系桿拱橋梁拱肋制作安裝質量控制

倪春法

【摘 要】 結合湖州南太湖大錢港大橋鋼管拱肋的施工，論述了115米鋼管拱肋關鍵工序的施工與質量控制的措施，為確保大跨徑系桿拱橋梁的正常施工及安全運營提供了可靠的保障，可供類似工程參考。

【關鍵詞】 系桿拱橋；115米鋼管拱肋；關鍵工序；施工；質量控制

一、工程概況

拱肋、風撐主材采用Q345D。

二、工程特點

1、跨徑大，為湖州市同類橋梁之最；

2、拱肋截面高達2.8米，制作和安裝均較困難；

3、太湖湖域寬廣，小氣候明顯，一年四季風浪較大；

4、施工精度要求高，工序多，預應力加載批次多；

5、施工水域維持少量船只通航，對工程施工形成干擾；

6、水上施工、高空作業，難度大、危險性高。

三、關鍵工序質量控制措施

一） 拱的制作方法

1.制作工藝概述

1.1 制作順序為：（見圖1）

1.2 主要工序制作工藝：

1） 上下弦桿由φ1200×16，長1.3米左右的小管節拼接而成，將鋼板卷制、焊接成小管節，并根據不同的曲線對小管節進行煨彎。制成如下圖所示的零件：

根據分段圖將各小管節在管段制作大樣上拼成上下弦管段，管段的長度按運輸、吊裝分段長度。如圖2所示：

2）整體拼裝。將各管段在大樣胎架上將上弦管、下弦管拼成整拱。組裝上綴板，組裝錨座、導管等。分拆拱肋，翻身各拱段，組裝下綴板。完成各種運輸、吊裝段的制作。制作完成后的拱段如圖3所示：

3）防腐，在廠內防腐間進行噴砂除銹，后噴涂底漆、中間漆。面漆不刷。待安裝完成后再統一刷面漆。

4）現場安裝。先安裝拱腳勁性骨架，再安裝拱腳段，拱腳澆筑砼土后，在已搭設的拱段安裝支架上依次吊裝各拱段，然后依次焊接，最后吊裝風撐。

5）全部吊裝拼接完成，刷面漆。

2 各主要工藝過程的質量控制

2.1 零件制作

2.1.1 管節制作方法：

A 卷制

在卷制時要緩慢下壓，來回多趟。卷制時保證鋼板的壓延方向與卷制方向保持一致。在卷制過程中，不得錘擊鋼板，成型后用弧形樣板校對，樣板與工件的間隙不大于1.5mm時卷制完成。卷制完成后進行定位焊，定位焊的焊接技術條件與I級焊縫的技術條件相同。

B 管節縱縫焊接

按I級焊縫要求焊接。δ16板焊接順序如下：

焊完1～2 層后，背面清根，焊第4層， 每道焊縫完成后及時清除焊渣及飛濺物。

C 焊接檢驗

外觀按I級要求進行檢查，合格后填寫《焊接質量檢查記錄表》。內部質量檢驗在焊接完成24小時后進行。

1） 對接頭焊縫應100%進行超聲波探傷。達到（GB11345-89）中BI級標準。

2） 100%超聲波檢驗合格后進行10%的射線探傷，達到（GB/T3323-2005）中的II級標準。照相等級B級。

3） 若用超聲波探傷對焊縫的質量有疑問，又不能確定時，應補充射線探傷，以射線探傷的結果為準。但射線探傷不計入10%的射線總量。

4） 全部合格后填寫超聲波檢驗與射線檢驗報告。

2.1.2 煨彎

將焊接、整圓完成后，檢驗合格的單節管進行煨彎，以便單節管的曲線符合理論曲線。

1）、制作煨彎工裝，如圖3所示：

2）、將管節固定在煨彎臺架上，穿上加力桿，掛上葫蘆。在管節上用丙烷火焰圈加熱，火焰溫度控制在900℃～1000℃，溫度降到800℃之前結束煨彎。嚴禁溫度低于600℃繼續加工，此時鋼材易出現藍脆。

