立交橋鋼管混凝土立柱施工技術要點分析

李 潔

河南省第一建筑工程集團有限責任公司（450014）

立交橋鋼管混凝土立柱施工技術要點分析

李 潔

河南省第一建筑工程集團有限責任公司（450014）

介紹了立交橋工程鋼管混凝土立柱施工技術,對工藝流程、施工工藝要點、機具與設備、質量控制、安全和環保措施進行了介紹，可以作為同類工程的參考。

立交橋；鋼管混凝土；立柱；工藝流程；施工工藝要點；機具與設備；質量控制；安全和環保措施

0 概述

鋼管混凝土立柱能適應大跨、高聳、重載等條件，符合現代施工技術的工業化要求，廣泛地應用于立交橋等大跨度拱橋和空間結構。立交橋工程鋼管混凝土立柱施工技術針對高空鋼管混凝土立柱的加工、定位、安裝方式及流程進行了優化。自密實混凝土采用立式高位拋落免振搗法，大大縮短了鋼管立柱安裝、混凝土澆搗等過程的時間。柱底定位環及限位板技術，可使操作更方便，安裝更精準快捷，施工質量更可靠。

1 施工工藝流程及操作要點

1.1 工藝流程

1.1.1 鋼管立柱制作工藝流程

計算機輔助下料、調直→定型切割→鋼管卷制焊接→校正→剪力環、內襯管等構件組裝→完工報驗→噴砂打磨、防腐處理、標志→檢驗合格出廠。

1.1.2 鋼管立柱安裝工藝流程

拱肋安裝完成后測量立柱位置與標高→將運至現場的立柱組拼成整體→根據立柱底標高截好立柱長度→安裝立柱排架→檢查立柱軸線、垂直度、標高→焊接→檢查、驗收→混凝土澆筑。

1.2 操作要點

1.2.1 鋼管立柱制作要點

1）計算機輔助下料、調直。應根據工藝要求預留制作和安裝的焊接收縮量,以及制作時切割、刨邊和坡口等加工余量。

2）定型切割。鋼材切割面或剪切面應無裂紋、夾渣、分層和大于1 mm的缺棱。氣割前應對切割區域表面除銹，氣割后應清除熔渣和飛濺物。用自動切割機下料切割，切割后均需清除毛刺。

3）鋼管卷制焊接。卷管方向應與鋼板壓延方向一致。在卷板過程中，應注意保證管端平面與管軸線垂直。卷壓鋼板時，應及時調整上滾間隙，減少鋼板變形誤差。鋼管卷制后應在管端打上十字軸線并作標志。由于板材尺寸限制，有時需要進行鋼板對接，對接應在托架上操作。對接時應嚴格保持焊后鋼板平直。焊接時，除控制幾何尺寸外，還應控制焊接變形，焊接宜采用分段反向順序，分段焊接應保證對稱，預留對接間隙，以抵消收縮變形。

4）校正。切割后出現變形的部位，要矯正其平直度。矯正后的鋼板表面，不應有明顯的凹面或損傷，劃痕深度不得大于0.5 mm，且不應大于該鋼板厚度負允許偏差的1/2。鋼管焊接成型后，為消除焊接變形，應采用機械矯正，直至達到尺寸精度要求。

5）剪力環、內襯管等構件組裝。所有焊接面須按要求打磨,打磨范圍要求：焊縫邊緣每邊30～50 mm,并不得有大于1 mm的局部缺口，檢驗合格后組裝焊接。

1.2.2 鋼管立柱的現場安裝要點

1.2.2.1 測量鋼管立柱軸線尺寸與標高

在立柱底座上確定立柱鋼管的中心點和立柱鋼管的外邊線，焊接定位板及底座內支撐。

1.2.2.2 定位

用纜索吊裝設備，將立柱排架吊運至安裝部位上，并緊靠已焊接的定位板，對軸線、標高及垂直度進行調整后，焊接定位板固定立柱。

1.2.2.3 鋼管立柱軸線、垂直度、標高校正

垂直度控制用2臺全站儀在相互垂直的兩個方向觀測。為方便觀測，先行在立柱排架鋼管上沿立柱軸線彈出一條直線。觀測時，全站儀對準立柱軸線，十字豎絲對準柱底處直線點，觀測者由柱底從下向上觀測柱身直線。同時，指揮安裝人員調整頂拉桿，直至觀測直線與全站儀豎絲重合。

1.2.2.4 焊接及檢驗

1）施工現場對接焊采用人工焊，接口焊縫為全熔透一級焊縫，分次焊滿，以減少焊接變形。

2）鋼管立柱焊接前焊條需烘焙，并保溫2 h后方可使用。焊接時焊條應放在電熱保溫筒內，隨用隨取。

3）鋼管立柱安裝完畢后，應對柱身垂直度進行復測，并做好記錄。若有偏差，可采用花籃螺絲與鋼絲繩進行校正，將鋼管立柱的垂直度偏差校正至允許范圍內。

4）用超聲波對焊縫內部質量進行100%檢查，若有缺陷，用氣弧刨將缺陷清理掉，然后對焊縫進行修補。外觀質量達到一級焊縫標準。

5）焊后打磨、校正及檢查：焊后，要將焊縫周圍的飛濺、焊疤等打磨干凈，采用超聲波對焊縫進行檢查。檢查立柱的垂直度，若有偏差，可采用花籃螺絲和鋼絲繩，將鋼柱的垂直度偏差校正至允許范圍內。

