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1、钢管混凝土拱桥施工技术1 工程概况 本新建桥梁位于大连市现有北岗桥的东侧,跨越3条铁路线路,由北向南分别为沈大下行线、沈大上行线、联络线,3条线路均为电气化铁路,同时有4条道路与该桥梁连接,桥梁两侧路口均为斜交路口。桥梁结构为一孔下承式钢管混凝土系杆拱桥,其拱轴线为二次抛物线,矢高9m,矢跨比1P4。新建桥梁全长为38m,宽度为27m,共分两幅,每幅纵向设两根钢管混凝土拱肋,全桥共4根。拱肋均为<600mm、壁厚16mm的钢管,钢管内灌注C55微膨胀混凝土。 每幅两根拱肋间设两道一字形横撑,采用直径500mm、壁
2、厚14mm的钢管。各钢管均采用螺旋焊接钢管,拱肋钢管材质为Q370qD钢管。拱肋在梁端插入纵梁内深为0165m。 每个拱肋下设8根吊杆,顺桥向吊杆间距均为4m。建成后通行能力为双向六车道;整体桥梁钢拱共四道,每道分五段。2 施工方案 施工时,按设计将每根钢管拱肋分为五个节段,计划在2006年7月1日—7月4日进行钢管拱肋吊装,拱肋吊装前在纵横梁上搭设临时支架,采用1台120t吊车在桥北侧进行吊装作业。至2006年7月13日完成拱肋焊接工作。然后进行拱肋顶升灌注C55微膨胀混凝土,待拱肋钢管混凝土强度达到设计强度的
3、85%后,拆除拱肋临时支架,张拉纵梁1#预应力钢束,以及空心板纵向3#、4#钢索,并进行管道压浆。最后安装吊杆,按设计要求调整索力。拱肋节段见图1。3 施工方法3．1 支架搭设 由于拱肋支撑的需要,需在拱肋相应的纵梁上方搭设支架,拱肋支墩由轮扣支架在桥面上搭设而成。立杆布置纵横向间距均为60cm×60cm×60cm,步距采用120cm。支架在拱肋节段连接处铺设,各支墩连接支架采用120cm×120cm布设,步距为120cm。连接支架不承受拱肋重量,方便作业人员进行安装吊杆、拱肋涂装等作业。作业钢板直接焊接在支架顶部
4、,钢板上部设有直径650mm的圆弧形支撑拱肋钢板,见图2。3．2 拱肋支架的验算 以承重最大的中间拱段支墩来进行检算:已知:<48mm×315mm钢脚手:A=4．89cm2,Ix=12．19cm4,Wx=5．08cm3,回旋半径ix=1．579cm。按稳定性计算支柱的受压应力为σ=87．02MPa<[σ](2．5MPa),满足要求。临界应力σcr=146．76MPa>87．02MPa(实际应力),满足要求。313 吊车吨位的选择 由于桥南侧上部有高压线,大吨位吊车站位受影响,因此计划在该桥北侧台后采用120t汽车
5、吊来完成拱肋吊装。吊车站在北侧向南侧吊装拱肋时,吊装南侧2号段拱肋和中段拱肋难度较大,现计算如下: 1)吊装南侧2号段拱肋时,北侧桥台胸墙至南侧2号段拱肋吊点水平距离为29m,加上吊车站位距离桥台前墙距离按7m考虑,吊车作用半径应为36m,120t汽车吊主臂伸长40．5m,作用半径为36m时,起吊能力为51kN,大于该段拱肋吊装时所需的23．6(拱段重)+20(吊钩及其它)=43．6kN,此时吊车吊钩距地面距离H=40．52-362+3(吊车高)-118(吊钩长)=18．64m,H大于2#段拱肋吊装时距离地面要求高
6、度的810m,满足要求。 2)吊车吊装中段拱肋时,北侧桥台胸墙至中段拱肋吊点水平距离为18m,加上吊车站位距离桥台前墙距离按7m考虑,吊车作用半径应为25m,120t汽车吊主臂伸长32．5m,作用半径为26m时,起吊能力为92kN,大于该段拱肋吊装时所需的52kN(包括拱段、吊钩等重量),此时吊车吊钩距地面距离H= (吊车高)–1．8(吊钩长)=2．17m,H大于中段拱肋吊装时距离地面要求高度的12．0m,满足要求。3．4 钢丝绳直径的选择 每根拱肋均采用单点吊装,以最重的中段拱肋计算,考虑钢丝绳等附加荷载10k
7、N,最大起重量为33kN。吊装时,钢丝绳采用套扣吊装的方法,可得知钢丝绳受拉力为33kN。依据规定钢丝绳安全系数取14倍,所以要求钢丝绳最小破断拉力为462kN。计划选用6×37型直径32．5mm的钢丝绳(钢丝绳公称抗拉强度为1550MPa)。6×37型直径32．5mm钢丝绳的允许拉力[Fg]=34．71kN>33kN(最大起重量)。确定选用钢丝绳为6×37型直径>32．5mm的钢丝绳。3．5 拱肋整体焊接 首先焊接主拱肋分节点对接接口,该焊缝是全桥的关键焊缝,而且是全位置焊接,因此采用手工电弧多层焊接。焊后24h
8、后进行超声波探伤和X射线探伤。1#～5#节段拱肋管焊接完成后进行钢横撑的手工电弧对称分布焊接。焊接完毕后对焊缝处进行打磨除锈,并按要求做好防腐涂装。3．6 拱肋混凝土的施工 全桥共4条拱肋,每条拱肋中的混凝土为C55微膨胀混凝土10．5m3,顶升法施工时泵送混凝土两边对称顶升,当拱顶排气孔有砂浆及混凝土排出且拱顶管内混凝土密实后应尽快封闭管顶
