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1、中铁大桥局集团 东苕溪特大桥钢管拱安装工艺1一、编制依据一、编制依据1、铁道第四勘察设计院图纸、相关设计变更通知单等2、 铁路桥涵施工规范 （TB10203-2002）3、 铁路桥涵工程施工质量验收标准 （TB10415-2003）4、 钢管混凝土结构设计与施工规程 （CEC 28：90）二、工程概述二、工程概述东苕溪特大桥主桥为 112 m 下承式系杆拱桥，拱肋采用悬链线线型，在横桥向内倾 13，形成提篮式。拱脚处两拱肋中心距离 12.82m，拱顶处两拱肋中心距离 3.32m，由中间一道 X 形撑和两边各一道一字撑、K 字横撑联系两拱肋，形成空间结构。拱肋截面采用哑铃型钢管砼截面，内灌注 C
2、50 级微膨胀砼，截面高度 h=3.0m，等高布置，钢管直径为 1000mm，由厚 16mm 的钢板卷制而成，每根拱肋的两钢管之间用 =16mm 的腹板连接，每隔一段距离设置加劲板。拱肋共分 5 节段，采用缆索吊机吊装，千斤顶斜拉扣挂悬拼的方法安装，各节段重量见下表：拱段号拱段重量（t）扣点重量（t）脚手架重量(t)合计重量（t）69.5531.6362.5173.69967.1911.9362.2771.39751.961.8453.8全桥合计325.4887.14311.4343.992三、施工工艺流程三、施工工艺流程施工工艺流程图见附图。四、主要工序的施工步骤及方法四、主要工序的施工步骤
3、及方法本桥钢管拱在厂内进行半跨立体试拼，经验收合格后方可出厂。采用陆路或水路运输至工地，缆索吊机起吊，通过扣索塔架斜拉扣索扣挂的分段悬拼安装方案进行施工。钢管拱分段架设顺序为：1#2#3#吊装节段，根据实际制造进度、现场中铁大桥局集团 东苕溪特大桥钢管拱安装工艺2钢管拱预拼和存放场地情况，拱段现场立体组拼按半跨进行立体预拼（即1#、2#吊装节段现场一起组拼） ，因此，架拱的顺序可先宣城侧，后杭州侧，最后进行合拢段的架设施工。如果钢管拱到现场后，宣城侧拱脚现浇段仍没有施工完毕，则架拱段的顺序可改为先杭州侧，再宣城侧。每一吊装节段，按照吊装节段组拼起吊对位临时连接调整线型拱段前端标高设置的顺序吊装
4、。钢管拱安装时，由于两岸扣索塔架在一段时间内因两岸架拱不同步而出现受力状况不一样，因此，在架拱过程中，应根据扣索塔架塔顶位移情况，通过采用 600KN 千斤顶张拉后扣索锚固梁处的精轧螺纹钢筋及时调整后扣索力量。张拉调节时，同一塔架上下游应对称同步进行，保证塔架不扭转和后扣索受力均匀，同时保证塔顶位移不超过设计允许值。钢管拱安装顺序示意图钢管拱安装顺序示意图根据拱座施工竣工测量结果及钢管拱第一吊装节段、拱铰座制作尺寸实测结果进行放样，在拱座焊接下弦管的导向支架，并将其中一个铰座先定位焊接，另一个铰座先连接在拱段上。钢管拱吊装节段现场组装并与相邻节段按短线法预拼后，开始架设两岸钢管拱段。钢管拱段吊
5、点对称拱段重心布置，吊点位置设橡胶衬垫，起吊采用44mm 千斤绳。为了防止各吊装节段钢管拱起吊过程中发生整体和局部变形，钢管拱按设计要求设临时横撑，起吊用 44mm 千斤绳在吊点处缠绕 2 圈后再中铁大桥局集团 东苕溪特大桥钢管拱安装工艺3用 25t 卡环连接。同一跑车两吊点应保持水平，高差不大于 5cm，在拱段脱离支架前予以调整。起吊时必须信号明确、平稳起升。起升和走行不得同时进行。拱段用缆索吊机起吊并走行至设计位置附近，用两台跑车初调拱段角度对准拼接接头弦管内衬导向，用倒链将拼装管沿导向收紧至设计位置。对接接头法兰盘拼接板，接近拼装孔时，用套筒扳手插入钉孔导引，当栓孔全部对位后用冲钉临时固
