隆务河大桥装饰拱制作安装技术与质量控制1 工程概述隆务河大桥位于青海省黄南州境内，连接隆务镇主要大街（中山路）与隆务河东岸新建阿赛公路，是黄南州府及同仁县府所在地—隆务镇规划建设的一座重要桥梁该桥梁全长420.8m，宽22m,共12跨，设计上部采用3X（4X35）m共三联预应力混凝土装配式连续箱梁，并在第2联（第四跨至第八跨之间）外侧设置（35+70+35）m三孔连续的装饰拱；下部结构桥墩采用整体三柱式墩（柱径1.6m、1.8m）、钻孔灌注桩基础（柱径1.8nr2.0mm;桥台采用桩柱式（柱径1.5n）接路基挡土墙桥面采用双向四车道设计，铺装采用9cm厚的沥青混凝土，断面桥宽22m2 装饰拱构造隆务河大桥装饰拱分为上游段和下游段两部分，沿桥梁两侧对称平行布置，并采用直撑和K型斜撑固定装饰拱边拱和中拱每段由拱脚、拱肋、高强度吊杆及横撑组成装饰拱拱轴线形式为二次抛物线Y=4fx（L-x）/L2，矢跨比为1/3,边拱跨度为35m,矢高为11.667m；中拱跨度703矢高为23.33m；拱断面为小800mm的圆形钢管，钢管采用Q345C厚16mm勺钢板一次卷制而成3 装饰拱制作3.1 工艺流程钢管拱肋先在工厂分段制作，运至施工现场后在拼接，焊接、安装各吊装段接头及相应部件，其制作工艺流程见图1所示。
图1钢管装饰拱制作工艺流程3.2 管节卷制（一）卷管工序：号料-切割-边缘加工-卷管-焊接（超声、检测）一矫圆一拼接（接长，焊接对接环缝）7超声检测及X射线拍片一组装一试拼（各吊装段间试拼接，含横撑）一涂装（含弦管、缀板及封端）一起吊二）卷管原则上按照2m卷制成一段，卷管方向与钢板压延方向一致，并尽可能增长单管长度，减少对接焊缝矫圆后的短段，在拼接时宜将纵向焊缝错开50cm左右，并尽可能使纵焊缝处于缀板有效范围内，缀板的横焊缝与弦管的环缝不要处于同一截面，宜错开100cm以上3.3 拱段制作（一）用Q345C厚20mm勺钢板一次卷制成直径①二800mm勺钢管，按长度2m为一段焊接，同时在操作平台上将拱脚、边拱、中拱的大样放好，根据轴线位置确定好水泥砂浆基座范围和标高控制点二）沿已放好的轴线两侧各0.75m宽度，以M20号砂浆铺底，以水准仪抄平，保证砂浆基座顶面平整，确保顶面钢板水平符合设计要求三）在砂浆基座顶面铺设钢板，用水准仪逐块抄平，保证拱节拼装轴线在同一水平线上四）在铺设好的钢板面上进行第二次拱轴线放样，放出拱节接口位置，在接口位置两侧各10cm位置用小板条垫至同一标高，小板条的高度要严格抄平，夹角为60°，夹角处焊接侧板四块，定位筋板五块，并用六块三角筋板固定。
五）管节对接依据安装方案，先进行小管节对接成大管节，以便于现场进行二次对接管节对接时采取内加8mmx80m耐套,分别与两管节分段焊接，然后在外部进行打底焊接，再进行覆盖每一步都要严格处理，严禁出现气孔，夹渣等弊病六）管节焊接环缝采用全熔透自动焊、缀板对接横缝为全熔透焊、横撑与弦管均采取全熔透的对接和角接组合焊缝所有焊缝进行超声检测，对T型焊缝及超声认为有疑问之处，以X射线拍片检测，拍片数量控制在20%左右3.4 质量检测钢管拱制作完成后，需按照表1规定的项目，检测其规格尺寸及焊缝质量钢管拱制作检测项目表1备注：标注符号的项目为必检和重点检测项目4 装饰拱安装4.1 现场安装（一）拱脚安装：首先根据桥梁中心线放出拱轴线，并在盖梁上的水平投影用经纬仪穿中，以保证拱脚中心线与所有吊杆中心均在同一直线上；其次在安放拱脚时，提前画出拱脚轴线和管节轴线并与于盖梁上的轴线投影重合，以保证拱座安装符合设计要求，尺寸在规定误差范围之内；最后在定点位置搭设支撑架，支撑架采用贝雷梁的形式拱脚安装形式见图2(a)、(b)所示a)边拱拱脚(b)中拱拱脚图2拱脚安装形式(二)中拱安装：中拱分为三节吊装，先安装底脚部分并与拱脚对接施焊，另一端与支撑架连接，拉好风缆，进行轴线定位，水平定位后安装拱顶合拢部分并检测合格后焊接，拉好风缆。
