拱肋混凝土灌注施工方案简述

中承式钢管拱施工技术

作者：mjj3432

一、工程简介：

益阳资江三桥主桥全长318米，为跨径组成96＋108＋96米（净跨）桥宽27.1米的不等跨钢管混凝土中承式拱桥。主孔设置两组哑铃形断面分离式平行钢管混凝土拱肋，桥跨结构由钢筋混凝土桥面板和预应力混凝土T型结构横梁组成，承力横梁依靠冷铸锚和高强钢丝组成的柔性吊杆悬挂于拱肋。拱肋位于桥面以下部分，设置支撑于拱肋的墩（立柱）梁（横梁）结构，其上铺设桥面板构成桥跨。拱结构不平衡力通过墩身传递给主桥副孔（净55米钢筋混凝土箱拱）的承重墩

承担。

钢管拱裸拱由工厂成节段加工制造，缆吊三段式拼装成拱。节段现场安装，采用拉固在墩位的横向拉索充当临时缆风。扣索通过2×4米万能杆件单悬臂临时塔架（扣塔），锚固到缆吊主锚位置的预留索位上（即：通扣）。预留索与塔扣之间通过滑轮组连接，卷扬机提供收缆动力。 缆吊体系跨径660米。采用万能杆件门式塔架，最大塔高86米，双肢塔中距22米。主索矢跨比f0=L0/（16～18）=41.25（m）。设计吊重600千牛，最大吊重700千牛。为双主索、双吊结构。施工过程，在大桥建设指挥部、设计和监理单位的大力支持下，我们大胆

采用\"新工艺、新技术、新材料\"。如钢管拱制作采用德国进口的钢带螺旋成型设备进行旋管卷制，煨弯成管；节段连接采用美国进口的自动焊接机进行焊接，配套检验设备进行检验，为省内工程首次应用；混凝土施工采用泵送顶升工艺；国内先进的GCM防护体系进行钢结构

内外防腐等。 二、施工简介：

与钢筋混凝土拱肋安装相区别，钢管混凝土拱肋（包括96米跨、108米跨）安装分两步进行，即钢管裸肋的架设、和管肋内混凝土灌注两

部分。其主体结构安装步骤是：

• 下部构造施工，同时进行钢管拱节段及其附属撑、梁结构的加工

• 拱肋节段的整拼（构成安装段）、拱跨预拼和验收；

• 钢管拱肋船运施工现场； • 现场检验和钢管拱裸拱安装

• 横撑、钢横梁的安装，及管内顶升混凝土施工准备；

• 裸拱的验收和混凝土顶升施工；

• 继续下道工序。

1、 钢管拱裸肋制作： 钢管拱肋采用钢带螺旋成管，热煨弯成型结构。 其加工制作程序是：下 料 ……煨弯成型……冷却成型……大样工装检验……管肋弯曲曲线符合性检查，符合则为成品，否则须重新修改煨弯曲线进行修正 ……装配、试拼 ……焊接成型 …… 验收、储存或装运施工现场 本过程须经质量认可。在加工经验和试验焊件的基础上，选定管肋节段焊缝的分层焊接，严格控制规定的焊接

电流、电弧电压、及焊缝高度施工。施焊前，气刨清根，并先行自检。

2、裸肋安装：

2.01、钢管肋的验收： 合格的成品管肋节段（包括横撑、钢横梁结

构），必须具备以下基础资料。即：

2.01.01、节段几何资料：

● 已经过试拼，有加工构件几何尺寸检验报告； ● 适当的标注，如拱肋轴线位置、吊点位置等；

2.01.02、材质验收资料： 管肋节段所用材料，包括：材料及焊材、涂装材料等验收资料。 要求：所用钢材的型材和板材均必须有质量证明书及抽样检验报告、焊接材料质量证明书和有关焊接记录、涂装

材料质量证明书，及相关部门的抽检报告。

2.01.03、工艺检验资料： 焊接工艺评定报告、焊缝质量外观检测报告及内部探伤报告、按工序检验发现的缺陷及处理方法记录、按技术要求提供的构件表层防腐施工跟踪记录、阶段验收记录等，节段预拼

记录等。

2.01.04、质量保证资料： 出厂合格证及加工过程技术文件（如施工组织设计书、工艺设计图、技术问题处理协议、变更文件等）。 2.02、裸肋制作节段整拼成三个安装段，船运工地安装。分别称边肋

和合拢段（中段）。

2.03、边肋安装： 其安装顺序是：安装拱座，使拱座形位尺寸及安装位置尺寸符合设计要求……起吊边肋，由缆吊转运到安装位置。并将拱脚位置拱肋中心轴对准拱座上标出中心线，下落边肋轴座，栓

固……风缆调节边肋中线位置，扣索调整拱肋自由端标高为设计标高加预留超高值。拱肋到位后，卡紧扣、缆索，完成本肋的初定位……徐徐松掉起重索，直至拆除。同样程序完成另侧边肋安装。 2.04、中段合拢： 吊装中段管肋到安装位置附近，通过扣索调整，均匀下降边段，调整吊点，下降中段，使拱肋及接头形位尺寸（包括拱轴线设计位置和拱肋接头设计标高等）符合设计要求，并设置码板临时连接。 经校正接头两端位置和错边量后，焊接两管端及缀板接头，拆除临时连接结构，并焊接外包板。 完成管端及缀板连接后，方可松缆索吊扣系统。 拱脚槽口用型钢对管肋临时定位后，方可浇注拱脚混凝土。由于本桥的吊装特点，同一跨上下游两组拱肋就位后，才进

