下承式钢管拱桥施工工艺

下承式钢管拱桥施工工艺一、概况轻纺大桥位于闻名全国的中国轻纺城中心，横跨杭甬运河。

该桥为轻纺城联运河两岸的主要交通干道。

在桥位处水面宽为150米，水深约4米，河床地质上层深约20米为淤泥质粘土。

20米至54米为粘土，54米至56米为卵石，56米以下为凝灰岩，主桥采用跨径为90米钢管拱，钢管拱为下承式系杆拱，系杆为柔性拉杆，引桥上部为20米跨径的预应力空心板，主桥下部为φ1.50米钻孔桩，桩长为54米和53米，桩尖进入风化层，桩尖标高为-55.00（-54.0）米。

引桥采用直径φ1.20米钻孔灌注桩。

跨径：3×20+92÷2×20米，桥梁全长197.04米。

桥面宽：3+22.4+3=28.4米。

设计荷载：汽-20，挂车-100，人群3.5KN/m2。

桥面纵坡：≤2.7%。

桥面横坡：1%。

竖曲线半径：R=1500米。

航道等级为八级。

编制依据：1．交通部《公路桥涵施工技术规范》JTJO41-89。

2．国家建材局《钢管混凝土结构与施工规程》JGJO1-89。

3．建设部《市政桥梁工程质量检验评定标准》GJJ2-90。

二、工艺流程：在4#与5#墩之间安装并张拉临时予拉束。

观察4#墩水平位移后拆除。

钢管拱工地组拼、整体半浮运、定位（合拢）。

灌注拱脚锚固端块混凝土。

安装水平系杆钢束。

张拉竖直粗钢管，水平系杆钢束（分批进行，详见表1）。

钢管拱肋混凝土灌住。

安装横梁。

现浇纵梁混凝土，安装预制纵梁（人行道板）。

安装预制纵梁（人行车道板）。

安装管线、栏杆、桥面铺装。

汽-20荷载动载试验。

锚固端块灌注封端混凝土。

三、钢管拱安装前的准备工作为保证钢管拱安装顺利，安装临时钢绞线束，检验4#墩的水平位移。

1．在4#墩附近古纤道上，桥轴线向西侧（向杭州方向）约60米处，塔建一座临时性的观测站，供上部结构安装期间，对4#墩进行水平位移观测。

2．观测方法：在4#墩侧面粘贴一条水平放置长约30厘米的钢卷尺，将经纬仪十字丝对准尺中部记下初读数，经纬仪固定不动，或在设计院同意的情况下，也可用其他仪器进行测量。

观测时间：当每批荷载完毕以后，先观察记下读数，以后每天上午8时，下午5时，对4#墩进行水平位移的连续观测。

3．当4#墩墩帽混凝土达到80%设计强度（即R=32MPa）后，即可在4#墩与5#墩之间进行临时予拉索的施工。

4．在穿4#与5#墩之间的临时予拉束之前，先在拉索处墩子两侧各穿放一根φ16的钢丝绳，用10吨倒链进行收紧后，固定在墩子锚固槽钢侧。

5．以钢丝绳为依托，以φ16圆钢做成“S”字型吊钩，上挂悬索，下吊钢绞线，每1.5~2m设置吊钩一个，固定在尼龙绳（或细麻绳）引线。

6．钢绞线束各穿入4#与5#墩顶予埋锚固槽钢内，立即穿入QM15-7锚板，并用夹片固定，再用QYDD—20千斤顶逐根收紧后，装上QD一顶压器和QYCQ—250型千斤顶及工具锚，然后将悬索放松使吊钩处于不受力状态，可进行予拉束的正式张拉。

7．予拉束采用QN15-7（7-7φ5）群锚，每侧各一束，共两束，=150（1470）kgf/mm2(N/mm2)(MPa)钢绞线直径φj15（7φ5），标准强度R jy（实际使用的为R j y =1570MPa ）弹性模量E g =1.9×105MPa ，L=98M ，每米重=98×1.0910（Kg/m ）×7=980×7.63749=748.5Kg 。