3）、按標準內弧線制定曲線樣板，在煨彎的同時檢測曲線。樣板與管節曲線誤差應小于1mm。

4）、煨彎后讓管節緩慢冷卻，嚴禁澆水、澆油快速冷卻。

5）、檢查冷卻后的管節，合格后填寫檢驗記錄。

2.2、整體總拼裝

2.2.1、復測拼裝大樣，無誤后在大樣上實施總拼裝。

2.2.2、按編號依次在大樣胎架上組裝上管與下管的各管段。用千斤頂和開式螺旋扣調節管段的水平，調節下管的內弧、上管的外弧曲線與大樣吻合，并與大樣平臺固定。

2.2.3、總體檢驗

1） 鋼管直徑：±2mm 2）鋼管中距 ±5mm

3）內弧偏離設計弧線：≤5mm 4）拱肋內弧長：0～-10mm

5）節段對接錯邊：≤2mm 6） 節段平面度：≤3mm

磨平所有外面能看見的對接焊縫。

二）鋼管拱架設質量控制

1、工藝流程（見圖5）

2、各工序質量控制

2.1 拱段吊裝前準備工作

2.1.1 復測拱腳段的安裝控制數據，修正偏差。對加工拱肋段和拱座尺寸進行質量檢查，對于拱肋端接頭要用樣板校驗，要在拱肋的兩端頭標出中線。

2.1.2 復測主橋中心線，里程點，修正偏差。

2.1.3 拱腳段管口下緣，一側緣焊上靠板。

2.2 吊裝主拱段

2.2.1 兩岸對稱吊裝，從拱腳到拱頂依次進行。

2.2.2 當拱段初步吊裝到位后，讓管段的下口下緣與側緣緊貼靠板，調節兩管口。基本到位后調整上管口。

2.2.3 上管用兩只千斤頂調節高程（微調），左右用纜繩調整軸線使拱軸線俯視投影與設計位置吻合。如下圖所示：

2.2.4 邊拉與調節同時進行，調節到檢測點的高程，里程到位，拱軸線俯視投影與設計位置重合。壓下端口組裝縫，焊定位焊。上端口用型鋼與支撐架固定，鎖定纜繩。

以上吊裝、標高控制、里程控制、拱軸線控制等均用全站儀全程監測，確保滿足設計要求。

2.2.5 用如上方法依次吊裝其他段。在吊裝合攏段時，應盡量選擇15℃～20℃環境溫度，無強日光偏照的天氣。測量合攏口的距離與合攏段的長度偏差，控制在0～-10mm范圍內。根據對稱安裝的原則，合攏段為中段。為保證合攏段能順利合攏，安裝時要對合攏口長度進行精確測量，根據合攏口實際長度對中段拱肋的長度進行切割（制作時有意加長拱肋長度，只能長不能短，以便合攏時進行切割）。切割后吊裝就位，就位前對合攏口兩端的靠板的固定情況進行檢查確認，合攏段直接擱置在合攏口兩端靠板上，然后進行定位、焊接。

2.2.6 檢驗 焊接按I級要求進行外觀檢查及內部檢驗，內部進行100%的超聲波探傷。幾何尺寸檢驗：

1）軸線偏位：≤L/6000

2）拱圈高程：±L/3000

3）對稱點高差：≤L/3000

檢驗合格后填寫檢查記錄表。

2.3 防腐

2.3.1 表面處理：工地安裝焊縫部位及其他安裝受損部位清理至ST3.0級，補涂底漆、封閉漆、中間漆。

2.3.2 噴涂聚氨脂面漆二道，每道40um。

3 主要施工方法

3.1 拱肋支架搭設

拱肋拼裝支架采用貝雷架輔以普通鋼管及枕木，按照拱肋就位后的大致位置，在系梁及橫梁組成的框架體系上進行放樣，支架體系的標高、寬度須滿足拱肋安裝需要，支架的強度、剛度、穩定性滿足規范要求。支架搭設在系梁的頂部。

3.2 吊船準備

經研究相關吊機性能參數，確定拱肋吊裝時采用標載起重能力100噸浮吊配用56.8m起重臂單側吊裝，按鋼管節段最大重量中拱肋左-2、右-2節段重量為28噸考慮，吊機起重臂仰角520時工作半徑幅度為35m伸出船頭29.5m，船出水面高度46m，浮吊在一側移動即能滿足現場吊裝條件及鋼管拱重量要求。（見附圖）

3.3 鋼管拱的臨時固結措施

鋼管拱吊裝前后須采用一系列措施以保證其穩定性。

①吊裝到位后為了臨時固定，在拱腳及拱肋鋼管各自端頭周邊外側焊上臨時螺栓連接鋼板，在臨時連接后進行初焊，待全拱形成后再終焊，并除去連接鋼板和補焊處。

②風纜及地錨

風纜用在吊裝過程中調整和固定拱肋，風纜采用Φ13mm的鋼絲繩，用緊線葫蘆收緊。

每道鋼管拱肋共設4道橫向風纜，在橋兩岸分別對應布置纜風地錨，且纜風繩與拱肋交角為450左右為宜。錨錠采用混凝土地錨，將錨固定裝置埋在地面以下，利用混凝土自重、土側壓力和抗拔力來抵抗鋼絲繩的拉力（風纜拉力約1噸）。

3.4 所有焊縫要求進行100%超聲波探傷，所有對接焊縫除超聲波探傷外，尚須用射線抽探其數量的20%，確保鋼管拱肋的施工質量。經檢測上述焊縫均滿足規范及設計要求。