行肋间联系即横撑、钢横梁施工。

2.05、合拢过程几何位置控制： 钢管拱的制作，对几何尺寸控制要求较严，加上变形因素，制作精度控制难度较大。为此，设计采用了临时螺栓连接接头、凑合接头两种接头形式。 为确保拱顶位置的准确，安装过程，我们采用了拱顶坐标强制对中手段。即：将中段管肋吊装到安装位置，并使管肋中点强制与拱跨理论中点重合。逐步调整两边肋位置，使边肋安装位置与设计位置基本重合。观测两接头情况，如接头在临时螺栓连接范围内，则直接采用螺栓连接；如超出螺栓范围，则必须采用凑合接头连接。凑合接头的最小间距为100mm，两伸出端间距不足100mm时，必须采取措施满足上述条件，如切除多余管端长度等，人为地满足凑合接头最小间距要求。管肋安装过程，为确保中段管肋位置的垂直，我们采用自制吊具强制性符合手段，大大提

高安装精度。从吊杆孔中临时置入的专用吊具，不影响后续工作的开展。 管肋平面位置通过墩位缆风调整，标高值通过扣索调节。大的修正值，需要对拱座定位位置，结合拱肋局部尺寸作出修改满足。

2.06、裸肋稳定措施： • 临时缆风或横向联系、交叉拉索；

• 浪风----边段接头端平面位置调整和拱轴线位置相对固定； • 拱肋合龙，浇注拱脚混凝土后松索，确保施工安全； • 在拱脚混凝土浇注前，必须做好临时型钢稳定措施，防止混凝土浇

注过程拱肋位置变化。 2.07、测量控制：

1、 测控过程：在下部构造提供控制网的基础上，结合地形布设上部构造独立的加密三角网。引测按国家三级测量标准控制，用于管肋纵、

横向轴线、标高测量。

2、测量实施方案： 采用全站仪等（水准仪、经纬仪）等测量工具，根据测量原理，用\"八分点法\"控制管肋轴线的安装曲率和标高，强制

对中法确保拱顶位置，从而控制吊杆安装位置。

3、主要测量手段： 采用平面控制和高程控制两种手段，确保安装拱肋及安装件位置的测控偏差在设计及规范允许范围内。拱肋控制的放样与验收测量时间一般尽可能安排在早上7～9点和下午16 ～18点

时间段内进行，其他施工验收和施工观测随进度进行。 4、后视点，水准点应加以保护，并经常复测位置准确性，以保证结

构物测量精度。

2.08、合拢温度的控制：钢管拱裸拱施工，无特定的合拢温度概念。

合拢时段内结构温度相对稳定即可。

3.00、 混凝土顶升灌注： 管内填充混凝土设计强度C50，试配强度57.5Mpa。单管设计混凝土量150～180余立方米，全桥合计顶升灌注

混凝土总量1871米3。

3.01：顶升工艺：本桥拱脚位预留输送泵管导入孔（压注孔），混凝土通过输送泵从拱脚位导入孔导入，顶托并填充至管顶，完成混凝土压注过程。施工时，混凝土从两拱脚相向、均衡、对称、顶升灌注。两座船载混凝土水上拌和站承担拌和物拌和、泵送到压注的全部工作。压注孔和混凝土输送管道之间通过机械阀门（或液压阀门）连接。拱顶内隔板两侧预留泄浆孔。泄浆孔采用直径15厘米钢管，垂直高

差不小于2米。 3.02、钢管混凝土工艺要求：

• 管内不得出现断缝、孔洞，不得出现混凝土与管壁分离现象： • 单管混凝土灌注必须连续浇注，且灌注完成时间不得超过首盘混凝

土初凝时间；

• 因此，设计要求采用C50高强、半流动、缓凝、微膨混凝土。 3.03、 校准好钢管拱轴线后，顺序安装钢管拱拱脚X撑、拱顶1号

横撑、2号撑、和钢横梁后，方可进行混凝土浇注。 3.04、压注混凝土施工程序：分三阶段实施本工艺。即： 【第一阶段】现场准备阶段：包括钢管拱裸拱验收、设备的定位和管道的连接和试运行、材料到场和现场检、试验、计量设施的常规检查、

设计配合比的现场调整和施工配合比确定并报现场监理工程师认可

等。

【第二阶段】压注施工阶段： 湿润管道，压注首盘水泥净浆。续压混凝土，随时综合混凝土顶升情况、裸肋变形状况、入料情况分析，控制两拱脚混凝土泵送速度。 泵送时，要求拱肋两拱脚混凝土泵送

速度协调一致，尽量对称顶升。

【第三阶段】压注完成阶段：混凝土压注到拱顶，待流出原浆一定时间后，方可停止泵送，利用混凝土截止阀对导入孔封闭，完成压注过程。此阶段，应避免单侧混凝土上升过快，引起弦管的纵向振动。 混凝土现场养护试件强度达到2.5Mpa后，方可拆除拱顶泄浆孔管和拱脚混凝土截止阀。由于混凝土凝结过程因素的不确定性，截止阀松出