6、定，然后用高强螺栓逐个替换。扣索张拉端采用自动工具锚，为使锚夹片牢固可靠，用压板顶压夹片，防止夹片在低应力状态下松动滑丝；同时在压板与夹片之间放置 68mm 厚硬橡胶垫，以弥补夹片由于外露量不齐而导致部分夹片未能被顶压板顶死的缺陷。根据设计及监控数据,精确调整钢管拱线型及内力.选择气温平稳时进行各接头焊接,按照监控指令拆除 2#扣索、扣点、临时联结系及不必要的脚手架结构，放松 1#扣索,封闭临时铰,完成体系转换，然后进行钢管拱表面初步修补和防锈处理。根据设计要求，在 4#（4#）系梁节段施工前，1#扣索须张拉索力至 800KN，而要至 5#（5#）系梁节段施工完毕方可拆除。因此，1#扣索暂不拆
7、除，待系梁浇注完成 5#（5#）节段后再拆除。五、施工要点五、施工要点工厂卷制的钢管拱肋单元节段分段运至工地前，应在厂内进行立体半跨预拼，检查各项指标符合要求后，再运至工地。如果采用水路运输，则直接用缆索吊机在河面起吊至现场组拼场地，但在船舶抛锚之前，应事先经海事局同意，在船舶抛锚至拱段起吊完毕这段时间内河道应封航。如果采用陆路运输，则可以采用缆索吊机或汽车吊进行吊装作业。钢管拱吊装节段组拼：在现场组拼场内设置拱肋组拼胎架，将各单元节段中铁大桥局集团 东苕溪特大桥钢管拱安装工艺4的分段在预拼胎架上按设计给出的拱肋曲率拼装，调整线型符合设计要求并固定牢靠后，将其点焊固定，然后实行对称焊接。拱肋焊
8、接并检查符合要求后，安装横撑。拱肋现场立体组拼时，由于缆索吊机线间距只有 6 米，而钢管拱1#节段后吊点处的宽度约 11 米，同时拱段是以单片拱肋段为单元运抵现场的，因此钢管拱段在起吊就位时，吊点的位置已经远远超出了缆索吊机的起吊范围，因此，需要采用拖拽的方法才能使拱肋段就位。拖拽时，应注意观察缆索吊机跑车、挂架、塔架、后锚各部位的情况，同时，拖拽的角度应尽量水平，保证缆索吊机安全。拖拽设备可采用 50KN 卷扬机，但现场必须统一指挥，保证施工安全。钢管拱现场预拼平面布置图钢管拱现场预拼平面布置图吊装节段现场短线法拼装焊接完成后，由现场技术员和质检工程师会同监理工程师按要求进行各项指标的检验，
9、所有指标均合格后，开始拱段的正式安装。临时横撑安装：为防止拱段吊装过程中产生较大变形，在第一吊装节段靠拱脚吊点处、第二吊装节段两端吊点处设置临时横撑。临时横撑采用万能杆件桁架结构或型钢，与钢管拱节段之间采用焊接的连接方式。脚手架安装：为便于扣索、吊杆安装张拉等后续施工方便，钢管拱在起吊前应将脚手架安装好。脚手架采用扣件式钢管脚手架，成井字形布置，与钢管拱轴线垂直，上设栏杆，顶层铺设脚手板并与钢管之间固定牢靠。而钢管拱检查设施中的栏杆、踏步等暂不施工，待钢管拱施工完毕后，边安装检查栏杆、中铁大桥局集团 东苕溪特大桥钢管拱安装工艺5踏步，边拆除临时脚手架。钢管拱吊装节段吊装到位后进行线型调整时，以
10、标高控制为主，扣索力作为参考和复核。钢管拱安装线型控制图表钢管拱安装线型控制图表1、第一吊装节段安装临时铰安装：根据临时铰下铰的实测数据对临时铰上铰进行精确定位，并按设计要求对其中一个铰进行焊接，另一个铰先点焊，吊装到位后根据实际情况，看是否需要再进行位置调整，然后再按设计要求进行现场焊接。拱段对位：拴好溜绳，用缆索吊机起吊第一吊装节段，在吊装拱段完全脱离胎架后，调整缆索吊机四个大钩高度，使吊装拱段四吊点标高基本一致，误差不大于 10cm，各吊点检查无误后，四个大钩同时起钩，使钢管拱的最低点高度高于扣索塔架最高点 50cm 以上，跑车同步走行将其吊运至设计位置，这时四个大钩同时落钩，使第一吊装
