神秘,咱们今天就来聊聊这类桥的施工方法,看看到底是怎么一步一步建造出来的。
首先呢,钢管混凝土拱桥的名字就有点儿让人挠头,钢管、混凝土、拱形,这些都是要考虑进去的,要把这些材料合理结合,才能确保桥梁既结实又有型。
咱们今天就像给大家讲故事一样,把这整个施工过程给捋一遍,保证让你听得轻松又有意思。
一开始呢,建设这样的拱桥肯定是得搞清楚周围的环境,不是说随便找个地方,随便搭个架子就能开始施工的。
桥梁的设计是第一步,得先量好尺寸,确定好拱桥的跨度,搞清楚地形和地质条件。
钢管混凝土拱桥可不是随便哪个地方都能建的,得考虑到土壤的承载力和桥下的水流情况,搞不好就得打水漂了。
设计好了,接下来的就是施工准备了。
你想,桥可不是盖房子,得有一堆钢筋水泥和架子搭建好,才能上手做。
钢管混凝土拱桥的核心之一就是它的拱形结构,拱桥的优势就是能把重量分摊到桥的两边,减少了对桥中间部分的压力。
所以在施工时,最先要搭建的就是这个“拱架”。
说白了,就是搭一个可以支撑起整个拱桥的临时架子。
你想,这可不是简单的拿几根木头钉上去就完事的事儿,人家得用钢管拼接出一个完美的支撑系统,不光要稳,还得精准。
这个架子搭建好后,才可以开始浇混凝土,把它们填充到钢管里,这样整个拱桥的结构就成型了。
说到浇混凝土,那可是一项技术活,绝对不能马虎。
混凝土必须按照严格的比例混合,不能多一勺水,少一把沙子,稍有差池,桥梁的稳定性就会大打折扣。
浇筑时要保证混凝土均匀分布,避免出现空洞或者裂缝。
这一环节的关键就是控制好浇筑的速度和时间,不能急,不能乱,慢慢来,耐心点。
整个混凝土浇筑完成后,得给它一点时间固化,毕竟这不是小玩意,得给它时间变得坚固,像“慢工出细活”那样,稳稳的,不能急。
混凝土凝固后,接下来的工作就是拆除支架和进行质量检查了。
支架拆除后,咱们才能看到真正的拱桥形态。
钢管混凝土系杆拱桥施工一、施工准备1.地基处理WDJ齿碗扣型多功能支架必须搭设在经处理的坚实地基上,地基须高出原地面0.5-0.8m,做好防水,避免雨季浸泡。
在立杆底部铺设垫层和安放底座,垫层可采用厚度三20cm的混凝土或厚度市10cm的钢筋混凝土或厚度市5cm的木板。
2.预压支架使用前须全程预压,不能以一孔预压取得的经验数据推概全桥。
静压5d (120h) 以上及达到沉降稳定状态2d (48h)以上,沉降稳定标准:24h沉降不超过1mm.3.主拱肋拱轴线控制系统以激光照准和精密测标组成定位系统;监测项目为拱肋的线形变化、拱脚位移和拱脚沉降。
4.建立测量控制网在每节拱肋端头设置固定的测量控制点,控制点设在拱肋中线位置。
施工放样及检查都采用全站仪进行,每架设一节段拱肋,对全部控制点都要进行观测。
此外,对拱座的偏位进行观测。
钢管拱对温度,特别是日照影响非常敏感。
为了减少温度和日照对线形控制的影响,标高的测量包括合拢时间都安排在凌晨。
5.主要机具设备二施工方法(1)拱圈施工采用在工地加工厂进行弯制成拱肋单元,再拼装成拱肋,由缆索起吊安装成形。
钢管混凝土浇筑采用泵送顶升法工艺,由拱脚向拱顶对称均衡浇筑。
钢管混凝土劲性骨架作为外包拱圈混凝土施工的立模支架,外包拱箱混凝土分环分段对称、均衡施工,拱脚部份的箱肋顶、底板逐渐加厚成实体。
(2)拱肋施工拱肋钢管采用定购的无缝钢管,拱肋钢管的弯制、加工以及吊段的形成在工地加工厂进行,拱肋吊段的总拼场地布置在桥台化工厂端,要求与桥台在同一高程上,总拼场地长度要求超过100m,宽度不小于80m。
拱肋骨架加工采用计入了预拱度的拱肋放样坐标。
