摘  要：本文通過(guò)介紹南河鋼管砼系桿拱橋，重點(diǎn)闡述了鋼管拱肋的加工與控制要求，意在為同類(lèi)橋梁的施工提供參考。

　　關(guān)鍵詞：鋼管砼　拱橋　拱肋　施工控制

　　1、前言

　　鋼管砼結構是將混凝土填充到鋼管內形成的一種組合結構，兼有鋼結構和砼結構的特點(diǎn)，有效的發(fā)揮砼和鋼材的力學(xué)特性，并利用鋼管的環(huán)箍作用，大大提高結構的抗壓能力和抗變形能力。鋼管砼系桿拱橋造形美觀(guān)、結構嚴謹、受力科學(xué)、經(jīng)濟合理，近年來(lái)在公路、城市橋梁建設中被廣泛采用。但由于其技術(shù)含量高、工藝嚴格、工序繁多、施工難度大，因此，認真總結此類(lèi)橋梁的施工和管理經(jīng)驗，對今后的設計、施工、管理有實(shí)際指導意義。本文以南河橋為例，簡(jiǎn)要談?wù)勂滗摴芄袄叩募庸ぶ谱骱褪┕た刂啤?/p>

　　2、工程概況

　　南河橋位于江蘇省溧陽(yáng)市西側，為新建國道主干線(xiàn)南京至杭州高速公路上跨南河的一座特大型橋梁，全長(cháng)659.44m.技術(shù)標準：設計荷載汽－超20、掛－120；橋面凈寬為凈－2×15.25m；航道等級為規劃5級；凈空標準為50.0×5.0m；地震烈度為基本烈度7°。

　　南河橋主跨為下承式預應力砼系桿拱結構，采用剛性系梁剛性拱，計算跨徑126.28m，拱軸線(xiàn)為二次拋物線(xiàn)，矢高25.256m，矢跨比為1∶5.拱肋采用啞鈴型鋼管砼，上下鋼管外徑110cm，鋼管與腹板壁厚1.4cm，內充40號微膨脹混凝土。風(fēng)撐采用K型，由外徑110cm和80cm鋼管焊接組成。全橋共設4片拱肋、6對風(fēng)撐、38片中橫梁和76根吊桿。

　　3、鋼管拱肋加工

　　3.1、主要工藝流程

　　原材料檢驗→放樣→下料→加工→裝配與焊接→火工微彎→節段組裝與腹板焊接→吊桿相關(guān)部（附）件組裝→焊接過(guò)程檢測→排氣、排漿孔設安→拱肋預拼裝→涂裝防銹。

　　3.2、加工方案要點(diǎn)

　　節段劃分：為便于吊裝，拱肋鋼管分段制作。本橋結合現場(chǎng)吊裝能力，每片拱肋劃分為2個(gè)拱腳預埋段和7個(gè)中間吊裝段，K型風(fēng)撐每個(gè)為一段。

　　制作方法：采用卷板機將鋼板卷制成圓管；裝配焊接成6m和17m左右拱肋管及設計基本長(cháng)度的風(fēng)撐管；上下拱肋管采用火工微彎方法形成設計軸線(xiàn)，其后在設定專(zhuān)用胎架上完成定位、焊接和節段組裝；各風(fēng)撐管節段在另外平面胎架上完成組裝。

　　大接頭余量加放：為保證各步施工方案和工藝都能滿(mǎn)足設計要求，達到規定的偏差精度，上下拱肋管大接頭加放80mm余量，該余量節段組裝時(shí)保留，只在分段計算長(cháng)度處作出正作線(xiàn)。焊接補償量加放：考慮節段組裝時(shí)，腹板焊接將使各拱肋節段上下管的距離受到影響，可沿徑向線(xiàn)方向加放5mm作為焊接補償，以保證設計幾何尺寸。