过程宜谨慎进行。 3.05、 控制目标：

• 混凝土施工过程，拱肋偏位和变形控制； • 混凝土施工过程，墩顶桥纵向位移和墩身沉降观测。

3.06、混凝土顶升过程控制方法：

3.06.01、原始值取得：

• 【选点】管肋和横撑完成安装后，在拱肋顶管上缘按八分点明确标示出相应点位，作为管肋偏位和变形观测控制点。选择墩顶相对稳定位置，用特定的标示物（如钉头）标志，用于桥墩顶纵向位移控制。 • 【测设】通过测量手段，结合坐标轴平面定位原理，对上述选点进

行三维数值定位测设。有关参数作为比较值存档。

• 【原始值取得】将相应点位参数的设计值与比较值比较，根据顶升混凝土过程拱肋变形的特殊性，预测调整后的拱肋理论拱轴线。推出上述点位在理论拱轴线上的参数，作为混凝土施工前拱肋的原始值。 3.06.02、过程观测 混凝土施工过程，随时对拱肋和墩位观测点的相应参数进行观测，与原始值比较，获得相应位置相应参数的偏移差值。 3.06.03、过程控制：管内混凝土逐步的加载过程，会使裸肋形成的无铰拱结构，产生一定的变形。过程控制的目的就是控制加载过程变形值，从而调整拱肋轴线，使之符合设计和规范允许范围。方法是：将所测值的偏差值与规范允许偏差值比较，视变形后拱肋曲线与原始拱肋曲线的偏移情况，通过调整混凝土两侧的顶升速度，达到调整肋

拱轴线的目的。

3.07、混凝土跨间浇注顺序： 遵循拱桥施工过程的加载原则，考虑现场特点，本桥吊装采用上下游两单肋纵向合拢后，增加横撑的工艺。跨间浇注顺序则在边跨（55米跨钢筋混凝土上承式拱）拱肋安装满足设计要求后，先灌注两小跨（96米跨），再进行中跨（108米跨）

拱肋混凝土浇筑。

3.08、断面混凝土浇注顺序： 先浇注下弦，次上弦，再浇注缀板位

混凝土。三层混凝土按跨间顺序循行。

3.09、钢管拱混凝土顶升施工现场平面布置。钢管拱混凝土顶升施工根据单管、单层、对称、相向压注的方式进行。本桥采用同肋拱脚位设灌注孔，利用两艘大产量混凝土搅拌站供料，两混凝土泵相向压注。

两端各设工作伴船一艘，提供混凝土管道施工工作平台。

3.10、 钢管内混凝土加载强度限制：钢管内混凝土，已灌注混凝土历时 3d －7d，加载强度分别为最大可承载应力（×设计混凝土强度Mpa）30％ －85％ 。管内混凝土标准强度达到或超过上述允许值方

可加载。 3.11、混凝土施工： 3.11.01、设计配合比：

• 组成材料：湘乡普硅525水泥、桃江碎石料、湘阴5～25mm 中砂、

江西膨胀剂（HEA系列）、水（拌和水采用资江水。） • 首盘水泥净浆配合比：（单位 Kg）配合重量水泥：膨胀剂：水＝

184：16：63.2

• 表2：混凝土设计配合比 材料档案 砂 碎石 HEA系列 • 混凝土设计配合比(重比，单位kg/m3)：水泥：碎石料：砂料：膨

胀剂：水＝ 495：703 ：1055：170：43 即(C+f):s:g:w=(0.92+0.08):1.306:1.961:0.316

混凝土试配资料 控制参数：控制初拌混凝土坍落度 mm 21～23，初凝时间10～12 时，终凝时间16～18时，早期混凝土标养试件 3D强度 30～45Mpa，28D标养试件强度 ≥60Mpa。混凝土标养试件弹性模

量3.7×106Mpa。（设计要求：Eh≥3.5×106Mpa）

3.11.02、生产过程有关控制参数及工艺：进料顺序 70％水＋砂＋碎石＋水泥＋微膨胀剂＋30％水，单盘混凝土拌和时间 秒 ≥120～

150，膨胀剂称量后分袋，袋装投料。 3.11.03、施工配合比的调整：

• 试验人员根据到场材料的天然含水量，负责设计配合比的现场调整，获得施工配合比。并负责对施工配合比的现场实施。包括用材的材质的监控、验收，计量准确性监督，拌和物施工过程参数的控制，对不合格的拌和物的弃置和处理等工作。试验人员有权通过试验等过