1.2.2.5 鋼管立柱頂臨時蓋板防護

鋼管立柱吊裝施焊后,在立柱頂加臨時蓋板，預防雨水及雜物進入。

1.2.2.6 檢查、驗收

鋼管立柱焊接完畢檢驗合格后，根據有關數據做好施工記錄,由項目部復檢交監理等單位，監理等單位驗收合格后進行下一道工序。

1.2.2.7 鋼管內自密實混凝土澆筑

將自密實混凝土從高處自由拋落到鋼管內，利用混凝土從高位落下時產生的動能達到振實混凝土的目的，從而加快鋼管混凝土的施工進度。此法的關鍵技術是混凝土的配合比設計，流動性、抗離析性、填充性等工作性能須滿足工程需要。混凝土澆至鋼管頂端，清除頂部浮漿之后，繼續澆筑混凝土至鋼管頂端并使其稍微溢出。在蓋梁吊裝前，將混凝土表面鑿毛，以便與新澆混凝土結合良好。

鋼管內混凝土的澆筑質量，可用敲擊鋼管的方法進行初步檢查，如有異常，則應用超聲波檢測。對不密實的部位，應采用鉆孔壓漿法進行補強，然后將鉆孔補焊封固。

2 主要機具設備

主要施工機具有纜索吊裝設備、電焊機、水準儀、全站儀、超聲波探傷儀、電動磨機、花籃螺絲、鋼絲繩、汽車吊等。

3 質量控制

1）鋼材的品種、規格、性能等應符合現行國家產品標準和設計要求。進口鋼材的質量應符合設計和合同規定標準的要求。按規定進行抽樣復檢的項目,其復驗結果應符合現行國家產品標準和設計要求。

2）焊接材料的品種、規格、性能等應符合現行國家產品標準和設計要求。重要鋼結構采用的焊接材料應進行抽樣復驗，復驗結果應符合現行國家產品標準和設計要求。

3）鋼管質量要求

切割：斷面無裂紋、夾層和超過規定的缺口，光潔度、不平度符合規定。

鉆孔：成形良好，孔邊無毛刺。

焊接：無致命缺陷和嚴重缺陷，焊渣、飛濺清除干凈，表面缺陷按規定處理。

外觀：構件無變形，構件表面無疤痕、油污和黏結泥沙。

4）質量控制措施

①提供合適的生產設備，提供適宜的生產工作環境，以確保施工質量。

②嚴格要求焊接工作人員持證上崗。

③由于測量受日照影響很大，所以要控制測量時間，宜在早晨或傍晚進行垂直度、軸線、標高的測量工作，以求準確。

④焊縫無損檢驗應根據設計要求及有關標準規定進行。無損檢驗不合格的焊縫，應按規定要求進行返修，返修后必須再進行無損檢驗。

⑤根據高空鋼管混凝土的特點，管內混凝土澆筑采用立式高位拋落免振搗法。混凝土澆筑過程中要注意保護好預埋件，若出現擾動預埋件的情況要及時采取糾偏措施。

4 安全措施

1）施工用電應由電工統一搭設，嚴禁亂拉設、拖地等，電焊作業時做好勞動保護措施，并備好滅火器材。

2）鋼管立柱施工位于高臨邊位置，其施工用工作吊籃應牢固、封閉，防止高處墜落。

3）在進行鋼管就位安裝以及混凝土澆筑時所搭設的臨時操作臺必須牢固可靠。

4）鋼管立柱排架在起吊時應選用適合的起吊鋼繩，綁扎須牢固可靠，防止脫落傷人。

5）氧氣瓶與乙炔瓶隔離存放，嚴格保證氧氣瓶不沾染油脂，乙炔發生器有防止回火的安全裝置。

6）現場吊裝統一指揮，包括構件綁扎和發出起吊信號。為確保設備及人員安全，要求起重人員嚴格執行“十不吊”制度。高空作業人員必須系好安全帶，做好高空防墜落措施。在鋼管吊裝期間，為防止人員、材料和工具墜落或飛出而造成安全事故，需鋪設安全網。

5 環保措施

1）成立相應的環保管理機構，在施工過程中嚴格遵守環境保護的法律、法規，加強環境、衛生、文明、安全的施工管理。

2）根據有關法律、法規、規章和施工方案，合理布置臨時施工場地，施工場地要整潔。廢水的排放、建筑垃圾等的堆放和丟棄，應按政府有關部門的規定進行管理。

3）嚴格執行《建筑施工場界噪聲限值》標準，施工中采用低噪聲的工序,噪聲較大的工序禁止夜晚作業。大量焊接所產生的光污染，應采取相應措施進行防護,發現超標及時進行整改。

6 效益分析

本方法在傳統施工工藝的基礎上，對鋼管立柱加工、定位、安裝的方式及流程進行了優化，大大縮短了鋼管立柱安裝、混凝土澆搗等過程的時間,節約了管理費、人工費、機械費等成本，經濟效益顯著。按本方法施工立交橋鋼管混凝土立柱，安裝精度控制穩定，混凝土澆筑速度快且可靠，為整個項目提前了工期，節約了社會資源，也利于環保。