大跨径系杆拱桥拱肋桥面吊装施工技术 尉琳（中铁二十四局新余公司） 摘要：１—１４０ｍ系杆拱桥上跨高速公路，是目前全国高速铁路上跨度最 考虑墩高及系梁高度，根据梁端工况，采用３５０Ｔ汽车吊将 大的钢管砼提篮系杆拱，全桥采用先梁后拱的施工方法，本文主要以此桥拱 １６０Ｔ及６０Ｔ吊机依次吊装上桥。 肋上桥、桥面拱肋吊装为例研究探讨大型拱肋桥面吊装施工技术。 拱肋节段则通过桥面吊机在桥下施工便道处直接从拖车上吊装 关键词：系杆拱拱肋桥面 吊装施工技术 至桥面，然后在桥面进行转移至各节段起吊处。 １工程概况 ４桥面拱肋吊装 该桥跨度１—１４０ｍ，拱肋为钢管砼系杆拱，上跨绕城高速公路， ４．１施工流程 与其交角１３６度。 工程前期准备一临时支撑定位测量及拱脚复测一临时支撑及工 系杆拱桥拱肋轴线为抛物线。拱肋矢跨比为１／５，拱肋平面内矢 装、工作平台搭设一构件现场报检一测量控制及调试吊装设备一吊 高２８米，拱肋横截面采用哑铃形，拱截面全高４米，沿程等高布置， 装钢管拱肋分段、吊装风撑一全桥轴线调整一焊接、打磨一涂装补 主拱钢管直径１３００ｍｍ，板厚２Ｏｍｍ，钢管内每隔一定距离设加筋 漆一整理资料一竣工验收。 箍。每条拱肋的的管间用板厚为１６ｍｍ的腹板连接。腹板间每隔一 ４．２施工技术；隹备 定距离用拉筋焊接。拱肋在横桥向内倾８。，形成提篮式，拱顶处两 ①专业技术人员熟悉设计图纸，详细了解该工程设计意图、结构 拱肋中心距为８．２１米，拱脚处两拱肋中心距１６米。 两拱肋间共设七道横撑，其中拱顶处设“Ｘ”字撑，拱顶至拱脚间 特点、连接界面形式、技术要求以及相关规范。 设６道Ｋ型横撑，横撑钢管为巾６００ｍｍ、巾５００ｍｍ及中３６０ｍｍ。 ②根据有关设计要求本桥结构特点，分析本工程的安装顺序、部 位及需配置的起重设备，确定本工程安装中的难点为钢管拱分段吊 吊杆布置采用尼尔森体系，吊杆倾斜角度在５６．８。到７２ ７。之间。 装，焊接变形控制以及全桥线形控制。关键工序为相邻分段及风撑吊 吊杆间距为８米，两交叉吊杆之间横向中心距离３４０ｍｍ。 装定位连接后的焊接施工。对于以上施工难点及关键工序，针对性的 全桥拱肋图如下： 制定切实可行的安装工艺和技术保障措施。 ③讨论、修改、完善安装工艺技术方案。 ④分批分层地进行技术交底工作，使参与施工的全体人员都了 解工程的设计意图、结构特点。清楚安装的步骤和要点，明确安装的 质量标准，熟悉安装工艺文件，掌握安装操作技能。 ⑤根据工程安装的要求，设计和制作相应的工艺设备。 ⑥根据吊装工艺要求及构件组合形状、重量，吊装场地情况，选 择合理的吊装机械、工具设备，确定施工场地的平面布置、道路要求、 供电配电要求、施工人员配置，构配件需要量计划等。 ⑦桥面梁临时荷载的校核 现场安装过程中桥面梁荷载包括钢管拱及风撑、钢管支撑、焊接 设备等。将桥面载荷的分布及重量成图后提交设计、监理审核、验证。 确认后作为实旌吊装方案的依据。 ２拱肋吊装节段划分 ⑧根据以上条件进行施工方案的总体设计，并提交评审。 拱肋钢结构安装总重约为７¨吨。４个拱脚预埋件单重约１５ｔ， ４Ｉ３临时支撑、施工平台安装 此节段在系梁施工时已完成；系梁以上拱肋根据节段长度及施工工 ①测量人员依据临时支撑平面位置图，测量检查临时支撑底座 况，将其划分成１１段，左右共２２个拱肋节段，其中１、１１分段长约 钢板和揽风绳锚点的位置。