程监控手段，对施工配合比进行局部调整。

• 对配合比较大范围调整，必须报技术部门批准后，方可实施。

3.11.05、顶升施工设备：

• 混凝土输送泵，（ HBT60.13.90s）， 1台 ，已检修，到位， 备

用；

• 混凝土拌和船，自备（含混凝土泵）2 艘， 已检修，到位 ，包括

足够管道；

• 混凝土截止阀，机械式，6 个，到位， 新购； • 自制两个备用变径管接头，（各种规格），2 套，到位；

• 测量仪器 （全站仪等）一套 到位

• 伴船（工作船）6车渡， 2艘， 到位 ，水上平台；

• 吊车（16吨汽吊），2 台， 已检修，到位。

3.12、 监控及验收标准： 3.12.01、焊件检验：

• 试验标准：对钢管拱肋焊缝应做到100%的超声波检验Ⅰ级，20%射线探伤Ⅱ级合格。局部角焊缝可采用工艺评定控制焊脚高度的方式检

验。

• 表观检查：外观焊纹均匀，无裂纹，无夹渣、穿孔、焊瘤、咬边、

弧坑、针状气孔缺陷，并且，焊接区无飞渣残留。

3.12.02、验收标准：

表：钢管拱验收标准： 序号 检查项目 单位 规定值或允许偏差 检

验方法或频率

• 混凝土强度 Mpa 按JTJ071－98在合格标准内； • 混凝土填充率 ％ ≥98 拱顶、L／4位钻孔检查；

• 轴线横向偏位（经纬仪检查，单位 mm） 96米跨， 22mm； 108米

跨， 26mm；

• 拱圈高程允许偏差（水准仪测量）96米跨， 34 mm ；108米跨 ，

38 5mm；

• 对称点高差允许偏差，96米跨， 34mm；108米跨，38mm。 • 说明：上述资料根据设计文件对钢管拱混凝土浇注采用规范要求和

《施规》JTJ041－2000及跨径换算后求得。

3.12.04、混凝土质量检查：超声波检测为主，辅以手锤敲击判断。 3.13、钢管拱结构防腐： 钢管拱防护采用GCM金属表面长效防腐保

护系统。

3.13.01、系统结构分层： • 底基层（钢管拱） • 第一层：密封层； • 第二层：强度层； • 第三层：耐候层。

3.13.02、结构说明： 三层基材相同，均为连续热固性树脂高分子膜，

由于引发剂加入，发生放热反应而固化。密封层厚0.3mm，它紧缠钢管外表面，并与钢管之间界面剪切强度大于4Mpa。强度层中加入高强纤维增强，使覆盖层拉伸强度达到250Mpa，冲击韧性160kg/m2，其膜覆厚度0.4-0.5mm。耐候层是在上述两层相同基材的成份中，加入系列强吸收紫外线助剂和抗氧一氧和臭氧助剂，有效地防止紫外线

老化和阻止氧化链连锁反应进行。其特性参数是：

• 耐候性：耐低温≥-50℃ 耐高温≤100℃

• 厚 度：三层整体厚度>1000微米 3.13.03、施工过程及注意事项：

• 防护对象的表面处理是确保防护效果的关键。一般采用机械除锈打

磨手段。同时油污的清除有助增加结构粘合力。

• 防护结构层的喷涂前，应用压缩空气除净被防护体表面浮尘，并在

第一层结构膜未充分固化时，进行第二层的喷涂。、

• 耐候膜兼有表面装饰作用，加上常为高空作业，也是最终产品。它的喷涂应注意校色准确、喷涂均匀细致。前期施工过程造成被防护体

表面混凝土污染面应严格清除。

3.14、 压注完成后混凝土采用密闭保水养护。

3.15、 几点心得：

3.15.01、健全管理机制：工程施工过程中，我们采用TQC全面质量管理，和ISO9002国际质量管理和保证体系，对施工质量进行严格控制。在进一步落实承包体制的基础上，细化组织结构，强化基层管理，项目质量层层落实到人，进一步健全自检体制，确保质量过程的全员

参与、全过程受控；

3.15.02、严格做好结构材料的进出库检验，做好\"先检后用\"确保用

材管理质量。

3.15.03、良好的设备使用状态是质量保证的基本条件。设备使用过程中，严格设备的岗位操作、规范现场管理。做好设备的常规维护、定期维修、保养管理。确保良好的使用状态。实行设备的专职管理，落实\"定员、定岗、定责\"制度等措施，把事故苗头消灭在萌芽状态。

对计量器具做到定期检查、校验，确保计量准确。

3.15.04、 加强技术管理，做好技术交底和员工现场技术培训，规范员工操作行为，减少施工人员误操作带来的安全隐患。加强钢管拱状

态的观测，严格工程控制，防止工程突发事故。

拱肋混凝土灌注施工方案简述

发表日期：2005-07-07 浏览人数： 130 作者：静振 等 来源：水利工程网 评论 0条

1、引言

大沙泥桥主桥主拱肋为扁园形钢管混凝土结构，拱肋高2.0米，宽3.3米，跨度120米。拱矢高24m，拱顶高程▽31.657。拱肋由两道竖向扁园形钢管通过上下两块钢板焊接而成。拱肋断面由钢管之间及两侧钢管组成三室，拱肋内灌注C40微膨胀混凝土663.77m3。本文简述其施工方案，供同仁们参考。 2、施工方案简述