8． 每束张拉力为105吨，即100098.139*7*715.0*150=105吨（单根钢绞线面积：139.98mm 2）。

σk =1470×0.715=1051.05MPa （未包括油顶内摩阻）。

张拉程序：0→初始应力10σk ％→互通情况做记号每５MPa 一级加载→互通情况测伸长量σk ％→测伸长量分钟停5顶塞锚固→回油拆顶 9．张拉要求同步进行：张拉起始端应在同一个桥墩上，张拉时，两束的两端均应互通情况。

核对伸长量，防止出现意外情况。

10．张拉后的质量控制：以经纬仪观测4#墩连续4天总累水平位移值小于5毫米为度。

超此值时，报请设计院提出处理方案后，方可拆除临时予拉束。

而上部结构每次加载或张拉（竖向粗钢筋和水平系杆钢束）后。

测出4#墩水平位移值小于15毫米为正常，如超出此值，应报请设计院提出解决措施。

施工控制测量应将每次加载后的测点应力值向设计院提出。

在加载过程中4#墩水平位移值和主跨施工控制应力值如出现不正常时，应立即停止加载或张拉，并通知设计院采取解决措施。

11．临时予拉索的拆除，亦应同时对称缓慢地进行，不得用氧气电焊切割，采用先拔松夹片再放松钢绞线的办法进行。

具体做法是在顶和锚板之间安装7孔三脚式垫板来完成。

放松后再用倒链逐渐收拢，保证安全施工。

12.钢管拱的制安由杭州市设备安装公司负责。

工艺由该公司负责编制，我们派员监理协调完成此项工作，但在拼焊前，应要求该公司，将认真清理拱肋内腔的浮锈，泥砂等污物，以便混凝土与钢管的粘结。

四、拱脚锚固端块施工拱脚锚固端块承担拱脚推力和弯矩传到桥墩的节点板作用。

它有竖直预应力轧丝锚和水平系杆钢束的锚固块。

1．竖直预应力粗钢筋为φ32轧丝锚。

设计长度L=660cm，分三次予埋入混凝土内。

其中100cm埋入墩身内；294.9~295.6cm埋入墩帽梁内；226.1~225.4cm埋入锚固端块内（不包括上下以承板以外的长度）。

2．ΦL32轧丝锚原材料为Ⅳ级钢，应符合GB1499-84规定，屈服强度500MPa；张抗拉强度850MPa，ΦL32成品轧丝锚应是经过冷拉时效处理才可使用，其冷拉后经过时效的弹性模量2.0×105MPa。

3．ΦL32轧丝锚的支承垫板上板为口120×180×24和板口120×180×2.0cm均为整板，每墩两柱，每块板22孔，外排各8个，中排6个，内侧均焊有Φ内75L=40mm的套管套住高频制孔钢管内75σk=1.5L=6160mm，制孔管下口由Φ内20钢管，作为压浆（或排浆）管，连同轧丝锚一起埋入混凝土内。

4．为防止制孔管内漏浆，套管和制孔管接头处，应用医用胶布缠封，灌注混凝土时，应将上口压浆（排浆）管口和螺帽排气孔用软纤维封填，上支承板也是整板，三面由模板挤死，无缝隙。

下灰振捣均困难，板底混凝土不易灌满，容易形成缝隙。

除采取必要的措施外，应与设计部门联系。

在保证每个锚垫板不小于100 ×100支承面积外，宜开几个灌注孔，即能灌注混凝土，又能振捣和排气。

因而保证混凝土的灌注质量和张拉力的传递。

每次灌注完混凝土后。

均应灌水吹风检查予埋管是否漏浆。

5．为了保证轧丝锚的相对位置的正确。

上支承板每灌注一次混凝土前都应安装就位，并用脚手架固定好，或用其他较轻型板做固定位置用亦可。

6．水平系杆制孔，水平系杆钢绞线为QM15-7群锚预留孔。

先按设计图在拱肋上开预留箱槽口，安装预留箱（钢板套筒）。

外侧（端块混凝土内）应盖上箱盖，盖板上焊上套筒与预留纪管相接。

为防止破损和漏浆，应用胶布密封，锚垫板应为QM15-7成品嗽叭管或自制嗽叭管，预予留孔使用Φ内60高频管制孔管相接，锚垫板应与钢绞线束方向垂直，防止因此钢绞线锚不住或滑丝，为稳妥起见，防止制孔管上浮变形、漏浆或渗浆。

