鋼管混凝土拱橋(全)

...wd......wd......wd...第一章鋼管混凝土拱橋第一節(jié)鋼管混凝土拱橋開展概況第二節(jié)鋼管混凝土拱橋構(gòu)造簡介一、構(gòu)造根本類型第三節(jié)鋼管混凝土拱橋施工技術(shù)簡介一、鋼管拱肋制作第二章四川旺蒼東河大橋第一節(jié)概況第二節(jié)主橋構(gòu)造與構(gòu)造第三節(jié)施工簡介第四節(jié)四川旺蒼東河大橋的歷史地位第三章廣州丫髻沙大橋第一節(jié)概況第二節(jié)主橋設(shè)計要點第三節(jié)根基、承臺的施工與鋼構(gòu)造制造㈠根基與承臺的施工橋址基巖巖性組合復雜，風化層厚，弱風化巖面起伏很大。承臺下采用φ3.Om等大直徑嵌巖灌注樁，為了保證施工質(zhì)量，以樁長、樁底墓巖巖性雙控樁底標高，對少數(shù)成孔困難的樁，根據(jù)具體情況分別采用旋噴樁、冷凍法做防水處理。承臺及拱座均為大體積混凝土，施工時采取了以下措施以控制溫度變形裂縫：1.在承臺及拱座內(nèi)設(shè)置多層冷卻水管，施工時進水管口、出水管口溫度差控制在15-20℃；2.選用礦渣水泥，摻加適量的粉煤灰、減水劑、緩凝劑；3.采用分層、分塊法施工，并設(shè)置一定的溫度筋；4.委托有經(jīng)歷的科研單位進展溫度監(jiān)控。㈡鋼構(gòu)造制造1.工藝制作思路根據(jù)大橋鋼構(gòu)造的構(gòu)造特點和運輸要求，將其分成假設(shè)干片體在工廠車間內(nèi)制作，在組合場地組成拱肋節(jié)段，最后在工地組拼(或吊裝)半拱，使之具備轉(zhuǎn)體條件，其特點就是以中間產(chǎn)品為導向，便于全面鋪開制造，力圖提高加工制作精度和生產(chǎn)效率。⑴制作流程制作流程見圖8-15。⑵制作工藝的設(shè)計原則①根據(jù)構(gòu)造特點和吊裝要求進展節(jié)段的劃分丫髻沙大橋鋼管拱肋為六弦管，在現(xiàn)場將空間的六根曲線φ750mm鋼管同時對接好，且要控制對口錯邊在2mm以下，由于采用轉(zhuǎn)體工藝安裝拱肋，可采用大分段吊裝，橋位現(xiàn)場離制作場地約lkm，采用水路運輸沒有什么困難，又因有120t船臺吊機多部，因此，拱肋節(jié)段以不大于120t進展劃分。此外，由于該橋的技術(shù)規(guī)定對鋼管的卷制要求卷管方向應與鋼板壓延方向一致，經(jīng)過多方案比擬后采用最大3800mm管節(jié)的排板方案，單片主拱肋分為18個節(jié)段和一個跨中合龍管節(jié)，節(jié)段的最大質(zhì)量約為105t，節(jié)段長度在25m以下。②立體構(gòu)件平面制作的構(gòu)思按主拱拱肋的構(gòu)造特點將主拱肋分成拱肋節(jié)段和“米〞字橫撐片體分別制作，其中拱肋節(jié)段采用側(cè)裝法進展建造，拱肋節(jié)段分成三個由上下弦管和腹桿組成的拱肋片體分別制作，然后與平聯(lián)板等構(gòu)造組裝成主拱肋節(jié)段。③準確下料確保制作質(zhì)量主拱肋節(jié)段間對接口同時有六根曲線管相接，節(jié)段的精度控制是保證對接順利的關(guān)鍵?？紤]到弦管是曲線管，用火工彎制而成，除節(jié)段弦管兩端均留有余量100mm外，其它構(gòu)件只留少量焊接收縮補償量下料，在片體和節(jié)段制作過程中不用二次切割，零件的下料采用高精度的五軸數(shù)控管子切割機等設(shè)備，制作構(gòu)件的精度高，使構(gòu)件的裝配質(zhì)量滿足焊接要求，確保建造質(zhì)量。④工廠預拼裝滿足吊裝要求和設(shè)計要求為了保證工地吊裝順利，拱肋節(jié)段在工廠制作時必須進展節(jié)段預拼裝或采用姐妹段連體制作后拆裝的工藝，節(jié)段預拼裝時節(jié)段數(shù)必須大于三個。2.制作的重點難點和工藝措施及特點⑴弦管制作過程的橢圓度控制問題主拱拱肋弦管制作經(jīng)過管節(jié)制作、直管段制作、火工彎管、片體制作和節(jié)段制作的，程，弦管直徑達750mm，是拱橋的主要受力構(gòu)件，有比擬嚴格的橢圓度控制要求，且在火工彎管、片體制作和節(jié)段制作過程中受到不均勻的應力作用，將使其橢圓度產(chǎn)生不同程度的變化，其橢圓度的控制是本工程的重點和難點之一，在制作過程中采取了下述措施加以控制：①制作管節(jié)時，鋼板卷制前要進展壓邊，焊接后進展管節(jié)校圓。