2.1拱脚混凝土浇注方法

拱脚混凝土共东西两座，每座混凝土方量144.5 m3 。

1） 拱脚混凝土特点：

①钢筋密集，且有钢绞线波纹管穿插其中，施工工人难以进入仓面混凝土内进行

振捣作业。

②拱脚混凝土不是单独一块钢筋混凝土，它下面与端横梁连在一起，上部与钢拱

拱脚段浇在一起，施工要与拱脚钢拱安装结合在一起，部分支承钢拱脚的型钢支架要浇入拱脚混凝土内。

③拱脚混凝土为三向预应力混凝土，其纵横向预应力由主跨箱梁纵横向预应力张

拉而产生，另外拱脚两侧面竖向布置了2×2×7根φ32预应力精轧筋。在混凝土达

到80%设计强度后张拉，因此拱脚混凝土施工工序繁多，工艺要求高。

鉴于以上特点，对拱脚混凝土的施工应予以特别关注，切实保证拱脚混凝土的施工质量。

2） 拱脚混凝土施工

① 拱肋混凝土灌注孔留设

拱肋混凝土灌注按设计要求分三个仓室，分别一次性对称灌注每个仓室，

为此灌注孔留设在距拱脚混凝土端面2m处，三个仓室各开两个孔，孔径φ120，孔口加焊一个与泵管联接的接头，三个仓室的开孔位置在断面上均错开600mm。出

浆孔留在拱顶。

由于拱肋混凝土灌注时间较长，单室混凝土量220 m左右，两台泵灌注

约需时8小时左右，虽然拱肋混凝土的初凝时间约10小时，整个灌注时间混凝土不至于初凝但由于灌注时间延长，钢拱内混凝土的坍落度损失较大，混凝土流动性变差易造成堵泵堵管，为安全计我们建议在钢拱段2/3高度附近增开一接力灌注

孔，采用分段接力灌注方法灌注拱顶段混凝土。为减少灌注孔对钢拱截面的削弱，灌注孔内加焊一φ20钢筋环，与拱肋钢板满焊。

② 操作平台搭设

为防止拱肋混凝土灌注加荷过程中钢拱产生不利的变形，除设计上在钢拱安装上预留了预拱度外还要求混凝土灌注在有支架条件下灌注。为此拱肋安装用支撑架不予拆除，作拱肋混凝土灌注的支架及操作平台，另外在拱顶两侧加设防护栏杆，使拱顶也可作为布管，接管及预留孔洞修复的作业平台。

3

④ 检查验收

拱肋混凝土灌注密实度检查用敲击法检查结合部分钻孔探查，对有疑问的部位钻成

φ8小孔探查混凝土与钢板间是否有间隙及间隙有多大，若间隙≥2mm，则灌注浓水泥浆补强。

填充度要求，规范规定≥98%，从我们施工经验，一般可作到99.8%，但由于受钢材、混凝土的物理力学性质不同等因素制约，要作到100%密实是不可能的，届时会同设计、

监理共同制定填充度的采用指标。

2.3 总体方案

拱脚混凝土施工与钢拱制作安装吊装等作业穿插施工，拱肋混凝土灌注为单项工程，总体来讲，拱肋混凝土施工分前后两段，前段拱脚混凝土浇注，后段拱肋混凝土灌注。

2.4 质量控制要点

①、拱脚浇捣必须预留进入洞，使振捣工可进入拱脚内部作业。 ②、拱脚钢筋密集，要求混凝土级配石子最大粒径≤25mm。 ③、拱肋预留备用灌注孔，需经设计同意。

④、拱肋预留一定数量排气孔，孔径φ20，以排除钢拱肋钢板与加劲钣之间形成气室，影响混凝土密实度，同时也可随时排出泌水。

⑤、钢拱肋上的各种孔洞最后均应补焊回并打磨光滑。

3、结论

大沙泥桥主桥主拱肋，虽然拱矢高24m，但在拱肋内灌注C40微膨胀混凝土663.77m3过程中，通过有效的控制，质量全部达到优良标准。

大跨度钢管混凝土拱桥拱肋线形控制技术

论文写作发表一步到位,速度快!作者：佚名 论文来源：不详 点击数： 71 更新时间：

8/2/2007

1、 工程概况

九畹溪大桥属于三峡工程配套项目，位于三峡库区湖北省秭归县境内，全长221.5m，该桥为净跨160 同等截面悬链线钢管混凝土上承式拱桥，主拱圈采用两根d =1.0m的钢管，坚向呈哑铃形，拱肋高2.4m。f0/L0=1/6，m=1.495109,净矢高为26.67m。拱上结构为装配式钢筋混凝土空心板，板长12.66m。桥位处地形陡峭，两岸悬崖峭壁，无施工场地。该桥由于受三峡库区大坝水位影响，桥面标高216.77m，离现有水面160m高，该桥地处风口，风大，风力最大可达七级以上。两岸岩石裸露，岩石垂直节理发育。大桥主拱圈同两条拱肋通过横、平联连成整体，拱肋中心距为7m，考虑该桥特殊的地形和运输的方便，拱肋共分15段双肋整体吊装，最重段26t，最轻段为全扰段12t。段与段之间采用法兰盘以高强螺栓连接。

全桥主要的施工方法为：钢管在工厂加工，采用12mmQ235钢板卷制而成，经长江运至香溪码头，然后用汽车运到工地，经过半跨单肋试拼和相邻段整体立体试拼后，采用缆索吊双肋悬拼全扰。钢管拱内混凝土灌注采用两岸对称、上下游不对称的方式泵送，并利