在制孔管内采用穿放钢筋束捆做压重衬芯，钢筋绑扎成Φ外45~50芯棒后，穿入制孔管内，支垫嗽叭管内将软纤维塞满。

混凝土灌注后立即取出，并用通孔器做通过试验检查，并进行处理。

7．拱端锚固块的施工顺序：拱肋预留箱盖安装→绑扎钢筋→立端模（含喇叭管）→安装制孔管及衬芯→安装粗钢筋上支承板→立侧模→灌注混凝土→通孔→养护→拆模。

8．端块因为钢筋较稠密，竖向和横向又密布管道，下灰后混凝土在端块内的运动时间较长，而振捣困难，应用锹下灰，竹杆帮助，侧模每米处应开一排窗户，便于观察，也可以补振，以利混凝土的灌注质量。

9．拱端锚固块混凝土为C40：44.7m3（全桥含封端）其配合比由试验室确定。

为保证灌注质量，施工安全，采用普通水泥，石子使用5~25mm，加入附加剂FDN，水灰比≤0.45，陷度为7~9cm。

关注时加强振捣，注意假凝现象。

应加强养护，不得出现裂纹。

五、竖直粗钢筋和水平系杆钢束（一）竖直粗钢筋1．粗钢筋的张拉。

在锚块混凝土强度达到设计强度后，张拉即可进行，按设计院的要求，每个端块粗钢筋，按上部加载阶段，分5次进行张拉。

如图，见表1。

张拉顺序：顺桥轴向三行中，先两侧，后中间。

横桥轴向，对主桥墩中线先远后近（如图）。

1/4锚块平面竖向粗钢筋位置示意图2．张拉时，要求四个端块应同时进行。

竖直粗钢筋与水平系杆钢束同一阶段收拉时，应先拉，竖直粗钢筋；后拉水平钢束，顺序不得相反。

3．Φ32预应力钢筋的张拉吨位为54T=540K N=σk =67.1kgf/mm2。

4．张拉设备：ZB4-500油泵，YC-60千斤顶（包括配套帮手），校正后使用，其他规定按常规办理。

YC-60型千斤顶主要技术性能（柳州厂）额定油压 400kg/cm 2 穿心孔直径 55mm 张拉油缸活油塞面积 162.5 cm 2 外接面压胶管（G6Ⅲ型） Φ6×3000mm 张拉力（公称） 60吨 张拉行程（公称） 150mm外型尺寸（用撑脚） Φ195×760mm 顶压油缸活塞面积 84.2 cm 2 重量（用撑脚） 74kg顶压力（公称） 30吨配用油泵 ZB4-500型 顶压行程 50mm用油品种 #20或#30机械油5．张拉程序是：0→54KN(0.1σk )初应力−−→−做记号每5MPa 一级加载→540KN （锚固吨位）→测伸长量分钟持荷5 拧紧螺帽→0→拆顶。

锚固时，在稳定持荷状态下，拧紧螺母，油表指针稍有下降，不准超拧。

计算伸长量与实际伸长量误差±6%。

6．张拉完成后进行清孔，并用塑料布将端头和压浆管遮盖和包裹好，待上部施工完成，并进行气-20荷载，试验后，才能进行压浆，封锚属常规工作。

（二）水平系杆钢束1．水平系杆钢束的加工制造（1）水平系杆系由钢绞线束组成，钢管拱助设计有两根水平系杆，每侧一根，每根均穿过钢管拱脚，锚固在端块上，每根由12束钢绞线束组成，每束为7-705钢绞线，R j y=1470MPa；E=1.9×105MPa；实际委托加工钢绞线R j y=1570kg/cm2。

（2）水平系杆是由我处共料，委托上海灌江缆索厂加工成7-705钢绞线束，加工方法同吊杆，后成索卷后运来工地使用。

（3）水平系杆下料长度为L=l1+2 l2+2 l3=92+2×1.6+2×1.4=98.0m。

式中：l1—墩中心墩中心长度l1=92ml2—墩中心至钻端长度l2=1.6ml3—张拉工作长度l1=1.4m水平系杆7φ5钢绞线用量G=16吨2．水平系杆的安装（1）水平系杆钢绞线束张拉前对，应对长度重新复查，合格后才能使用。