预拱度在拱顶按设计总值下样,再以挠度曲线的规律分配至各节点上。
拱肋各弦杆加工后各节点中心位置均能接近设计位置,其误差值应小于5mm。
拱肋按节施工后,再总拼装成三段,由缆吊起吊安装成形。
边拱肋段吊装后由索扣、拱铰形成受力平衡体系。
中间拱肋段就位时,由索扣调整整个拱肋的预拱度值及线形。
浅谈钢管混凝土拱桥施工方法【摘要】本文主要对钢管混凝土拱桥的施工方法及施工要点进行了研究说明,结合钢管混凝土拱桥的理论基础,对钢管混凝土拱桥的施工方法进行了理论和计算方法的阐述。
【关键词】钢管混凝土拱桥施工【abstract 】this paper mainly to the concrete filled steel tube arch bridge construction method and construction points are the study shows that, combined with the theoretical foundation of the concrete filled steel tube arch bridge, the construction method for concrete-filled steel tube arch bridge theory and calculation method of exposition.【key words 】concrete filled steel tube arch bridge construction一、绪论钢管混凝土是在薄壁圆形钢管内填充混凝土而形成的一种组合材料,它一方面借助内填混凝土增强钢管的稳定性,同时又利用钢管对核心混凝土的套箍作用,使核心混凝土处于三向受压状态,从而使其具有更高的抗压强度和变形能力。
钢管混凝土在桥梁工程中的应用已有一百多年的历史。
早在1879年,英国的Severn铁路桥建设中就采用了钢管桥墩,当时在管中灌注混凝土,主要用来防止内部锈蚀并承受压力。
20世纪30年代末期,前苏联用钢管混凝土建造了跨度101m的公路拱桥和跨度140m的铁路拱桥。
我国从1959年开始研究钢管混凝土的基本性能和应用,进入20世纪80年代,钢管混凝土在桥梁工程中的应用开始得到研究,据不完全统计,在20年内,建成了200余座不同跨径、不同结构体系的钢管混凝土拱桥,2005年建成的重庆巫山长江大桥,主跨达460m。
钢管混凝土拱桥施工工艺一、引言钢管混凝土拱桥是一种在桥梁工程中常见的结构形式。
它结合了钢管的优点和混凝土的优点,具有较大的抗弯刚度和抗压能力,被广泛应用于公路、铁路等交通建设领域。
本文将介绍钢管混凝土拱桥施工的工艺流程和要点。
二、桥梁设计与准备工作在施工之前,首先需要进行桥梁的设计和准备工作。
设计人员需要确定桥梁的跨度、高度、曲线半径等参数,并制定相应的施工方案。
同时,还需要进行场地勘察,了解地质和地形情况,以便为施工做好准备。
三、材料准备钢管混凝土拱桥的施工过程中需要使用到各种材料,包括钢管、混凝土、钢筋等。
在施工前,需要对材料进行检验和验收,确保其质量符合要求。
同时,要做好材料的储存和保护工作,防止受到外界环境的影响。
四、基础施工钢管混凝土拱桥的基础施工是确保桥梁稳固和安全的关键环节。
首先需要进行地基处理,包括清理、加固和夯实等工作。
然后进行基础的浇筑,通常采用钢筋混凝土的形式。
在浇筑过程中,需要注意控制混凝土的坍落度和浇筑速度,以确保基础的质量。
五、拱桥施工拱桥的施工是整个工程的核心部分。
在施工过程中,首先需要制作拱顶模板,用于支撑拱顶的浇筑。