用扣索参与承担荷载代替施工加载。拱上钢管立柱利用缆索吊整体吊装，钢管立柱内混凝土采用高位抛落法灌注。桥面大孔板沿接线路基预制，采用缆索吊安装。 2、 线形控制基本概况

九畹溪大桥跨度大，采用双肋悬 拼吊装方案，安装难度较大，再加上分段多，另外钢管长途运输，易变形，对保证拱轴线增加了一定的难度。为了保证全桥拱轴线，决定在现场除采用单肋半跨平拼外，还进行相邻段整体立体试拼。拱上结构施工严格按照加载程序确保全桥上下游和两岸均对称加载。由于严格控制了钢管拱肋加工、试拼、钢管拱安装、管内混凝土泵送及拱上结构施工，全桥竣工后，拱轴线完全符合设计要求。 3 具体做法

3.1 钢管拱加工

为了保证加工质量，该桥的钢管选择在工厂加工。加工时按照1：1拱轴线放大样，由于钢材的热膨胀系数较大，该桥又是在夏天高温季节加工，还考虑了温度修正，全桥拱肋加工完成后，在厂内进行了试拼，合格后才运至工地，保证了加工精度。 3.2 钢管拱单肋平拼

为了校正钢管拱运输的变形，确定拱肋横联位置，在工地进行了半跨平拼，将钢管拱肋每半跨依次试拼，中间合拢段与相邻第七段均试拼。试拼的目的就是检验拱肋是否一设计拱轴线相符，对立柱位置进行检查校正，对接头坐标进行精确测量，并确定项联位置，为将对应拱肋连成整体提供了依据。在试拼时每段之间法兰盘用螺拴拧紧，以减少因法兰盘之间的空隙造成的误差。 3.3 钢管拱相邻段整体立拼

经试拼后发现，加工后的每段拱肋的接头截面倾角、坐标与设计有一定的偏差，即上下游两对应段断截面并不在同一截面上，因此，为了确定横连位置，保证空中连接的顺利和质量，必须进行立拼。立拼场地铺有两条双线铁路，线间距与拱肋中心距机同，都为7m，立拼胎具为经过加工可以调整的轨道平车。立拼方法：将经过单肋试拼的第一段两条对应拱肋在胎架上通过横连连成整体，并与地面所作拱轴线控制点相对应，并保证0号截面的倾

角和坐标，然后第2段与第 相连，第2段要与第1段在同一直线上后，将第1段运走，第2段再与第3段试拼，直至合拢段，合拢段与相邻第7段均要立体试拼。采用相邻段立体试拼法在不需要太大场地的情况下达到了检查拱轴线目的。相邻段整体立拼，模拟拱肋在空中连接，确保空中安装顺利，保证拱轴线形。该工序是保证双肋整体吊装成功的关键。 3.4 钢管拱肋的安装

由于吊装前钢管拱的拱轴线经过了严格检查，钢管拱合拢后，拱轴线完全符合设计要求。在安装拱肋时，主要保证以下几个方面，就可以达到控制线形的目的：(10拱座施工时封底钢板预埋；(2)拱肋安装时的控制；(3)合拢时的控制。

3.4.1 封底钢板的预埋

封底钢板的预埋精度直接影响钢管拱的拱轴线，设计上对封底钢板没有加固措施，在灌注混凝土前，将封底钢板精确定位后，在钢板下焊接钢管和钢轨将钢板固定牢固，确保灌注混凝土时，封底钢板位置不变化。在安装钢管拱前，在钢板上划出十字线，及钢管拱的外轮廓线，并在离轮廓线1cm处焊接加劲肋板，在吊装拱脚侕地做临时支撑，也做永久性的肋板。

3.4.2 拱肋安装时的控制

首先在吊前必须调平，以免增加安装时的难度，就位时先在下弦管打入几个冲钉，以确保连接处为铰接，然后采用倒链调整风缆，方向到位后，利用扣索同时调整两肋扣索，这时将两肋的标高调平到达要求标高后，固定扣索，初拧高强螺栓，放松超重索。 3.4.3 合拢调整

合拢段吊装就位后通过四个方向的倒链使合拢段位置正确。然后从拱顶向脚依次调整扣索，每次调整不高控制下降约1cm为宜，如此反复直至合拢。合拢段要做如下处理：合拢段要焊接导向管，或者在第7段端头设置托梁，防止合拢段与第7段错开。合拢后，第7段与拱顶合拢段只临时铰接，拱脚与封底也不固接。温度满足要求后合拢。因整修钢

