鋼管混凝土拱橋的施工方法

鋼管混凝土拱橋的施工方法RSS打印復(fù)制鏈接大中小發(fā)布時(shí)間：2013-09-2316:18:35圖1 整體吊裝法示意圖這種施工方法，美國(guó)的弗里蒙特橋曾采用，該橋?yàn)樽铋L(zhǎng)跨度懸臂系桿拱橋主跨為382.65m,1973年建成。

三段吊裝法，工期短，將大量的現(xiàn)場(chǎng)工作轉(zhuǎn)移到工廠內(nèi)，能確保拱軸線及質(zhì)量，不受橋頭拆遷控制，占地較少，

對(duì)城市建橋尤為重要；與引橋施工不發(fā)生干擾，機(jī)具設(shè)備少，臨設(shè)材料可以大量回收，節(jié)省投資；技術(shù)可行，且

施工不復(fù)雜，安全度校高。但該施工方法，長(zhǎng)大段鋼管拱肋的運(yùn)輸受水位及河道的限制；工廠制造需要有較大的

場(chǎng)地和下河碼頭等。這種施工方法在國(guó)內(nèi)尚無先例。2.1.3雙塔纜索吊機(jī)法該纜索吊機(jī)塔架之纜塔和扣塔合二為一，并于前塔上附加后塔形成空間框架結(jié)構(gòu)，故稱為雙塔纜索吊機(jī)施工圖戈雙塔纜索吊裝示意圖2.2.1平面轉(zhuǎn)體施工法(1)有平衡重轉(zhuǎn)體施工，平衡重轉(zhuǎn)體主要由平衡體系，轉(zhuǎn)動(dòng)體系(轉(zhuǎn)軸及環(huán)道)和位控體系三部分組成。其

平衡體系一般利用橋臺(tái)或配重來平衡

圖3 平衡重轉(zhuǎn)ftBT法示意圖主拱，轉(zhuǎn)動(dòng)體系為拱腳后的球鉸；同時(shí)在球鉸周圍布置千斤頂或卷揚(yáng)機(jī)使轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的半跨拱肋隨之徐徐轉(zhuǎn)動(dòng)，直到就位。如圖3所示。我國(guó)的黃柏河、下牢溪大橋，跨徑均為160m采用此法施工，轉(zhuǎn)體重量達(dá)36000KN。(2)無平衡轉(zhuǎn)體施工，是采用錨碇體系平衡懸臂主拱，取消平衡重，而節(jié)省材料。錨碇體系由作為壓桿的主柱,

作為撐梁的引橋主梁以及后錨等部分組成，如圖4所示圖4 無平衡重轉(zhuǎn)懷爲(wèi)工方祛示査圖2.2.2豎向轉(zhuǎn)體施工法豎向轉(zhuǎn)體是根據(jù)橋位的情況，采用在橋軸線豎向而預(yù)制半拱肋，然后再?gòu)膬蛇呄蛏匣蛳蛳罗D(zhuǎn)體施工就位的施工方法，一般用在小跨徑的拱橋上。如圖5所示。三峽蓮沱大橋采用此法施工，凈跨48.3m+114m+48.3m鋼管混凝土帶懸臂中承式剛架系桿拱

橋

圖5豎向轉(zhuǎn)體施工示意圖2.2.3雙向轉(zhuǎn)體施工當(dāng)橋位處地形不允許拱肋在橋位的設(shè)計(jì)平面或軸線豎面預(yù)制時(shí)，可采用豎轉(zhuǎn)加平轉(zhuǎn)施工。其轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)豎向轉(zhuǎn)軸和平轉(zhuǎn)體系滿足雙向轉(zhuǎn)體施工。我國(guó)的河南安陽文峰路立交橋采用豎轉(zhuǎn)加平轉(zhuǎn)法施工，主跨為135m的鋼管混凝土剛架系桿拱；廣州丫髻沙大橋，主跨為360m帶懸臂的中承式剛架系桿鋼管混凝土拱橋。2.3有支架吊裝法根據(jù)橋位處的地形及設(shè)計(jì)情況可采用有支架吊裝法進(jìn)行鋼管主拱肋的架設(shè)。拱肋的吊裝仍采用纜索系統(tǒng)，不同之處是在每一拼接處設(shè)置支架，使拱肋的連接和焊接在支架上進(jìn)行。支架的設(shè)置按拱肋的軸線和段接頭位置及高程，在精確定位后，就每個(gè)段接頭的高度設(shè)計(jì)相應(yīng)的支架高度（該高度考慮了支架、支承結(jié)構(gòu)的變形和施工預(yù)拱度），經(jīng)計(jì)算確定支架的形式和材料，滿足強(qiáng)度、穩(wěn)定及剛度要求，支承處圓弧和坡度應(yīng)和該處的拱肋設(shè)計(jì)完全吻合，以保證較大的支承面積和鋼管拱肋的穩(wěn)定。吊裝時(shí)用索道吊運(yùn)到位初步控制合格后，拱肋的一端采用焊搭板螺栓聯(lián)接，另一端用兩道臨時(shí)纜風(fēng)護(hù)設(shè)穩(wěn)定，合攏段在準(zhǔn)確測(cè)量出實(shí)際的長(zhǎng)度和待合攏段拱肋的長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際將多余的長(zhǎng)度割掉后按吊裝順序吊裝，到位后兩端精確對(duì)位連接。吊裝順序如圖6所示鋼管混凝土拱橋的施工方法RSS打印復(fù)制鏈接大中小發(fā)布時(shí)間：2013-09-2316:18:35圖6有支架吊裝順序示意圖采用此法施工的有延安王家坪大橋凈跨190m的中承式鋼管混凝土拱橋，天津塘沽彩虹大橋主橋3跨168m下