确认位置符合要求后，作好正交十字轴线 １３．６米，重约２７吨；２、１０分段长约１８．１米，重约３６吨；３、９分段长 标记，记录点位标高值。 约１６．３米，重约３３吨；４、８分段长约１１．７米，重约２３吨；５、７分段 ②依据制作厂内预拼的连接标记，进行临时支撑的桥面组装，临 长约６．１米，重约１２吨；６分段为合拢段，长约７岛米，重约１５吨。 时支撑的组装完成后，将缆风绳的上端与临时支撑上部连接。然后进 ７榀风撑中１舟，７＃Ｋ撑单重约为１０吨；２＃，６＃Ｋ撑为９吨； 行临时支撑的吊装，支撑立起后，分别拉好两端的缆风绳，在测量仪 ３样，５＃Ｋ撑为８吨：中部撑重量为１３吨。 器的监测下，通过增减支撑下部的钢垫板配合调整缆风绳的长度，调 拱肋节段图如下： 整支撑的垂直度。调整完毕后，进行缆风绳的锚固，以及临时支撑下 部法兰盘与桥面问安装紧固。 ③在支撑管项部搭设钢管脚手架，进行扩展工作平台、工作护栏 的搭设和走道板的铺设。 ④在临时支撑顶端上工装支架由槽钢组成。同时，测量人员将支 架的定位尺寸临时支撑上放样，支架拼装好后，安装人员依次将支架 吊装到位，测量人员随时观测支架的定位数据，并指导安装人员对支 架进行调整，待定位后用槽钢在横桥向及纵桥向对临时支撑进行连 接，形成一个刚性的整体。 临时支撑结构如下图所示 临时支撑结构说明：拱肋分段由［１６０刚性支座支撑，吊装施工 时，拱肋轴线的水平面投影位于外侧钢管轴线投影附近。［１ ６０刚性 支座顶面到钢管管项封板之间预留了千斤顶行程下限高度 （５００ｍｍ），可用千斤顶调节拱肋分段安装高度，拱肋安装的水平位 ３吊机及拱肋上桥 移控制由［１ ６０刚性支座顶面的横向定位桩控制。 由于系杆拱跨绕城高速及天然气管线，与绕城斜交１３６。。现场 ４．４主拱肋吊装 地面无法走行吊机进行全桥拱肋吊装，所以采用吊机上桥进行安装。 ４．４．１吊装方法 ９５ 依照左右对称吊装顺序，运用相同的方法依次逐段进行转运和 吊装，在桥一侧进行吊装的同时在另一侧交叉进行焊接作业，直至完 成３分段（如上图）。 由于拱肋上桥均在桥下施工便道处，且施工便道处８＃９｝｝拱肋 节段之间，若继续采用对称施工则桥面在搭设７＃一８＃临时支撑后， 拱肋上桥受影响，根据实际将后续吊装顺序调整为ＨＦＤ一４Ｙ（Ｚ）， ＨＦＤ一９Ｙ（Ｚ），ＨＦＤ一８Ｙ（Ｚ），ＨＦＤ一７Ｙ（Ｚ），ＨＦＤ一５Ｙ（Ｚ），ＨＦＤ一６Ｙ（Ｚ）。 ④Ｈ ＦＤ一４Ｙ（Ｚ），Ｈ ＦＤ一９Ｙ（Ｚ），Ｈ ＦＤ一８Ｙ（Ｚ）三段吊装 方法同上，均将拱肋逐段从桥下便道吊装至桥面起吊位置进行 吊装。 ⑤ＨＦＤ一５Ｙ（Ｚ），ＨＦＤ一７Ｙ（Ｚ），ＨＦＤ一６Ｙ（Ｚ）－段吊装 此三段吊装工况较为复杂，须提前充分考虑吊机的旋转角度及 ｌ＿￣ｌ ｌｊ 施工吊装时吊装旋转所需的空间，经仔细分析，由于桥面４＃一７＃临 、＿ 时支撑支墩间距横向最大为６ ７ｍ，若按照前逐段吊装至桥面后逐段 安装，临时支墩间距６．７ｍ不能满足１６０Ｔ吊机吊装节段上桥时前后 旋转所需的平面内横向９．６ｍ旋转空间。