然后将钢管按照设计要求进行布置,并进行焊接。
接下来,需要进行混凝土的浇筑,将混凝土倒入钢管内,并采用振动棒进行密实。
同时,还需要注意控制混凝土的坍落度和浇筑速度,以确保拱顶的质量。
六、桥面铺装在拱桥施工完成后,需要进行桥面的铺装工作。
首先需要进行桥面的清理和处理,确保其平整和牢固。
然后进行铺装材料的准备,常见的有沥青混凝土和水泥混凝土等。
在铺装过程中,需要注意铺装的均匀性和厚度的控制,以确保桥面的质量和使用寿命。
七、桥梁验收与维护在施工完成后,需要进行桥梁的验收工作。
验收人员需要对桥梁的结构、质量和安全性进行检查和评估,以确保其符合设计要求和使用标准。
同时,还需要做好桥梁的维护工作,定期检查和修复桥梁的损坏部位,延长桥梁的使用寿命。
八、总结钢管混凝土拱桥施工是一项复杂而重要的工程,需要经过设计、准备、施工和验收等多个环节。
中承式钢管混凝土拱桥施工1. 引言中承式钢管混凝土拱桥是一种广泛应用于道路和铁路交通建设中的桥梁形式。
它具有较大的跨度、高的承载能力和良好的抗震性能,被认为是传统拱桥和连续梁桥的优化结合。
本文将介绍中承式钢管混凝土拱桥施工的关键步骤和注意事项。
2. 施工前准备2.1 桥梁设计图纸在施工开始之前,需要准备好桥梁的详细设计图纸。
图纸应包括桥梁的平面布置、纵断面、结构细部等细节。
施工方需要根据图纸确定施工方案和具体的施工工序。
2.2 施工材料和设备施工材料包括钢管、混凝土、钢筋等。
施工设备包括起重机、混凝土泵车、模板支架等。
在施工前,需要确保所有材料和设备的准备充分,并进行必要的检查和试验。
2.3 地基处理对于较软的地基,需要进行地基处理,如加固、压实等。
地基处理的目的是为了提供稳固的基础支撑,确保拱桥的稳定性和安全性。
3. 桥墩施工3.1 基础浇筑首先,在桥墩位置进行基础的浇筑。
根据设计要求,施工人员应按照计算的基础尺寸和混凝土配合比进行浇筑。
为了确保浇筑的质量,施工人员需要严格控制浇筑过程中的浇筑速度和混凝土的均匀性。
3.2 桥墩安装基础完成后,可以进行桥墩的安装。
根据设计要求,施工人员需要使用起重机将桥墩逐个安装到预定位置。
在安装过程中,需要注意保证桥墩的垂直度和水平度,以及与基础的连接质量。
4. 拱肋安装4.1 钢管制作拱桥主要采用钢管作为拱肋材料。
施工前,需要将钢管进行加工制作,包括切割、焊接等工序。
制作完成后,需要对钢管进行质量检查,确保其满足设计要求。
4.2 拱肋安装安装拱肋是拱桥施工的核心步骤之一。
首先,施工人员需要将拱肋倒置,并用临时支撑固定在桥墩上。
然后,使用起重机将拱肋逐个正装在预定位置,并与桥墩进行连接。
在安装过程中,需要严格控制拱肋的位置和水平度。
5. 模板支撑5.1 模板搭设在进行混凝土浇筑之前,需要搭设模板作为混凝土的浇注基准。
模板应按照设计要求进行搭设,并进行充分的安全检查。
钢管混凝土拱桥施工工艺1、引言钢管混凝土结构自20世纪60年代初就已引人我国,最近几年我国在钢管拱应用方面发展较快,许多大跨度的桥梁设计采用了钢管拱技术。
因其具有以下优点:形态优美,跨度大,施工简便,抗震、抗压、抗裂性能显著提高。
钢管拱混凝土充分利用了钢管的套箍作用,采用了微应力混凝土,其抗压、抗裂性能显著提高。
三向应力混凝土的主要特性是强度高,变形性好,在外荷载作用下,由于钢管约束其内部核心混凝土的横向变形,使在三向应力作用下的核心混凝土的强度比普通浇注的混凝土提高了 2-3 倍。
普通混凝土受压的压缩应变,0.002时,出现纵向裂缝而破坏。