管拱经过了多次试拼整修骨架已经定型，在安装过程中的弹性变形，解除约束后能够恢复。

3.5 拱肋混凝土灌注

九畹溪大桥钢管拱肋混凝土泵送，由于受场地限制，每岸无法布置两台输送泵，采用风茅两岸对称、上下游不对称的方法泵送，半跨仅分两段灌注，即从拱脚段至第3节段拱肋为第1段，第4节段至拱顶为第2段，先灌注下弦管，后灌注上弦管，最后灌注腹管，单次灌注量大，为了防止失稳，需要加载，但考虑到钢管已成拱，且平均每隔8m设有一道横联，拱肋自身稳定性好，且该桥钢管拱平均每隔12m长设有一道扣索，首次采用了利用扣索减载代替施工中加载的方法。具体如下：泵注上游第一段弦管时，随着混凝土灌注进程，依此收紧1、2、3号扣索，初始扣索张力80kN，当拱肋下降钢丝绳的弹性，钢丝绳会略长，钢丝绳张力增大，当灌注完成后测得每根索力在250K左右；当灌注下游第1段下弦管时依次张紧下游扣索，扣索张力平均每根60Kn，灌注上、下游时相隔时间越短越好，这样钢结构的弹性变形可以恢复。灌注上游第2段下弦管时随着灌注进度依次张紧4、5、6、7段扣索，扣索平均每根在120K左右，并注意同时对1、2、3 扣索进行放松，灌注下游第2段下统管一样。下弦管灌注合拢后，防止出现负弯矩、避免混凝土微裂缝的发生，松除所有扣索。灌注上弦管时在下弦管合拢后3天进行，不考虑加载。

4 、拱肋混凝土灌注与拱轴线的关系

为了获得较赛事的测量数据，每一次混凝土泵送完毕后，对管拱线检测一次，并将测量结果绘制成随时间或工况变化曲线，根据这一曲线，可以较直观地了解钢管拱轴线在钢管拱肋混凝土灌注各阶段时变化情况。从表1中发现拱脚部分灌注混凝土进第1至3节段标高明显下降，第5节段至拱顶节段标高明显上升。相反，当拱顶部分泵送完混凝土后，拱顶标明显下降，而第1节段至第3节段标高却得到回升。

表1 灌注过程中A-D管竖直方向测量（以上游拱肋为例） cm

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段号 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

第一段下弦管泵注完 -1.4 -2.2 -1.1 -2.0 +5.7 +5.4 +10 -2.5 -3.6 -3.9 -0.9 +4.2 +6.4 +9.3

全桥泵注完 0 -1.3 -1.8 -1.7 -1.8 -2.5 -3.3 -1.3 -0.6 -1.2 -1.1 -2.3 -4.2 -3.5

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注：以上结果均为每段接头法兰盘处的测量值与混凝土灌注前之差，负值表示低于灌浆前。

5、温度对钢管拱轴线的影响

温度对钢管拱轴线影响较大，主要采取以下措施保证轴线：(1)在加工时，由于温度高，考虑了温度修正值；（2）完全保证钢管拱合拢的温度与设计要求相同。

6、整体效果

本桥竣工后经实测，拱肋水平方向最大偏位为2.3cm，小于《公路工程质量检验评定标准》允许范围（跨径160m，3.8cm）。拱圈高程也满足《公路工程质量检验评定标准》的要求。

7、结论

九畹溪大桥在桥高（离现有水面160m）、风大、两岸地形陡峭、无施工场地的特殊环境下，采取了得力措施，确保了拱轴线满足要求，主要采取了以下三条措施来保证拱轴线：

（1） 优化施工方案，确保方案科学合理。针对该桥的实际情况，对全桥施工方案反复论证，将钢管拱单肋合拢，改为双肋整体悬拼合拢，先在地面将两肋连成整体，然后吊装，将空中焊接横联作业转化为地面作业。

（2） 加强过程控制。首先确保拱肋的加工精度，另外钢管拱肋除了采用单肋半跨平拼外，还采用了相邻段双肋整体 立拼，保证空中拼装精度。

（3） 从拱肋安装到混凝土灌注完毕，对钢管拱的应力应变进行监控，在施工过程中不断优化施工方案

拱肋砼施工

拱肋砼采用自拱脚一次对称压注至拱顶的方案。每根拱肋砼的灌注必须连续进行，灌注时间不能超出第一盘砼的初凝时间；灌注的砼要求不能出现断缝、孔洞，管内砼不能与管壁分离。

钢管砼采用半流动性微膨胀缓凝砼，控制水灰比不大于0.35,塌落度在（16～20）cm之间，加入减水剂减小水灰比、加入微膨胀剂保证砼与管壁的密贴，加入缓凝剂延长砼的初凝时间，掺加适当的粉煤灰以增加砼的和易性降低砼的水化热，砼的配料强度控制在设计强度的1.15倍。

选用两台HZS25搅拌机，两台HBT60砼输送泵，使用一台，备用一台。

连接好搅拌机、输送泵、管道及拱肋后先压入清水清洗管路，湿润管壁，检查管路的封闭情况。灌注砼前先泵入水泥浆，润滑管道，然后连续泵入砼。

在拱肋钢管上缘每隔2m开φ5mm的小孔，以便检查砼灌注对称情况及顶升速度，待砼到位后，用木塞塞严。砼顶升进度两端相差较大时适当减缓较快一侧的速度，控制因砼灌注不对称引起的拱肋变形。

灌注时环境气温高于40℃，钢管温度高于60℃时，采取浇水措施降低钢管温度。 拱顶设排气增压管，管口高出拱顶2m，以排出砼顶面浮浆，增加拱顶段砼的压力，提高砼强度。 砼灌注完成后，关闭灌注口插板，稳定砼至管内砼强度达到设计强度的50％拆除管道接头完成砼压注。