②制作直管時環(huán)縫的裝配和焊接要采用特制工裝進展調(diào)整和防止變形。③火工彎管時管端口要加十字撐和井字撐進展保形，并在中間適當位置加箍保形和中間位置加壓加速火工速度。④嚴格控制弦管相接構(gòu)件接縫間的間隙，并采用二氧化碳氣體保護焊等小變形的焊接方法，減小焊接變形。⑵加工過程中弦管線形的控制問題主拱拱肋是復雜的空間管桁架構(gòu)造，其構(gòu)造不對稱性在焊接后易引起弦管線形變化，而空間六弦管曲線相接對弦管線形控制提出了更高的要求，因此采取了下述措施控制弦管線形：①弦管加工線形是在設(shè)計線形的根基上疊加設(shè)計預拱和加工預拱。②采用計算機進展線形控制點坐標計算，并制作加工樣板。③計算焊接收縮量，裝配弦管間構(gòu)造件時拉開弦管間間距，施放反變形。④在片體制作時，在線形控制點附近和節(jié)段弦管端部采用門式鋼架剛性固定的強制防變形措施。其效果顯著，弦管線形控制點超差點數(shù)量減少三分之二以上。⑶腹桿相貫線切割問題腹桿與弦管相接的管口是管管相貫線，設(shè)計上要求全熔透，管口必須開焊接坡口，相貫管口是一條空間曲線，由于存在變化的自然夾角，管端坡口將隨曲線而變化。過去大多采用紙樣畫線后手工切割，然后手工打磨焊接坡口的方式加工，用這種方法加工不但速度慢，而且難以準確地加工管端相貫口。為了很好地解決這個問題，專門從德國進口了一部計算機控制的五軸數(shù)控管子切割機切割腹桿，該切割機能一次切割成型管子相貫線和焊接坡口，切割面光滑，能滿足制作要求，從而很好地解決了這一問題。該切割機可加工管徑65mm至1200mm的各種類型管子。⑷焊接變形的控制問題焊接變形的控制是鋼構(gòu)造制作過程的關(guān)鍵技術(shù)之一，采取下述措施控制焊接變形：①采用計算焊接收縮補償量、構(gòu)件下料時補償?shù)木氃鞓蚬に嚰夹g(shù)，嚴格控制構(gòu)件的裝配間隙和質(zhì)量，控制焊接金屬填充量。②應用弦管間間距拉開裝配的反變形技術(shù)。③采用雙數(shù)焊工對稱施焊的焊接工藝，設(shè)計合理的焊接程序。④采用二氧化碳氣體保護焊等高效小變形的焊接方法。⑤采用剛性固定控制變形措施。⑸節(jié)段制作精度的控制問題片體組裝成節(jié)段后形成復雜的空間桁架，如制作后的節(jié)段精度控制不好將很難進展調(diào)整，制作過程中必須給予高度的重視，采取下述技術(shù)措施進展控制：①組裝節(jié)段的片體的制作精度要保證滿足技術(shù)要求，達不到的要先行調(diào)整好，否則組裝成節(jié)段后將難以進展修整。②在節(jié)段弦管端部和片體中部適當位置設(shè)置支撐用于支持片體，并用于剛性固定，控制節(jié)段的焊接變形。③采用雙數(shù)焊工對稱施焊的焊接工藝，并設(shè)計合理的焊接程序。④弦管長度方向的余量可一端先行切割，另一端余量節(jié)段焊接完成后切割。⑤片體的誤差在節(jié)段裝配時采用分中均布的方式調(diào)整，減少誤差累積的影響。⑹節(jié)段管端口對接精度控制問題主拱肋由六弦管組成，主拱肋節(jié)段對接時要同時對接空間的六條曲線管，節(jié)段管端口對接精度的控制是節(jié)段后續(xù)工地吊裝順利對接的關(guān)鍵，是本工程的重點和難點之一，制作過程中采用下述技術(shù)措施進展控制：①按生產(chǎn)場地和生產(chǎn)方案的安排，采用姐妹段連體制作的節(jié)段組裝工藝，無法采用連體節(jié)段組裝工藝制作的相鄰節(jié)段采用節(jié)段下胎后預拼裝的工藝，使主拱肋節(jié)段在工廠下胎前的弦管端口對接精度滿足設(shè)計要求。②制作過程中對節(jié)段弦管端口處要采取剛性固定等強制變形措施，控制弦管端口的變形。③節(jié)段下胎前要割除弦管端余量，并撤除管端的支撐，用火工進展局部修整。④對懸臂過長的節(jié)段管端口處進展臨時加強，防止運輸?shù)冗^程中的變形。⑤節(jié)段管端口余量切割時要注意施放弦管工地對接焊的收縮補償量。3.