三向应力作用下的混凝土可看作弹塑性材料,当压缩应变达0.002时,不但仍有承载能力,而且表面不发生裂缝,它是一种很好的抗震材料。
2、工程概况宝鸡市广元路渭河大桥桥宽28.5m,全桥总长585.56m。
主桥部分由五孔无风撑、双承载面下承式的钢管混凝土系杆拱组成(64 m+64 m+72 m+64 m+64 m)。
拱的矢跨比为1/5,拱轴线为二次抛物线,拱肋采用圆端形扁钢管结构。
拱肋高度72m,跨为0.9m, 64m跨为0.8m,宽均为1.8m, 钢管内填充C40微膨胀砼。
拱肋钢管材质Q345D,厚度为16mm。
3、准备工作3.1方案比选方案一:采用连续抛落无振捣浇注混凝土的施工方法,混凝土由拱顶连续抛落。
但对距拱顶4m以下的混凝土仍需开天窗用插入式振动器进行振捣,且所浇注混凝土不易密实,施工难度较大。
方案二:压注顶升法。
即在距离拱脚1.5-2m处的拱轴线处,两侧对称各开压注孔,利用混凝土输送泵的压力将混凝土从压注孔处焊接好的泵管连续不断地自下而上压入钢管拱内,并达到砼自密实的效果。
这种施工工艺简便易行。
但必须选用压力大、性能好的输送泵。
施工时采用方案二,即压注顶升法施工,取得了满意的效果,并总结出施工中需注意的一些问题。
3.2施工前的观测观测的目的是为了确定拱轴线、控制点的标高是否正确。
钢筋混凝土钢架拱桥施工技术(二)钢筋混凝土钢架拱桥是一种常见的桥梁结构形式,具有结构稳定、承载能力大、耐久性好等优点,因此在桥梁工程中得到广泛应用。
本文将介绍钢筋混凝土钢架拱桥的施工技术,包括基础施工、桥墩施工、拱肋施工和桥面铺装等方面的内容。
一、基础施工1. 基坑开挖:按照设计要求开挖出桥墩的基础坑,确保底部平整、垂直且符合设计要求的尺寸。
2. 基坑处理:清理基坑内的杂物和水泥浆,保持基坑内部干燥。
3. 基础混凝土浇筑:在基坑底部浇筑一层底板,然后根据设计要求制作模板并安装在底板上,浇筑基础混凝土。
二、桥墩施工1. 桥墩模板安装:根据设计要求制作桥墩的模板,并安装在基础上。
2. 混凝土浇注:在桥墩模板内浇注混凝土,按照设计要求进行振捣和抹光。
3. 桥墩养护:混凝土凝固后,对桥墩进行养护,包括湿养和保温等措施。
三、拱肋施工1. 拱肋安装:根据设计要求制作拱肋,然后将拱肋吊装到桥墩上,并按照设计要求进行位置和角度调整。
2. 连接件安装:将拱肋与桥墩、桥面进行连接,确保连接牢固。
3. 拱肋加固:对拱肋进行加固,如使用附加钢筋进行加固,增加拱肋的承载能力。
四、桥面铺装1. 横梁制作:根据设计要求制作桥面横梁,然后进行安装和固定。
2. 桥面铺装:在桥面横梁上进行沥青混凝土或水泥砂浆的铺装,保证桥面的平整度和防水性能。
3. 桥面养护:对桥面进行养护,确保桥面的使用寿命和安全性能。
综上所述,钢筋混凝土钢架拱桥施工技术包括基础施工、桥墩施工、拱肋施工和桥面铺装等多个方面。
在施工过程中,需要严格按照设计要求进行施工,并进行养护措施,确保施工质量和桥梁的安全性能。
钢管混凝土拱桥的施工方法钢管砼结构,由于能通过互补使钢管和混凝土单独受力的弱点得以削弱甚至消除,管内混凝土可增强管壁的稳定性,钢管对混凝土的套箍作用,使砼处于三向受力状态,既提高了混凝土的承载力,又增大了其极限压缩应变,所以自钢管砼结构问世以来,是桥梁建筑业发展的一项新技术,具有自重轻、强度大、抗变形能力强的优点,因而得到突飞猛进的发展。
在桥梁方面,已以各种拱桥发展到桁架梁等结构形式,并发展到钢管混凝土作劲性骨架拱桥。
其施工方法发展很快,已经应用的有无支架吊装法,支架吊装法,转体施工法等。