故在立５＃及６＃临时支墩 前，所有５｝｝一７＃拱肋节段，包括５＃及６＃四个临时支墩均必须提前 图４．２ 临时支撑结构横断面图 吊装至桥面，并放置在合适的位置以备各吊装阶段的衔接以及拱肋 全桥共１１个节段，吊装前均须搭设好门字架（平面内“井”字， 节段的可行转运。因此，充分考虑后续各种工况，先将ＨＦＤ一６Ｙ（Ｚ）两 １＃及１１＃为槽型“㈠，同时，主拱肋吊装前在拱脚上端口下弦装焊 节段搁置在６｝｝一７＃支墩之间平面内口字形中央，堆放成双层，平面 好定位码板，再将吊索与钢管拱及吊钩通过卸扣连接好，并在钢管拱 内占用横桥向距离为ＨＦＤ一６Ｙ（Ｚ）节段长度７．８ｍ，然后将ＨＦＤ一７Ｙ 两端分别系上缆风绳。吊车将钢管拱吊起到离地面约Ｏ ５米高度，检 （Ｚ）两节段分别搁置在６＃一７＃支墩间ＨＦＤ一６Ｙ（Ｚ）节段沿顺桥向的左 查吊装工况，确认满足各项要求，再继续提升到安装高度。地面人员 右侧，分别占用横桥向距离４ｍ，之所以这么考虑是由于桥面中间段 通过缆风绳配合吊车调整拱段的空中姿态，使拱段低端与拱脚段对 宽１７ ８ｍ＞（４ ２＋７．８＝１５．８ｍ），堆放方案可行；最后将ＨＦＤ一５Ｙ（Ｚ）分 位。高端上弦管轻靠落放在钢管支撑内侧的定位工装上，再使吊钩缓 别吊装堆放在４样一５弃支墩之间的平面口字形支墩的横桥向的外侧， 缓下落。 将５挣支墩两个立柱吊装堆放在３＃一６井支墩间桥的左侧双层堆放， 利用横向及纵向千斤顶对拱肋高端安装位置进行微调，在全站 然后直接将６＃两个支墩分别从桥下便道上将其吊起安装在桥面设 仪的监测下，调整拱段的轴线及标高，符合要求后，先在拱段上端与 计的位置定好位。在连接好平纵联后，首先开始吊装ＨＦＤ一７Ｙ（Ｚ），此 支撑工装问焊装钢性支撑结构，然后进行拱段下端与预埋段问定位 时１６０Ｔ吊机依然４｝｝一６｝｝支墩之间，在吊装完ＨＦＤ一７Ｙ（Ｚ）后，立好 码板的焊装。 ５＃左右ｉｌｉａ１－支墩，将ＨＦＤ一５Ｙ（Ｚ）分别安装就位，然后１６０Ｔ吊机转 ４．４．２吊装顺序 移至３＃一５＃支墩之间，此时１６０Ｔ吊机因横向平联及吊装距离限制 ①ＨＦＤ一１Ｙ，ＨＦＤ一１Ｚ分段钢拱肋单元吊装 而无法单独完成ＨＦＤ一６Ｙ（Ｚ）的吊装，但是利用提前摆在８＃一９挣支墩 将１分段转运到桥下施工便道处，１６Ｏ吨汽车吊在桥上吊装至 间的６０Ｔ吊机，与１６０Ｔ吊机一起将摆放在６样一７＃支墩平面内口字 桥面并放置到吊装工位。将其吊装就位。同时利用６０Ｔ吊车进行 中央的ＨＦＤ一６Ｙ（Ｚ）转移至５＃一６＃支墩之间，然后利用１６０Ｔ吊机将 ＨＦＤ一１ １Ｙ，ＨＦＤ一１ １Ｚ临时支架搭设。 其Ｈ ＦＤ一６Ｙ（Ｚ）吊装就位。 ②ＨＦＤ一１ １Ｙ，ＨＦＤ一１ １Ｚ分段钢拱肋单元吊装 ＥＬ－．－段吊装时须特别注意的是在第七节段吊装完成后，必须根 将１１分段转运到桥下施工便道处，１６０吨汽车吊在桥上吊装至 据第５、７拱肋分段的端口间距，对合拢段段的两侧端口余量进行对 桥面并放置到吊装工位。将其吊装就位。同时利用６０Ｔ吊车进行 称切割，修整完毕开制焊接坡口，安装定位码板，然后进行起吊就位。 ＨＦＤ一２Ｙ，ＨＦＤ一２Ｚ临时支架搭设。 ⑥Ｋ撑吊装 ③ＨＦＤ一２Ｙ，ＨＦＤ一２Ｚ分段钢拱肋单元及ＨＨ一１横撑吊装 全桥合拢后应先焊接横撑另一侧焊缝，焊接完成后方可进行Ｋ 将１ １分段转运到桥下施工便道处，１６０吨汽车吊在桥上吊装至 撑安装。 