制作過程中存在的問題⑴弦管火工彎制過程的措施和效果弦管火工彎制過程對弦管的橢圓度產(chǎn)生較大的影響，為了保證制作質(zhì)量，在弦管火工彎制過程中采取了端部加十字撐或井字撐、中間加箍保形和中間加壓等措施，并相應進展了一些比照試驗。從加工后的弦管成品的測量數(shù)據(jù)看，這些措施在控制弦管火工彎制過程中的弦管橢圓度起到了一定的作用，其效果如下：①弦管端加十字撐或井字撐的作用相當明顯，對管端的橢圓度影響最顯著，對節(jié)段弦管的順利對接起到了很好的作用。此外，對管端加十字撐和井字撐的保形效果差不多，但比加一字撐的效果要好。②中間加箍的效果不明顯，由于火工彎制時鋼管變形受到周邊約束，臨時性的加箍并不能消除火工后的內(nèi)應力，箍撤除外力釋放后鋼管會產(chǎn)生橢圓度的變化。③中間加壓可明顯加快火工彎管的進度，但不宜中間單點加力，宜中間多點均勻加力。④采用激光紅外線測溫儀監(jiān)控火工時溫度，能有效地防止過火現(xiàn)象的發(fā)生。⑵加工過程中弦管線形局部線形超標的處理在制作片體和節(jié)段時，由于其構(gòu)造的不對稱性，在制作過程中很容易產(chǎn)生弦管線形局部超標的現(xiàn)象，對該現(xiàn)象的處理只能采用火工校正的方法，但要調(diào)整好也相當困難。在本工程中如能做好上面所述的措施，線形控制點的線形偏差大局部能控制在5mm的范圍內(nèi)，極個別點可出現(xiàn)最大8mm的現(xiàn)象。制作過程中在設(shè)計要求的3mm范圍內(nèi)的控制點可達75％。如所有的局部超標點均用火工的方法去調(diào)整，不但影響加工進度，對管子的材料也不利。考慮到5mm范圍內(nèi)偏差不會對鋼構(gòu)件的受力產(chǎn)生影響，也不會對將來的節(jié)段弦管產(chǎn)生較大的影響，經(jīng)設(shè)計院同意后，對超過設(shè)計要求3mm偏差的局部點，如其相鄰點之間偏差值之差值仍不超過3mm時，可對該局部線形超標點不進展校正處理。這樣只有相當少量的局部線形超標點需要進展火工校正，不但有效地保證建造質(zhì)量，也大大地加快了施工進度。⑶腹桿相貫線切割口問題雖然采用了德國進口的先進的計算機控制的五軸數(shù)控管子切割機進展腹桿下料加工，腹桿相貫線切割口的質(zhì)量能很好地滿足技術(shù)要求，但由于相貫的弦管經(jīng)過火工加工后，其橢圓度會發(fā)生變化，因此會引起腹桿相貫口兩趾處間隙較大的現(xiàn)象發(fā)生。經(jīng)分析后采用修正的方法處理，對腹桿相貫口的切割數(shù)據(jù)進展調(diào)整，加大了相貫母管的直徑參數(shù)，并對長度和相貫夾角等參數(shù)進展了小范圍的調(diào)整，較好地解決了由于弦管橢圓度變化引起的相貫口兩趾處間隙超差的問題。⑷姐妹段制作工藝應注意的問題在制作主拱肋節(jié)段時采用了姐妹段連體制作工藝，可省去了節(jié)段預拼裝的工藝過程，對建造的進度和場地安排耳，建造質(zhì)量的控制都是有幫助的，但在制作時應注意下述問題：①節(jié)段分片體制作后再組裝的工藝設(shè)計。片體制作后形成桁架，組裝節(jié)段時拱肋高度方向的變形較小，可在制作時不再考慮該方向的收縮變形；但拱肋寬度方向的收縮變形要考慮，采用上中下三片體組裝間距拉開施放反變形的措施進展控制，同時在片體間設(shè)置多組支撐起到剛性固定防止變形的目的。②節(jié)段制作焊接時會引起弦管長度方向的收縮，但其焊接收縮量不會很大，可充分利用拱肋工地合龍采用襯墊焊單面焊雙面成型的焊接坡口間隙，姐妹節(jié)段間不用拉開間隙，因此，組裝胎架地樣線形采用設(shè)計線形和設(shè)計預拱疊加后的線形。③節(jié)段弦管端余量切割時要考慮節(jié)段工地合龍時的焊接收縮補償，弦管端余量切割可一端在節(jié)段組裝前切割，另一端在節(jié)段焊接后切割。④節(jié)段弦管的切割斷面要與弦管中心線垂直，方便節(jié)段工地合龍時的弦管對接。⑤節(jié)段焊接時，節(jié)段間弦管不要存在點焊等連接，節(jié)段的焊接變形會比擬均勻。第四節(jié)轉(zhuǎn)體施工法第五節(jié)施工監(jiān)測監(jiān)控與成橋靜動載試驗第四章湖北三峽黃