1 拱肋钢管的加工制作拱肋加工前,应依理论设计拱轴座标和预留拱度值,经计算分析后放样,钢管拱肋骨架的弧线采用直缝焊接管时,通常焊成1.2-2.0m的基本直线管节;当采用螺旋焊接管时,一般焊成12.0~20m弧形管节。
对于桁式拱肋的钢管骨架,再放样试拼,焊成10m左右的桁式拱肋单元,经厂内试拼合格后即可出厂。
具体工艺流程为:选材料进场材料分类材质确认和检验划线与标记移植编号码下料坡口加工钢管卷制组圆、调圆焊接非坡口检验附件装配、焊接单节终检组成10m左右的大节桁式拱肋焊接无损检验大节桁式拱肋终检 1:1大样拼装检验防腐处理出厂。
当拱肋截面为组合型时,应在胎模支架上组焊骨架一次成型,经尺寸检验和校正合格后,先焊上、下两面,再焊两侧面(由两端向中间施焊)。
焊接采用坡口对焊,纵焊缝设在腔内,上、下管环缝相互错开。
在平台上按1:1放样时,应将焊缝的收缩变形考虑在内。
为保证各节钢管或其组合骨架拼组后符合设计线型,可在各节端部预留1cm左右的富余量,待拼装时根据实际情况将富余部分切除。
钢管焊接施工以“GBJD05—83、钢结构施工和施工及验收规范”的规定为标准。
焊缝均按设计要求全部做超声波探伤检查和X射线抽样检查(抽样率大于5%)。
焊缝质量应达到二级质量标准的要求。
2 钢管混凝土拱桥的架设2.1无支架吊装法2.1.1缆索吊机斜拉扣挂悬拼法具体做法与其他拱肋的架设相似,只是钢管混凝土拱肋无支架架设方案用于较大跨度,它可根据吊机能力把钢管拱肋合成几大段进行分段对称吊装,并随时用扣索和缆风绳锚固,稳定在桥位上,最后合拢。
钢管混凝土拱桥拱脚施工工艺探讨钢管混凝土拱桥拱脚施工工艺探讨摘要:以优秀的工程实例,根据桥梁实际情况,对拱脚支架搭设、模板安装、拱脚钢骨架安装、浇筑混凝土等工序进行详细阐述,供类似工程参考。
关键词:钢管混凝土拱脚施工工艺1 概述钢管混凝土拱桥拱脚施工是拱桥施工的技术难点,常常会出现裂缝、混凝土浇筑不密实、拱脚钢管爆管等现象,本文以主桥为下承式钢管混凝土系杆拱桥为例,主桥计算跨径110m,矢高24m。
拱脚部分宽2.0m,系杆端高2.4m,端部高4.6m,拱脚部分合计重约270吨。
2 拱脚的施工2.1 支架搭设、模板安装墩柱施工结束后,放出支座中心线,绑扎支座垫石钢筋,立模浇筑支座垫石,注意预埋支座垫石预埋螺栓,吊车安放支座。
支架搭设时,位于墩顶部部分直接支撑在墩顶上,出墩顶部分采用少支点支架施工。
墩顶支架搭设:墩顶至拱脚底间距47.7cm,墩顶采用20cm高砂筒,砂筒上横桥向放置I16工字钢,工字钢上沿纵桥向放置10×10cm 方木,最上面为1.5cm 竹胶板。
伸出墩顶部分,墩拱脚采用6根φ72cm钢管作为支撑,其中2根支撑在承台上,另4根用DZ60振拔锤打入河床,单根管桩承载力不低于50吨(考虑部分的不均匀承载),外侧钢管距离承台边5.6m,钢管横向间距4.4m,纵桥向间距2.2m (如下图1所示)。
支撑于承台上的钢管上沿顺桥向放一层6片贝雷横桥向间距45cm,然后再其上再放5片间距45cm贝雷片,前后两排钢管间采用纵向贝雷桁架连接,承台端搁置在钢护筒顶面横梁上,水中端搁置在钢管桩内侧牛腿上的双拼I25工字钢横梁上(如下图2所示)。
拱脚底水平段采用I16工字钢和10×10方木作骨架,方木间距,40cm变高段采用定型钢骨架,表面用1.5cm竹胶板作模板。
为便于钢管顶部支架落模,用双拼I16工字钢和砂筒作为落架系统。
图1墩水中支架平面图图2墩支架立面示意图。