拱肋施工监控的主要内容与方法 (2008-01-07 15:59:55) 标签：文化

一、施工监控的主要内容

本桥施工监控的目的主要有两个:一是保证成桥拱轴线与设计拱轴线相符，使其与设计轴线的误差满足规范的要求;二是确保钢管拱在施工过程中的安全.因此，施工过程中监控的主要工作内容有:

(1) 拱肋安装阶段轴线控制 (2) 各施工加载阶段主拱变形监测 (3) 拱座位移监测

(4) 各阶段主拱应力状况监测 二、施工监测方案

根据该桥桥址地势较为平坦和桥跨结构为下承式拱桥的特点,决定采用全站仪对平面坐标和高程进行控制与观测.为此,必须建立高精度的施工控制网并在钢管拱上设立观测标志。在每个拱肋节段的端点均布置测点,同时在各个控制截面上布置钢弦传感器.

1.拱肋安装时的测量控制

施工测量是施工控制中调整及预报的关键,是现场施工数据采集的重要部分,并且施工测量必须在温度变化较小的情况下进行(一般选择阴天或清早)。根据主拱肋空间三维坐标进行施工测量,使用经纬仪控制轴线,全站仪控制里程及标高,对每一节段的安装进行测量。待钢管拱节段安装到位后,则进行精确复核测量,并及时与监控单位符合无误后,马上进行对接。

(1)建立测量控制网

本工程高程控制以Ⅱ等水准高程控制测量标准为控制网,选用高精度仪器。在测量之前在桥的两侧设立固定的测量控制点(测量点按国家三级网的标准建设),由国家一级控制网引点采用闭合回路测量四个观测基站的坐标。

(2)里程及标高控制

在待安装的拱肋的内外侧上弦管前端设置测点，在安装之前测量接头截面钢管上缘点的坐标,由此计算出测量标志点的安装就位的目标坐标。在桥的两侧各设置一个测量观测点,采用一台全站仪对安装的钢管拱节段进行测量,观测点为拱上已标记的点，将测量标志点(即施工监控的钢管拱安装控制点)值输入全站仪,则测量标志点的坐标即可马上测出,及时报至现场进行调整里程及标高。

(3)主拱结构线形及位移监测

通过两个面内的测量对主拱肋拱顶和节段接头处进行的线形及位移监测,分竖直面内的线形及位移监测与水平面内的线形及位移监测。采用全站仪标高控制在拱肋的跨中、四分点等处进行标高测试。

2.拱肋合龙后监控

对拱肋的施工监测主要内容为:温度监测、应力监测、位移(挠度、轴线)监测等。 (1).应力状况监测

应力状况监测主要是观测钢管拱在各个施工加载阶段的应力变化情况.同样,所用的测试设备要精度高且便于长期观测.据此,采用钢弦式表面应变计测试钢管拱的应力应变情况.该种应变计是利用张紧钢弦丝频率的变化来间接测定结构应变变化的一种传感器,其特点是测试结果稳定、精度高且适合于长期观测.测点设于各拱肋拱脚、1/4 L、拱顶截面的上下管,如图所示

应变计安装示意图

(2).混凝土灌注与拱轴线的控制

为了获得较完整的测量数据，第一次混凝土泵送完毕后，对管拱线检测一次，并将测量结果绘制成随时间或工况变化曲线，根据这一曲线，观察钢管拱轴线在泵送混凝土各阶段时变化情况，以便能够对拱轴线进行及时的调整。

a.拱肋轴线偏位的观测

为准确掌握压注砼过程中拱肋轴线的偏位情况,需在压注过程中对拱肋轴线偏位进行观测。测点布置在L/8,L/4,3L/8,L/2(拱顶),5L/8,3L/4和7L/8处。压注之前先在测点位置做标记,首先取得初始数据,作为在压注过程观测轴线偏位的参照。压注时需观测压注完成1/4拱肋、1/2拱肋、3/4拱肋、压注完成、完成8h后和完成24h后6个阶段的轴线偏位情况。观测数据必须第一时间反馈给监控组,以便一但出现异常情况时可及时采取相关的处理措施。

b. 拱轴线标高变化情况的观测

拱轴线标高测量是为了掌握压注混凝土过程中拱轴线的变化情况。特别是压注完1/ 2拱肋前后，拱顶的上升情况和1/ 2半跨附近拱肋的下挠情况。拱轴线标高观测点与轴线观测点设在同一位置。

注意：进行浇注时拱脚钢管应力会变化，同时拱顶将向上发生约15mm的位移，•考虑到拱肋在此时的整体刚度比较小，不宜使其承受较大范围的变化应力和上下位移。

(3).拱座位移测试

在拱座上设置位移测试点，主要观测拱座的纵桥向位移和沉降。在钢管拱肋 装施工、灌注钢管混凝土、系杆张拉、横梁吊装的过程中，对拱座的纵向位 移和沉降进行观测。 5.温度影响的控制

温度是施工控制中最常见的参数,也是最复杂的参数之一,目前,在连续刚构桥、斜拉桥中普遍采用回避的方法来识别和修正,即采用温度变化比较稳定的时刻测量,如尽量选择日出前或日落后温差最小时,或对拱肋进行洒水降温后,对其测量。应重视温差而引起的杆件长度变化和侧向变形。