三)边拱拱肋安装：边拱拱肋采用整体吊装方式吊点位置根据弯矩分配法如图3所示设置根据Mmax=ql²/8q=0.5G/lG为拱肋自重，l为拱肋弦长，计算边拱拱肋安装内力为Mmax=202977N图3边拱拱肋安装吊点位置图图4(a)中拱拱肋边段尺寸规格图(四)中拱拱肋安装：中拱拱肋分三段安装结构尺寸规格见图4(a)所示，安装内力计算见图4(b)所示，截面内力计算见图4(c)所示，悬臂端产生内力计算见图4(d)所示中拱拱肋吊点位置设置见图4(e)所示①中拱拱肋边段自重内力T1=b-G/h=27581NH1=T1-cosa=27409N,V1=G-T1•sina=32529N②截面内力M´i=V1Xi-H1yi-Gia1=-120271N・rnN´i=V´isin6i+H´icos6i=42231N③T2=R・l1/h=62882NR一中段合拢对边段悬臂端部的作用力，计为0.25Q,Q为中段拱肋自重；H2=T2cosa=62490NV2=R-T2sin民=35337N;截面内力M´´i=V2Xi-H2yi=-209799N•mN´´i=V2sin6i+H2cos6i=69802N,边段安装总内力：弯距Mi=M´i+M´´i=-330070Nr，轴力Ni=N´i+N´´i=112033N中拱中段安装内力：Mmax=ql2²/8q=0.5Q/l2,Q-中段拱肋自重，Mmax=522250N图4(b)中拱拱肋边段安装内力计算图4(c)中拱拱肋边段截面内力计算图图4(d)中拱拱肋中段悬臂端内力计算图4(e)中拱拱肋吊点位置置图(五)拱肋吊装吊索受力计算及选取根据各段拱肋的重量及长度，选取中拱拱肋段进行索力验算。
本段拱肋重量为17284kg，考虑在吊装过程中可能出现对吊索的冲击作用，故计算重量G=1.2X17284=20740.8kg,11=9784mm12=6500mm,a=66°B=54°由公式P=G^2+(sina+sinB)得:吊索内力P=20740.8+2(sin660+sin54°)=60.188KN吊索选取6X37,钢丝绳破断拉力换算系数a=0.82,安全系数K=6则：钢丝绳的钢丝破断垃圾总和为：P总=6X60.188+0.82=440KN根据钢丝绳规格及荷重性能表：6X37型号中选用抗拉强度为1700N/mm²,①36.5mm的钢丝绳，Pg=0.5X36.5²=666KN,可以满足吊装要求短吊索拉力为长吊索的两倍，故选用6X37型号中选用抗拉强度为1700N/mm²①36.5mm的两股钢丝绳Pg=0.5X36.5²X2=1332KN(>2X440)六)臂挑梁受力验算悬臂挑梁采用5片单层贝雷桁架拼装而成，200X600cm,其受力验算采用结构分析进行计算悬臂梁所承受的荷载(拱肋、支架重量)P=21484KgP=MG=214849.8=210.5432KN,RB=P(1+a/L)=210.5X(1+1.2/3.19)=289.68KN支点B处的弯矩Mb=289.68X1.2=347.6KN.M外侧剪力QB=210.5X1.2=252.6KN,外侧反力RB=289.68X1.2=347.6KN精扎螺纹钢拉力F=367X1.2=440.4KN,悬臂外侧A点挠度,EI=1991.846(经验值)f=Pa2L/3EI(1+a/L)=210.5X1.22X3.19x(1+1.2X3.19)/3X1991.846=0.223mm考虑悬臂挑梁5片贝雷桁架不均匀受力等因素，故在原计算数据乘1.2的安全系数。