钢管混凝土拱桥的施工方法钢管砼结构,由于能通过互补使钢管和混凝土单独受力的弱点得以削弱甚至消除,管内混凝土可增强管壁的稳定性,钢管对混凝土的套箍作用,使砼处于三向受力状态,既提高了混凝土的承载力,又增大了其极限压缩应变,所以自钢管砼结构问世以来,是桥梁建筑业发展的一项新技术,具有自重轻、强度大、抗变形能力强的优点,因而得到突飞猛进的发展。
在桥梁方面,已以各种拱桥发展到桁架梁等结构形式,并发展到钢管混凝土作劲性骨架拱桥。
其施工方法发展很快,已经应用的有无支架吊装法,支架吊装法,转体施工法等。
1 拱肋钢管的加工制作拱肋加工前,应依理论设计拱轴座标和预留拱度值,经计算分析后放样,钢管拱肋骨架的弧线采用直缝焊接管时,通常焊成1.2-2.0m的基本直线管节;当采用螺旋焊接管时,一般焊成12.0~20m弧形管节。
对于桁式拱肋的钢管骨架,再放样试拼,焊成10m左右的桁式拱肋单元,经厂内试拼合格后即可出厂。
具体工艺流程为:选材料进场材料分类材质确认和检验划线与标记移植编号码下料坡口加工钢管卷制组圆、调圆焊接非坡口检验附件装配、焊接单节终检组成10m左右的大节桁式拱肋焊接无损检验大节桁式拱肋终检 1:1大样拼装检验防腐处理出厂。
当拱肋截面为组合型时,应在胎模支架上组焊骨架一次成型,经尺寸检验和校正合格后,先焊上、下两面,再焊两侧面(由两端向中间施焊)。
焊接采用坡口对焊,纵焊缝设在腔内,上、下管环缝相互错开。
在平台上按1:1放样时,应将焊缝的收缩变形考虑在内。
为保证各节钢管或其组合骨架拼组后符合设计线型,可在各节端部预留1cm左右的富余量,待拼装时根据实际情况将富余部分切除。
钢管焊接施工以“GBJD05—83、钢结构施工和施工及验收规范”的规定为标准。
焊缝均按设计要求全部做超声波探伤检查和X射线抽样检查(抽样率大于5%)。
焊缝质量应达到二级质量标准的要求。
2 钢管混凝土拱桥的架设2.1无支架吊装法2.1.1缆索吊机斜拉扣挂悬拼法具体做法与其他拱肋的架设相似,只是钢管混凝土拱肋无支架架设方案用于较大跨度,它可根据吊机能力把钢管拱肋合成几大段进行分段对称吊装,并随时用扣索和缆风绳锚固,稳定在桥位上,最后合拢。
如净跨度150m 四川宜宾马鸣溪金沙江大桥,为钢筋混凝土箱拱,分五段吊装,吊重700KN。
广西邕宁邕江大桥,主跨312m的钢管混凝土劲性骨架箱肋拱,每根拱肋的钢管骨架分9段吊装,吊重590KN。
四川万县长江大桥,跨径420m的钢管混凝土劲性骨架上承式拱桥,分36段吊装,吊重612.5KN。
缆索吊机斜拉扣挂悬拼法施工是我国修建大跨度拱桥的主要方法之一。
施工理论成熟,施工体系结构简单,施工调整与控制较方便。
但这种方法起吊端要有一定的施工场地,缆索跨度较桥跨要大,用缆索较多,主塔架与扣索塔架相互分开,存在受压杆稳定要求塔高不能过高,并且要设置各种缆风索而占地面积较大。
2.1.2整体(或大段)吊装施工方法整体吊装施工方法也称为三大段吊装施工方法。
主跨分三段,边段利用鹰架悬臂拼装或采用龙门吊机与起吊塔架共同起吊就位,同时调整好拱肋空间位置,中段两肋连同横撑在岸上拼装,用临时拉杆拉住,整体浮运到桥位,利用鹰架和主拱拱肋悬臂段设置提升设备将中段提升就位,解除中段临时系杆,然后合拢,如图1所示。
这种施工方法,美国的弗里蒙特桥曾采用,该桥为最长跨度悬臂系杆拱桥主跨为382.65m,1973年建成。
三段吊装法,工期短,将大量的现场工作转移到工厂内,能确保拱轴线及质量,不受桥头拆迁控制,占地较少,对城市建桥尤为重要;与引桥施工不发生干扰,机具设备少,临设材料可以大量回收,节省投资;技术可行,且施工不复杂,安全度校高。