桥面并放置到吊装工位。将其吊装就位。同时利用６０Ｔ吊车进行 Ｋ撑均为带相贯线的，管材不在现场装焊，根据图纸，按照下弦 ＨＦＤ一１ＯＹ，ＨＦＤ一１０Ｚ临时支架搭设。 管——上弦管——腹杆的顺序进行安装，安装定位完毕后应在左右 分段吊装及码板定位完成后测量两侧横撑短接头间距，并根据 侧对称施焊，以免焊接应力造成拱肋轴线偏移。 间距等量切割横撑端口余量，然后进行吊装定位，并用码板固定并进 拱顶Ｘ撑应按照下弦Ｘ撑——腹杆——上弦Ｘ撑的顺序进行 行焊接，此时只焊接一侧的上下弦焊缝，另一侧应留待合拢后进行焊 装焊 接。 ４．５焊接施工控制 ４ 垦 碡墼曼 ４．５．１焊工要求 盘 ＝：萄 一 ①焊工须经专门的技术培训、考试合格后持证上岗作业。 矗 潜鞋工柞平台 蝰埠拄 ３、 翔１郊 ＩＯＺ∞， ②焊工必须熟悉所承担工作任务的具体工艺要求。 一 ③焊工经技术交底、并经焊接工程师考核认可后方能上岗作业。 ④焊工必须严格按焊接工艺规程的要求进行焊接。 搽醴ｒ作平台 ４．５．２焊接工艺 ①开工前，根据《铁路钢桥制造规范｝ＴＢ１０２１２－２００９要求，进行 焊接工艺评定试验。 ②焊接工艺评定试验项目强度试验、弯曲试验、冲击试验、硬度 试验及金相试验等。 、搭设＿上作平台 单髑耩撵焊接 ③焊接工艺评定报告的结果满足设计要求后，才能作为编写本 ｏ 用砼泵水洗系统改进注浆泵 刘龙岩 （申铁隧道集团一处有限公司） 摘要：在隧道施工中，砼输送泵、注浆泵式必备的设备，随着隧道工程质 量的提高，施工技术也日益改进，如何利用砼输送泵水洗系统改进注浆泵的 液压系统，本文介绍了砼输送泵水洗系统改进注浆泵的液压系统的新增元件 和选型方法，实践证明改制费用低，效果良好。 关键词：砼泵水洗系统注浆泵溢流节流阀调速阀 ０引言 为了提高工程质量，加快施工进度，减轻劳动量的消耗。目前，在 隧道二次衬砌作业中，各施工单位已普及砼泵浇筑工艺。砼泵在出厂 时都会随机带一套往复活塞式水洗系统。清洗砼泵、输送管、集料斗 是其主要功能。由于对成本的考虑和方便使用，一般在清洗砼泵、输 送管、集料斗时，隧道施工单位普遍采用隧道内的高压水，而砼泵自 带的水洗系统便成了一套无用的闲置设备。它安装在输送泵上既增 加砼泵的总重量，又不美观，而且若误动操作阀还会造成砼泵液压系 统油温上升过快等缺点。为了充分发挥机械设备的使用效率，同时解 决隧道施工中所需的注浆设备，我单位尝试使用该设备改进成注浆 泵，经多次试验，取得成功。 １改制设计要求 隧道施工工艺日益更新，在现代注浆封堵中，丙凝、水玻璃、水溶 性聚氨酯Ｌｗ等化学材料与水泥按一定配合比混注，设计将两套水 洗系统活塞泵改进为一台双缸双液注浆泵，一缸为主缸，另～缸为辅 助缸，分别用于注水泥浆和注其它化学材料。其它改进设计要求为： 实现水泥与化学材料的双液注浆，按施工需要对注浆量进行比例调 １ 液压泵２ 安全阀３．三位四通阀４．压力表５．溢流节流阀６．调速阀 配：在砼泵的使用中，不能产生负面影响ｉ随注浆工作的实际需要可 ７．