11、节段前端接近理论标高，前吊钩停止落钩，后吊钩松钩使拱段后端落在拱脚上，使拱脚承担部分重量。扣索安装：安装 1#扣索束。扣索束采用自拱段前端扣点向后端单根穿束，用 10kN 卷扬机牵引至扣索塔架顶，对应穿过工作锚，4 根钢铰线宜对称布置。中铁大桥局集团 东苕溪特大桥钢管拱安装工艺6安装塔顶千斤顶，用 270KN 前卡式油压千斤顶初调每根钢绞线，每根初调力20KN 左右。同时用千斤顶张拉精轧螺纹调整后扣索，使扣索塔架顶向主桥侧偏移 8-10cm 为宜。安装风缆：为保证拱段在钢管拱合拢前的横向稳定性，扣索安装完成后应及时安装拱段横向风缆。风缆采用 21.5mm 钢丝绳，与桥中线夹角45为宜。风缆安装
12、在一号吊装节段靠跨中端头处（但不能影响后续施工），锚碇采用重力式基础，按横桥向水平拉力3t 设置，具体位置现场自行选定。线型调整：用 270KN 千斤顶单根张拉 1#扣索的 2 根钢绞线（应选对称的两根），每根张拉力 113KN，总控制扣索力 226KN，调整拱段前端标高Z1=26.919m(见图“宣杭设-K-23”)，实施时应根据监控指令进行调整。其余2 根钢绞线粗调至刚刚受力状态，并人工打紧工具夹片，然后安装好压板。前吊点卸载，复测第一吊装节段线型。未张拉的这两根钢绞线在正式起吊二号吊装节段前，按设计的扣索力(1#吊装节段安装索力)以及监控指令要求张拉，并调整四根钢绞线受力均匀。2、第二吊
13、装节段安装吊装对位：拴好溜绳，用缆索吊机起吊第二吊装节段，在吊装拱段完全脱离胎架后，调整缆索吊机四个大钩高度，使吊装拱段四吊点标高基本一致，误差不大于 10cm，各吊点检查无误后，四个大钩同时起钩，使钢管拱的最低点高度高于扣索塔架最高点 50cm 以上，跑车同步走行将其吊运至设计位置，这时四个大钩同时落钩，使第二吊装节段前端 Z2 点接近理论标高，前吊钩停止落钩，后吊钩松钩，初调第二吊装节段角度。用导链收紧辅助对位。初调线型用法兰盘将第二吊装节段与第一吊装节段临时连接。扣索安装：自拱段前端 2 号扣点向后端逐根穿束，用 10kN 卷扬机提升扣中铁大桥局集团 东苕溪特大桥钢管拱安装工艺7索至扣索
14、塔架顶，再对应穿过塔顶千斤顶工作锚，安装 2 号扣索的钢绞线束。用前卡式液压千斤顶初调扣索索力，每根钢绞线初调力为 20KN 左右。同时观测塔架顶偏位，要求扣索塔架塔顶向主桥外侧偏移 810cm，测试 1#扣索索力是否符合要求。线型调整：安装 1200KN 千斤顶，整体张拉 2 号扣索束，张拉总控制索力397.9KN，张拉完毕后前吊点卸载。若扣索塔架顶位移在扣索调整过程中超标,应及时调整后扣索,使扣架顶位移控制在设计允许范围内。钢管拱 Z2 点理论控制标高为+33.906m，实施时应根据监控指令要求进行调整，以满足线型要求。索力测试：线型调整过程中及调整完毕后，应及时测试 l 号、2 号扣索索
15、力，并根据监控指令进行调整。3、拱肋合拢段施工合拢段与两侧拱段前端之间的主弦管按设计要求留 400mm 空隙，在空隙处的主弦管内安设临时法兰进行临时定位锁定，最后实施电焊固结。合拢段的施工顺序为：精确测量两侧拱段前端净间距根据测量数据对己加工的合拢段长度进行切割修正提升就位安装临时锁定结构安装临时法兰盘温度平稳时临时固结焊接合拢。施工准备按合拢段设计图加工临时法兰，并对已架拱段悬拼线型进行调整。在线型调整完后，精确测量两侧拱段相对应主弦管前端的相对净间距，据此计算加工和安装误差。在合拢段拼装前，根据气象部门提供的 35 天气象预报，选择其中 12天进行 24 小时气温观测，确定一天当中气温较低且平稳的时间。据此为参考，确