但该施工方法,长大段钢管拱肋的运输受水位及河道的限制;工厂制造需要有较大的场地和下河码头等。
这种施工方法在国内尚无先例。
2.1.3双塔缆索吊机法该缆索吊机塔架之缆塔和扣塔合二为一,并于前塔上附加后塔形成空间框架结构,故称为双塔缆索吊机施工法。
如图2:这种施工方法,塔架刚度较大,可不设缆风。
吊装操作方法为:①拼装缆索吊和塔架,安装缆索吊机缆索及机械部分,试吊合格后投入使用;②工厂内制造钢管拱桁架节段并予以试样,合乎要求后按顺序下河运到桥轴位处抛锚定位;③对称按序逐节段起吊、对位、扣索、连接、调整拱肋空间位置,挂锚索,对称同步张拉相应扣、锚索;④调整与控制塔架水平位移调整与控制拱肋各节段的高程及平面位置;⑤全面检查与调整拱肋轴线控制点高程及平面位置。
焊接各节段接头处外包钢板。
这种施工方法为缆索吊机的特例,具有一般缆索吊机施工方法的优点,但因不设缆风索,可大幅压缩桥址区红线外征地,节省投资。
但是缆塔和扣索塔合二为一,使两者之间的变形连为一体,相互影响,施工调整与控制较为不便,体系构造复杂,受力不很直观。
我国江汉三桥下承式钢管拱桁架系杆无铰拱桥采用此方法施工,主跨280m。
2.2转体施工法2.2.1平面转体施工法(1)有平衡重转体施工,平衡重转体主要由平衡体系,转动体系(转轴及环道)和位控体系三部分组成。
其平衡体系一般利用桥台或配重来平衡主拱,转动体系为拱脚后的球铰;同时在球铰周围布置千斤顶或卷扬机使转动轴转动,转动轴上的半跨拱肋随之徐徐转动,直到就位。
如图3所示。
我国的黄柏河、下牢溪大桥,跨径均为160m采用此法施工,转体重量达36000KN。
(2)无平衡转体施工,是采用锚碇体系平衡悬臂主拱,取消平衡重,而节省材料。
锚碇体系由作为压杆的主柱,作为撑梁的引桥主梁以及后锚等部分组成,如图4所示。
2.2.2竖向转体施工法竖向转体是根据桥位的情况,采用在桥轴线竖向而预制半拱肋,然后再从两边向上或向下转体施工就位的施工方法,一般用在小跨径的拱桥上。
如图5所示。
三峡莲沱大桥采用此法施工,净跨48.3m+114m+48.3m钢管混凝土带悬臂中承式刚架系杆拱桥。
2.2.3双向转体施工当桥位处地形不允许拱肋在桥位的设计平面或轴线竖面预制时,可采用竖转加平转施工。
其转动设竖向转轴和平转体系满足双向转体施工。
我国的河南安阳文峰路立交桥采用竖转加平转法施工,主跨为135m的钢管混凝土刚架系杆拱;广州丫髻沙大桥,主跨为360m带悬臂的中承式刚架系杆钢管混凝土拱桥。
2.3有支架吊装法根据桥位处的地形及设计情况可采用有支架吊装法进行钢管主拱肋的架设。
拱肋的吊装仍采用缆索系统,不同之处是在每一拼接处设置支架,使拱肋的连接和焊接在支架上进行。
支架的设置按拱肋的轴线和段接头位置及高程,在精确定位后,就每个段接头的高度设计相应的支架高度(该高度考虑了支架、支承结构的变形和施工预拱度),经计算确定支架的形式和材料,满足强度、稳定及刚度要求,支承处圆弧和坡度应和该处的拱肋设计完全吻合,以保证较大的支承面积和钢管拱肋的稳定。
吊装时用索道吊运到位初步控制合格后,拱肋的一端采用焊搭板螺栓联接,另一端用两道临时缆风护设稳定,合拢段在准确测量出实际的长度和待合拢段拱肋的长度根据实际将多余的长度割掉后按吊装顺序吊装,到位后两端精确对位连接。
吊装顺序如图6所示。
采用此法施工的有延安王家坪大桥净跨190m的中承式钢管混凝土拱桥,天津塘沽彩虹大桥主桥3跨168m下承式系杆钢管混凝土拱桥等。
3 钢管拱混凝土的灌注3.1拱肋钢管内混凝土的灌注钢管混凝土拱桥钢管内的混凝土优先采用泵送顶升法灌注,对小跨径的钢管混凝土拱桥也可采用浇注捣固法。