　　標記線(xiàn)：標明拱肋管0℃和180℃徑向線(xiàn)，作為火工、節段組裝、檢驗的標記線(xiàn)。

　　安裝標示：為便于工地安裝，在拱肋預拼裝前，通過(guò)徑向線(xiàn)與站號線(xiàn)測定，標明各接頭在工地安裝時(shí)的控制點(diǎn)，做出標記，涂裝時(shí)采取一定的保護措施。

　　3.3、施工控制要點(diǎn)

　�。�1）依據設計文件提供的相關(guān)驗收規范、工藝要求，編制出各工序的具體驗收項目與標準。

　�。�2）放樣應保證所有配套表、套料卡、下料草圖的正確性與完整性，標明后續工序的樣板、樣棒的角度、尺寸、名稱(chēng)、數據等。

　�。�3）所有零部件的下料須報檢，超差零件不得流入下道工序；火焰切割零件須清渣、打磨處理，產(chǎn)生熱變形的均須矯正后方可使用。

　�。�4）坡口邊緣直線(xiàn)度及角度應符合公差要求。

　�。�5）工裝胎架應具有足夠剛度，以控制結構變形，應對胎架中心線(xiàn)、定位基準線(xiàn)、輔助線(xiàn)等作必要標記。

　�。�6）所有裝配不得強制進(jìn)行，避免母材損傷，嚴格對線(xiàn)安裝并控制好間隙，焊接完成后應及時(shí)矯正。

　�。�7）嚴格控制拱肋管火工溫度，嚴禁用水冷卻。

　�。�8）制訂出周密的專(zhuān)業(yè)性測量工藝，檢測儀器須經(jīng)計量部門(mén)檢驗合格，操作時(shí)考慮環(huán)境的影響。

　�。�9）健全安全保障措施。

　　4、關(guān)鍵工序

　　4.1　焊縫焊接

　　焊接是一項專(zhuān)業(yè)性、規范性較強的工作，在鋼結構工程施工中十分重要，因此，在本橋鋼管拱肋加工中作為重點(diǎn)全程監控。

　　4.1.1　焊前準備

　　施工技術(shù)部門(mén)要依據設計文件，參考有關(guān)標準、規范、規程，制訂焊接工藝原則，明確焊接方法、工藝措施、質(zhì)量標準和驗收規范等。本橋拱肋鋼管焊接方法有手工電弧焊、CO2氣體保護焊、埋弧自動(dòng)焊。

　　工藝評定：焊接工藝評定是鋼結構制造的根據，施工單位必須結合工程實(shí)際完備工藝評定文件，并作為竣工文件存查。根據對接、搭接、T形接頭的焊縫形式，確定相應焊接方法，不得隨意改換。

　　焊前處理：焊接所有構件的坡口內及正、反面25mm范圍，應按要求清理，去除表面油、銹、氧化皮和塵污等，處理干凈后方可焊接，陶質(zhì)襯墊必須按操作細則施工。

　　生產(chǎn)試板：為確保焊縫質(zhì)量，南河橋拱肋結構均設生產(chǎn)試板，試板與相應焊縫同材料、同厚度、同坡口、同軋制方向，并按相應技術(shù)標準做機械性能試驗，保證其參數符合規范要求。制訂《生產(chǎn)試板評定工藝》，對目的、適用范圍、參考標準、工藝內容作出明確規定，以確保焊縫焊接質(zhì)量。

　　4.1.2　焊接要求

　　工廠(chǎng)焊縫：南河橋拱肋鋼管制作、裝配時(shí)，其縱縫、環(huán)縫均采用v型坡口，單面焊接雙面成形，反面（管內）貼陶質(zhì)襯墊。焊縫填充工藝分四道，采用CO2氣體保護焊打底填充兩道，埋弧自動(dòng)焊填充一道、蓋面一道�？v縫焊接的起止端分別安裝引弧板和熄弧板，坡口型式與縱縫相同。環(huán)縫焊接采用滾動(dòng)胎架，以俯焊方式焊接。每道工序焊縫焊接應一次完成，因故停焊又續焊時(shí)，不得從母材上引弧，必須將引弧處氣刨或打磨成1∶4斜坡搭接，搭接長(cháng)度不少于50mm.