承式系桿鋼管混凝土拱橋等。3鋼管拱混凝土的灌注3.1拱肋鋼管內(nèi)混凝土的灌注鋼管混凝土拱橋鋼管內(nèi)的混凝土優(yōu)先采用泵送頂升法灌注，對(duì)小跨徑的鋼管混凝土拱橋也可采用澆注搗固法。

拱肋鋼管內(nèi)混凝土一般采用微膨脹混凝土，要有一定的流動(dòng)性，混凝土中所用的各中外摻劑，如減水劑、微膨脹

齊U、粉煤灰等品種的選用和摻用量均應(yīng)通過試驗(yàn)確定。泵送混凝土坍落度一般為18~22cm。泵送頂升法采用混凝土輸送泵將混凝土從低處向高處頂升，當(dāng)加載程序是從拱腳往拱頂一次澆注時(shí)，從兩端拱腳向拱頂泵送，拱頂附近開排氣孔。當(dāng)拱肋鋼管較長(zhǎng)時(shí)，可采用''分倉(cāng)法”進(jìn)行泵送頂壓，每隔倉(cāng)段頂部設(shè)排氣孔，如圖7所示。對(duì)于單管拱肋鋼管，只要同時(shí)對(duì)稱灌注即可，組合截面應(yīng)先灌注上、下綴板倉(cāng)由跨中自拱腳同時(shí)澆注下層內(nèi)側(cè)鋼管（待達(dá)到要求的強(qiáng)度后）下層外側(cè)鋼管上層內(nèi)側(cè)鋼管上層外側(cè)鋼管拱腳實(shí)腹段混凝土。如圖8所示。圖8主拱肋斷面混擬土W?序圖泵送混凝土?xí)r兩邊泵送速度應(yīng)加強(qiáng)協(xié)調(diào)，盡量對(duì)稱頂升，特別是接近拱頂時(shí)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(dòng)。人工澆灌時(shí)，混凝土從澆注段的上端灌入，但混凝土落差不宜太大以免混凝土離析。在鋼管上開澆灌孔，孔徑一般為屮200mm，通過漏斗下料，振動(dòng)可用插入式振動(dòng)棒振搗。為此應(yīng)在鋼管上開設(shè)振搗孔，一般振搗孔和澆灌孔相隔設(shè)置，振搗孔直徑視振動(dòng)棒大小而定，一般為150mm；澆灌孔開孔距離不應(yīng)大于振動(dòng)器的有效工作范圍和2~3m的水平距離?；炷镣ㄟ^振動(dòng)孔和澆灌孔時(shí)可稍溢出，然后在開口蓋板原位點(diǎn)焊，使混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%后，再按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行補(bǔ)焊?；炷猎诠嘧r(shí)，鋼管內(nèi)混凝土溫度控制在60°C以下，以免微膨脹混凝土失效。鋼管內(nèi)灌注混凝土的密實(shí)度可采用敲擊鋼管和超聲波檢測(cè)。若混凝土不密實(shí)的部位，應(yīng)采用鉆孔壓漿法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。當(dāng)缺陷較小時(shí)，壓環(huán)氧樹脂；當(dāng)缺陷較大時(shí)，可壓高標(biāo)號(hào)砂漿，壓漿后將鉆孔補(bǔ)強(qiáng)焊牢。3.2鋼管作為勁性骨架外包混凝土的灌注用鋼管作為勁性骨架的大跨度拱橋近年較多，如四川內(nèi)江新龍坳大橋主跨凈跨117.8m,江西德興鋼礦太白大橋凈跨130m,廣西邕寧邕江大橋計(jì)算跨徑312m均為鋼管混凝土勁性骨架橋，架設(shè)后管外包混凝土形成箱型拱肋。四川萬縣大橋主橋凈跨420m，為鋼管勁性骨架，該橋?yàn)槭澜缤悩蛑锌缍茸畲笳?。鋼管勁性骨架已形成一個(gè)穩(wěn)定的整體結(jié)構(gòu)，為吊裝模板及施工腳手架提供了方便，可以按照設(shè)計(jì)要求的加載程序分段，分層地灌注拱圈砼，并進(jìn)行拱上結(jié)構(gòu)施工。4鋼管防銹處理4.1鋼管除銹鋼管除銹通常采用機(jī)械法中的噴砂除銹，拋丸除銹輔以化學(xué)清洗。除銹方法與除銹等級(jí)與設(shè)計(jì)采用的防腐材料有關(guān)。一般要求鋼管外側(cè)表面無油污、氧化皮、銹跡等雜物，表面呈鋼材金屬光澤，以確保除銹質(zhì)量。鋼管外露面需要防腐處理，常用的方法有金屬涂層和非金屬涂層，現(xiàn)介紹如下：4.2.1金屬涂層(1)陰極防腐涂層，這類涂層若存在孔隙，則會(huì)在涂層與鋼材表面形成電池引起腐蝕，施工難度大，工藝復(fù)雜，難以保證質(zhì)量，一般不采用。鍍錫層等屬于陰極防腐。(2)陽極防腐涂層，鋅、鋁等屬于陽極防腐涂層，其防腐效果較好，也稱為長(zhǎng)效復(fù)合防涂層，主要工序?yàn)橄葻釃娨欢ê穸鹊匿X鎂合金，再以鋅磺環(huán)氧樹脂作封閉層，面層用氯化橡膠涂敷，保護(hù)層的總厚度約300pm。其中鋁鎂合金層厚200pm，其余2層為100pm，此法一次費(fèi)用較高，有關(guān)資料表明，其防銹年限可達(dá)30年以上，以長(zhǎng)遠(yuǎn)效益看，用長(zhǎng)效復(fù)合保護(hù)層可降低后期的維修保養(yǎng)工作。目前先進(jìn)的GCM特種長(zhǎng)效金屬防腐防護(hù)系統(tǒng)，有關(guān)資料表明，防銹年限可達(dá)50年，這種防護(hù)系統(tǒng)有以下顯