拱肋钢管内混凝土一般采用微膨胀混凝土,要有一定的流动性,混凝土中所用的各中外掺剂,如减水剂、微膨胀剂、粉煤灰等品种的选用和掺用量均应通过试验确定。
泵送混凝土坍落度一般为18~22cm。
泵送顶升法采用混凝土输送泵将混凝土从低处向高处顶升,当加载程序是从拱脚往拱顶一次浇注时,从两端拱脚向拱顶泵送,拱顶附近开排气孔。
当拱肋钢管较长时,可采用“分仓法”进行泵送顶压,每隔仓段顶部设排气孔,如图7所示。
对于单管拱肋钢管,只要同时对称灌注即可,组合截面应先灌注上、下缀板仓由跨中自拱脚同时浇注下层内侧钢管(待达到要求的强度后)下层外侧钢管上层内侧钢管上层外侧钢管拱脚实腹段混凝土。
如图8所示。
泵送混凝土时两边泵送速度应加强协调,尽量对称顶升,特别是接近拱顶时要注意避免一边上升过快越过拱顶,引起钢管骨架的纵向振动。
人工浇灌时,混凝土从浇注段的上端灌入,但混凝土落差不宜太大以免混凝土离析。
在钢管上开浇灌孔,孔径一般为φ200mm,通过漏斗下料,振动可用插入式振动棒振捣。
为此应在钢管上开设振捣孔,一般振捣孔和浇灌孔相隔设置,振捣孔直径视振动棒大小而定,一般为150mm;浇灌孔开孔距离不应大于振动器的有效工作范围和2~3m的水平距离。
混凝土通过振动孔和浇灌孔时可稍溢出,然后在开口盖板原位点焊,使混凝土强度达到设计强度的50%后,再按设计要求进行补焊。
混凝土在灌注时,钢管内混凝土温度控制在60℃以下,以免微膨胀混凝土失效。
钢管内灌注混凝土的密实度可采用敲击钢管和超声波检测。
若混凝土不密实的部位,应采用钻孔压浆法进行补强。
当缺陷较小时,压环氧树脂;当缺陷较大时,可压高标号砂浆,压浆后将钻孔补强焊牢。
3.2钢管作为劲性骨架外包混凝土的灌注用钢管作为劲性骨架的大跨度拱桥近年较多,如四川内江新龙坳大桥主跨净跨117.8m,江西德兴钢矿太白大桥净跨130m,广西邕宁邕江大桥计算跨径312m均为钢管混凝土劲性骨架桥,架设后管外包混凝土形成箱型拱肋。
四川万县大桥主桥净跨420m,为钢管劲性骨架,该桥为世界同类桥中跨度最大者。
钢管劲性骨架已形成一个稳定的整体结构,为吊装模板及施工脚手架提供了方便,可以按照设计要求的加载程序分段,分层地灌注拱圈砼,并进行拱上结构施工。
4 钢管防锈处理4.1钢管除锈钢管除锈通常采用机械法中的喷砂除锈,抛丸除锈辅以化学清洗。
除锈方法与除锈等级与设计采用的防腐材料有关。
一般要求钢管外侧表面无油污、氧化皮、锈迹等杂物,表面呈钢材金属光泽,以确保除锈质量。
4.2防腐保护层钢管外露面需要防腐处理,常用的方法有金属涂层和非金属涂层,现介绍如下:4.2.1金属涂层(1)阴极防腐涂层,这类涂层若存在孔隙,则会在涂层与钢材表面形成电池引起腐蚀,施工难度大,工艺复杂,难以保证质量,一般不采用。
镀锡层等属于阴极防腐。
(2)阳极防腐涂层,锌、铝等属于阳极防腐涂层,其防腐效果较好,也称为长效复合防涂层,主要工序为先热喷一定厚度的铝镁合金,再以锌磺环氧树脂作封闭层,面层用氯化橡胶涂敷,保护层的总厚度约300μm。
其中铝镁合金层厚200μm,其余2层为100μm,此法一次费用较高,有关资料表明,其防锈年限可达30年以上,以长远效益看,用长效复合保护层可降低后期的维修保养工作。
目前先进的GCM特种长效金属防腐防护系统,有关资料表明,防锈年限可达50年,这种防护系统有以下显著特点:①GCM防护系统由密闭层、强度层、耐候层三层结构构成,三层总厚度一般在1000μm以上,使其成为防腐、防护系统。