　　工地安裝：工地安裝均采用手工電弧焊接，風(fēng)撐與拱肋、風(fēng)撐間相貫線(xiàn)、節段對接均采用對稱(chēng)焊。拱肋合攏段，在定位后，須待符合設計合攏溫度時(shí)，方可焊接。

　　4.1.3　焊縫質(zhì)量檢驗

　　南河橋焊縫等級要求達到GB50205的I級焊縫要求。焊縫外觀(guān)質(zhì)量要求成形美觀(guān)、整齊，尺寸符合設計和工藝要求，做到無(wú)裂紋、無(wú)氣孔、無(wú)夾渣、無(wú)焊瘤、無(wú)弧坑等焊接缺陷。其內在質(zhì)量要求在焊接完成24小時(shí)后，按焊縫長(cháng)度的100％做超聲波檢測，10％做X射線(xiàn)探傷檢查。

　　4.2　節段線(xiàn)型加工

　　拱肋節段是形成拱軸線(xiàn)的基本單元，其線(xiàn)型取決于節段拱肋管的火工微彎�；鸸の�彎方法是火工加外力形成設計曲線(xiàn)。根據設計拱軸線(xiàn)方程，用計算機計算確定各分段上下拱肋鋼管所有控制點(diǎn)的坐標，作為微彎與測控的依據，并編制具體驗收標準工藝文件。

　　實(shí)施步驟：設計建造模型胎架→標明其縱、橫中心線(xiàn)及輔助線(xiàn)→確定胎架上各站線(xiàn)位置，準確安裝施加外力的支撐與設備→拱肋鋼管就位，設置平面坐標→劃出加熱帶→分帶加熱施加外力。

　　控制要點(diǎn)：

　�。�1）確保上胎架的待彎鋼管定位正確，即鋼管徑向線(xiàn)及其中心線(xiàn)應與胎架縱向中心線(xiàn)及中線(xiàn)相吻合；

　�。�2）加熱應從兩端向中部對稱(chēng)進(jìn)行；

　�。�3）外力施加點(diǎn)要對稱(chēng)合理，加壓要逐步、適量；

　�。�4）特別強調壓力和溫度的協(xié)調控制；

　�。�5）加熱帶應避開(kāi)環(huán)縫位置，約定帶寬可依實(shí)際適當調整；

　�。�6）要隨時(shí)觀(guān)察、測量拱軸線(xiàn)的坐標，控制傍彎。

　　4.3　拱肋預拼

　　拱肋成型是否符合設計線(xiàn)型是成橋的關(guān)鍵，因此，拱肋節段制作完成后，須通過(guò)預拼對其跨徑、拱軸線(xiàn)、水平度（拱軸線(xiàn)橫向偏移）及吊桿位置準確性進(jìn)行全面檢查，為工地吊裝做好準備。南河橋拱肋工廠(chǎng)預拼采用臥式整片預拼方案。

　　預拼方式：完全按照節段工地吊裝順序，由拱腳預埋段開(kāi)始，自?xún)啥藢ΨQ(chēng)進(jìn)行，合攏段保留節段制作余量（待工地安裝時(shí)切除），其它節段均切除制作余量（僅保留環(huán)縫間隙余量）。

　　控制要點(diǎn)：

　�。�1）選擇具有足夠剛性的平面場(chǎng)地、空間，配備相應吊裝設備、胎架工裝等。

　�。�2）檢測儀器送專(zhuān)門(mén)計量單位校驗。

　�。�3）按編制好的預拼工藝制訂預拼方案。

　�。�4）按預拼方案進(jìn)行預拼，妥善保管預拼測量數據，并采取一定措施保護好預拼控制點(diǎn)，以備安裝時(shí)使用。

　　通過(guò)工廠(chǎng)預拼，檢測了拱肋節段的加工精度，最大限度的消除了拱肋節段的加工偏差，完成了工地吊裝的各項準備工作。