换向阀组 在较大范围内调整注浆输送量；可以适应隧道施工时恶劣的工作环 图１改进后的注浆泵液压回路 境：改制的成本要小；使用安全，可以灵活操作并且方便于维修；外形 压力油到调速阀，调节与主液压缸的流量比后，到辅助液压缸液控换 还要美观。 向阀组，使辅助液压缸工作。若不需辅助液压缸工作，只需将调速阀 ２改进后注浆泵液压回路设计 调至零位即可。 改进后注浆泵液压回路设计如图１。 ３水洗系统与主机的分离 改进后的注浆泵工作原理为：液压泵来的压力；Ｅｌｉ经三位四通阀 砼泵液压系统由主液压系统、搅拌系统、冷却和水洗系统三部分 进入溢流节流阀，经流量调节后，多余油回油箱，调节后的压力油一 组成。要用砼泵水洗系统改进成独立的注浆泵，则必须将水洗系统与 路经主液压缸液控换向阀组到达主液压缸，使主液压缸工作；另一路 砼泵分离。从输送泵散热与水洗系统液压回路中看出，只需用一个油 （上接第９６页） 桥焊接工艺规程的依据。 ⑤焊接裂纹清除时沿裂纹两端各外延５Ｏｍｍ，并采取措施防裂 ④焊接施工严格按照焊接工艺规程执行。 纹扩展。 ４．５．３焊接要求 ⑥焊缝同一部位的返修次数不宜超过两次；超过两次以上的返 ①严禁在焊缝以外的母材上随意引弧。 修必须查明原因，制定相应的返修工艺 返修工艺须经技术总负责人 ②角焊缝的转角处包角应良好，焊缝的起落弧处应回焊１Ｏｍｍ 批准后才能实施。 以上。 ⑦返修焊缝的质量要求与原焊缝相同。 ③多层多道焊时，各层各道间的熔渣必须彻底清除干净。 ４．６整体轴线测量控制 ④气体保护焊在风速超过２米／秒、手工电弧焊在风速超过８ 在全站仪的监测下依照吊装顺序逐段进行钢管拱的轴线及各段 米／秒时，应采取良好的防风措施。 端点的标高值的调校，每校正好一段方可开始进行焊接施工。焊接完 ⑤施工人员如发现焊缝出现裂纹，应及时通知工艺员，查明原因 毕后对拱肋线形进行测量记录，对符合设计要求的超差部分在后续 后才能按工艺人员制订的方案施工，同时将工艺方案上报监理。 分段吊装施工时作为调节线形的参考依据，并依此调整后续分段的 ⑥雨、雪天无有效防护措施时严禁施焊。 焊接收缩等余量，确保全桥线形满足设计要求。 ４．５．５无损检验 ５结语 无损检验按《铁路钢桥制造规范｝ＴＢ１０２１２—２００９中的要求执 行。所有的全熔透焊缝均要求进行１００％超声波探伤。 通过１—１４０ｍ系杆拱桥桥面拱肋吊装施工技术探讨，为以后类 ４．５．６焊缝返修 似大跨径系杆拱桥桥面拱肋吊装施工积累了经验。 ①焊缝返修及修磨按《铁路钢桥制造规范）ＴＢ１ ０２１ ２－２００９要求 参考文献： （１ 潮，陈宝春钢管拱肋的制作 ．福建建筑２０００年Ｏ４期 进行。 【２】张开银，￣ｒ］－－元，何雨微，易光明．大跨度钢管混凝土拱桥线形动态控 ②焊波、余高超标、焊缝咬边≤１ｍｍ时，采用砂轮机修磨匀顺。 制技术［Ｊ］．武汉交通科技大学学报；２０００年Ｏ１期． ③焊脚尺寸不足、焊缝咬边＞１ ｍｍ时，可采用手工电弧焊进行 【３ Ｊ刘学武．大型复杂钢结构施工力学分析及应用研究【Ｄ１．清华大学２００８ 补焊，后用砂轮机修磨匀顺。 年． ④焊缝内部缺陷的返修先用碳弧气刨或砂轮机清除后，再采用 ［４】田仲初大跨度钢箱拱桥的施工控制关键技术与动力特性研究ＩＤＩ．中 手工电弧焊进行返修焊接。 南大学．２００７年