著特點(diǎn)：GCM防護(hù)系統(tǒng)由密閉層、強(qiáng)度層、耐候?qū)尤龑咏Y(jié)構(gòu)構(gòu)成，三層總厚度一般在1000pm以上，使其成為防腐、防護(hù)系統(tǒng)。GCM防護(hù)系統(tǒng)在固化時(shí)系統(tǒng)自身產(chǎn)生收縮，使之緊固于金屬表面，不會(huì)因產(chǎn)生'滑移”、“脫層”、“刺傷”而使防護(hù)失敗。GCM防護(hù)系統(tǒng)施工方便，不需高壓噴砂、除銹的施工程序。GCM防護(hù)系統(tǒng)的耐候?qū)泳哂袃?yōu)異的抗紫外線搞感化性能、滿足長(zhǎng)效防腐、防護(hù)要求。GCM防護(hù)系統(tǒng)具有優(yōu)異的絕緣功效。GCM防護(hù)系統(tǒng)的顏色可根據(jù)橋地處周圍環(huán)境選擇合適的顏色，是目前較理想防腐、防護(hù)系統(tǒng)。4.2.2非金屬涂層非金屬涂層又分無機(jī)涂層和有機(jī)涂層。無機(jī)涂層包括化學(xué)轉(zhuǎn)涂層、琺瑯、玻璃的水泥等。有機(jī)涂層包括塑料、

涂料和防銹油。非金屬涂層在建成的鋼管混凝土拱橋防護(hù)中應(yīng)用較多。5吊桿安裝吊桿一般用在鋼管混凝土拱橋中承式和下承式橋中，常用材料有圓鋼、高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線，錨頭用冷鑄錨或鐓頭錨，夾片群錨使用較少。吊桿的構(gòu)造同斜拉橋中的斜拉索構(gòu)造均用定型成套產(chǎn)品。鋼管拱肋在制作時(shí)將吊桿上端的導(dǎo)管、螺旋鋼筋、墊板一并設(shè)置在拱肋中，吊桿下端的導(dǎo)管、墊板應(yīng)預(yù)埋在

吊桿橫梁中。為了保證橋面標(biāo)高的正確位置，待拱肋架設(shè)調(diào)整完成后，準(zhǔn)確測(cè)量拱肋上墊板的標(biāo)高，然后計(jì)算吊桿的下料

長(zhǎng)度，在工廠加工成型運(yùn)到工地進(jìn)行安裝。6橋面板安裝橋面板的安裝按設(shè)計(jì)加載程序進(jìn)行吊裝、軸線對(duì)稱、兩端對(duì)稱，同一般中承式和下承式橋面板安裝。7結(jié)語⑴鋼管混凝土拱橋是近年發(fā)展起來的，重量輕、