实际荷载作用B点外侧的剪应力为：19.8MPAC208MPA（单层片贝雷架的允许剪应力）故满足要求单根精扎螺纹钢实际承受的拉力F=440.4/3=146.8KNV43412KN（标准抗拉力）故满足要求注：悬臂梁按5片贝雷架组成，考虑支架稳定的需要七）完成以上工作后进行横撑连接，横撑先在地面焊接成整体后用吊车吊至安装位置，先用外部法兰进行栓接，然后进行焊接，焊接完毕后拆除临时法兰，进行最终防腐处理4.2质量控制（一）依据技术要求将安装的装饰拱拱段进行打砂，喷锌等防腐处理，安装各吊装段接头及相应钢件，焊缝经超声检测合格后进行第一次补充涂装；然后整体起吊就位，临时固定并安装拱助横撑；拱脚固定，焊接连接钢构件并浇筑拱脚部分混凝土；浇完混凝土后对浇注口、气孔及保留扣索处进行第二次补充涂装，三跨连续的装饰性拱的施工过程进行严格监控，量测必要数据具体测点可定在桥墩盖梁、拱脚桥墩盖梁数据用于测定沉降变形，拱脚数据用于测定水平位移和沉降预制梁段应在有遮场阳的场地进行，有较好的养护条件，拱的合拢应选择气温5℃—10℃左右合拢二）拱助利用在两岸或墩顶置塔架，塔架上安装缆索进行吊装，分三段进行，吊装顺序按从拱脚至拱顶的顺序进行，在每段接头处设法兰角块，以便吊装就位后临时连接。
每道横撑由两个短段和拼装好的一长段在空中焊接而成拱柱各控制点的高程个拱轴线达到设计要求后，然后从拱顶向拱脚对称施焊接头拱柱的所有接头全部焊接完成后，从中部向拱脚对称安装横撑拱柱吊装、接头焊接、整拱合拢时，应进行接头高程和拱轴线位置的观测，以控制调整其轴线及高程符合设计要求对临时设置的支架，要进行变形、位移、沉降观测，如超出允许值要及时进行调整施工观测和控制宜在气温、日照变化不大时进行，尽量减小温度及风向变化等不利因素的影响所有的风缆及支架在拱为形成整体前，不得扰动和拆除三） 吊杆和拱柱相关的钢板、钢管以等强度上下焊成整体吊杆位置按预先放好的大样在钢管上开孔，要求确保吊杆孔准确铅垂拱助合拢后即可安装吊杆，上下端分别锚固在主拱主梁预埋件内由于本桥拱型部分为装饰性，不参与预制主梁、二期恒载及活载的受力，吊杆仅承受自重产生的内力，所以吊杆内不设置预应力，吊杆于上端施工期间应采取措施防止雨水侵入主拱柱仅在拱脚部分钢管内（1.8m）填充C50微膨胀混凝土，为减少混凝土的收缩，严格控制水灰比不大于0.45，并掺入微量UEA膨胀剂或无收缩混凝土，其掺量由实验确定钢管间混凝土用插入式振捣器振捣拱脚混凝土灌注完成后，应对拱脚进行全面检查，对不密实部分要采取措施压浆加密。
拱助、吊杆应进行涂漆防锈钢结构外露部分均采用热喷涂长效防腐法进行防腐处理四） 合拢段横撑施工完成前需设置拉抽横向两侧的抗风缆，保证已经就位的部分拱段横向位置的安全起重设备尽量布置在桥墩两侧对称布置，同时起重机械尽量靠近路线中心线或轮下铺设横桥向的枕木等，保证主梁的共同参与受力在主梁安装且连续接头、湿接施工完成（达到设计强度）后方可施工装饰拱施工安装尽量控制在2个月以内5 装饰拱防腐装饰拱拱助、横撑、吊杆外表面采用电弧喷涂锌防腐；拱助、横撑、吊杆内表面采用喷涂富锌漆、两道面漆、两道底漆防腐施工前先清除构件表面的泥土灰尘，锈斑及各种杂物，在构件表面喷砂除锈后，先喷锌1。