大跨径钢管拱加工与现场预拼施工

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1、大跨径钢管拱加工与现场预拼施工摘要：介绍主跨208m秭归龙潭河大桥钢管拱的加工制作、现场预拼和空中对焊等施工技术。关键词：钢管混凝土结构拱桥桥梁制造施工方法1　前　言钢管混凝土拱桥的发展与应用在我国仅有十余年的历史，但发展很快，已遍及全国广大地区，目前已经建成的就达20余座，在建的也有20余座。这主要是因为钢—混凝土组合材料的优越性决定的。关于钢管拱肋的加工、拼装和成拱工艺，对此类结构的施工技术、施工规范、质检和监理程序与指标、施工定额及管理等方面的研究和经验虽然有所积累，但仍不多见。广泛交流施工经验，研究制定和完善该类桥梁统一可行的规范规程，探讨其施工经济技术指标，是目

2、前建造此类桥梁急待解决的课题之一。本文结合秭归龙潭河大桥的施工实践，主要对钢管拱加工与现场预拼施工工艺和技术作简要介绍，以期能抛砖引玉，供同仁参考。2　工程概况秭归龙潭河大桥位于湖北省秭归县，是三峡工程秭归移民区交通复建工程蒲(庄河)文(化)公路上的一座特大桥。全长280.4010m，孔跨布置为(20+20+208+20)m，桥幅布置为净-9m+2×1.0m人行道。该桥由铁道部专业设计院设计，湖北省公路建设总公司(湖北省路桥公司)施工。本桥主跨为208m的中承式钢管混凝土拱桥，主拱为双肋桁式无铰拱，矢高40.530m，矢跨比1/4.935。拱轴线采用以悬链线为基

3、础的三次样条曲线。变截面主拱肋上下弦管中心间距拱脚处为4.439m，拱顶处为2.2m。两条主拱肋横桥向中心距为11.60m。全跨共设11道横撑和6道X形撑，且均为空钢管构成的桁式梁。每条钢管拱分19节段加工制作、预拼和空中焊接。每节段一般长度为12m(拱脚段14.4m，合龙段4.297m)，重量为20～30t。全桥钢管拱总重928t，其中主拱管重785t，横撑(X形撑)重128t，其余约15t。主拱架设采用缆索吊装法施工，最大设计吊装重量为30t。3　钢管拱工厂加工制作钢管拱的加工制作和现场安装质量直接决定着桥梁的功能和使用寿命。因此，应选择有资质、有能力、有经验和有条件

4、的生产厂家在工厂内加工制作。当工厂内拼装场地和运输条件受到限制时，也可以选择工厂加工与现场预拼相结合的办法。3.1　选材钢材质量是钢管质量的基础。本桥设计采用16Mn、16Mnq、A3钢材，其机械性能和化学成分指标应符合文献10［6］的标准。施工采用武钢生产的优质钢材。由监理工程师和施工单位负责人对每批进场的钢材作质量检查，验证出厂合格证书和材质试验报告单。其它焊接加工材料应满足设计和文献［3］中的要求。3.2　钢管卷制根据施工图设计线形、座标表、预拱度表等文件资料，在工厂内预拼台座上将钢管拱(包括主拱管、缀板、腹杆、斜撑、横撑和X形撑)以1：1比例放出施工大样，量取各构

5、件的设计下料尺寸，并对部分单元构件制作纸样。然后对主拱管2.0m设计基本管节进行卷制。基本管节必须是整块钢板沿钢板压延方向卷制而成，采用半自动氧割机下料、滚床卷板机卷制。卷制前，应根据设计和规范要求将与钢管纵缝和环缝相对应的板边分别开好坡口，采用纵向氧吹双面坡口。纵缝在设置的专用夹具上分3次焊接。成形的钢管，要采用纠圆机整体校圆。在无应力状态下管口椭圆度控制在3mm误差以内。3.3　焊接焊接施工以文献［3］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。焊接施工前，必须做焊接工艺试验评定，可参照文献［

6、4］附录15-2的要求进行。通过试验评定，确定各钢材焊接所需合理的焊条、焊剂、电流、电压、焊接方式及速度和焊缝的层数、平焊、立焊、仰焊的运条手法等，确定温度影响对构件几何尺寸及变形形态的影响程度，制定合理的焊接工艺与工艺规程，指导实际生产。基本管节制作时，在卷制成管后先用手工电焊打底，然后焊接管内4.5mm厚，再用自动电焊机对管外自动焊接。纵缝略高于母材1～2mm。制作主拱管12.010m安装节段时，在加工胎架上先进行平面放置组装。胎架在竖直面内按施工拱轴线起拱。胎架长度不小于30m，用于钢管对接、上缀板和下缀板的组装焊接。钢管对接时，纵缝布置相互错开，环缝分布与管轴线严

7、格垂直。环缝采用人工电焊打底，自动电焊成形。焊缝经检验合格后才进行缀板焊接。单哑铃形钢管拱构件制作时，先焊接桁拱拱轴线内侧的缀板，然后焊接其处侧的缀板。在施工内侧缀板之前，须先将外侧缀板安装到位并手工电焊打底和定位。焊接过程中应注意胎架及构件自身的临时刚性定位和对称交错施焊，防止结构变形，减少初应力影响。3.4　腹杆、横撑(X形撑)单件制作根据厂内1：1比例放样及纸样，结合焊接工艺试验评定参数，进行φ400×10mm腹杆、φ500×12mm横撑(及X形撑)、φ299×8mm横联撑杆和隔板等构件的