單肋鋼管拱橋施工質量控制要點探究

何貴德

(四川路橋華東建設有限責任公司 610299)

在工程技術進步的推動下，一些造形美觀、經濟科學的鋼管混凝土拱橋在交通及市政工程中得到了應用，成為橋梁建設的新寵。上承式單肋鋼管拱橋不僅構造十分簡單、布置起來較容易，而且橋面系橫向穩定性、整體性及抗震性均較好。不過，該類拱橋施工工序較多，技術含量較高，工藝十分嚴格，所以施工起來難度較大。而且該類型拱橋通常會有推力拱，對地基有著較高的要求，基于受地形地質條件的限制，所以上承式單肋鋼管拱橋在我國并不多見。位于寧淮高速公路南京段的孫家凹天橋，是一座結構新穎的單肋鋼管拱橋，也是我國第一座單肋鋼管拱橋。以孫家凹天橋為例，對單肋鋼管拱橋施工質量控制要點進行闡述。

1 工程概況

孫家凹分離立交橋屬鋼管混凝土拱橋，采用單肋鋼管拱，拱圈直徑為 1 000毫米, 鋼管壁厚為 22毫米，鋼管內填充 C50 混凝土以形成拱肋。全橋總長度為88米，寬共計9米，主跨共計60米。該橋拱軸線采用的是 m為2.814的懸鏈線，矢高 為8.038 5 米, 高跨比為1 /7.464?；诠澳_處應用較大需在拱圈上下緣位置分別焊接一塊槽鋼，以此作為加勁肋。連續結構為此橋的主要特征，橋面板采用的是預應力混凝土結構，橋臺采用的是肋式橋臺，拱座采用的是擴大基礎整體式現澆。采用 11片鋼質三角支架支撐于拱肋和橋面之間，與拱圈呈垂直狀， 接近跨中的 4 根三角支架受低高度、大鋼度的影響通常要采用鋼箱結構，而最外邊緣4根三角支架高度控制在4.577米 至 9.647 4 米范圍內，采用槽鋼作為支架活動橫梁。

2 施工前的質量控制

充分的做好施工技術準備是保障工程質量的關鍵，所以要重視施工前各項技術的準備工作。⑴建立健全的質量管理機構，明確技術負責人與場地規劃，認真校核檢測儀器并分析計算撓度理論值和測試結果。例如，孫家凹天橋就聘請了專業的監控單位進行施工質量控制。⑵完善相關質量保證體系，如核審保證體系、設計保證體系、焊接保證體系等，強化環節質量控制，不僅要做好自我檢查，還要相互監督。⑶施工前考核焊接技工技術，合格后方可上崗。⑷制訂科學合理的施工方案，施工工藝要嚴格，確保每道工序都能按照標準操作。⑸進行圖紙會審。施工前為了提高圖紙的科學性及可操作性，要組織相關專家、監理單位及施工單位進行圖紙會審，主要考查拱肋強度指標、應力指標及變形指標是否與標準相符，橋面系橫向穩定性、整體性及抗震性是否達到規范要求等。

3施工過程的質量控制

施工過程中若發現未按工藝要求施工的，不合格的工序，必須及時反饋給設計部門、監理部門及建設部門，進一步商討后進行工序改進，直至達到標準為止。

3.1 主拱圈的質量控制

3.1.1 主拱圈三角支架制作的質量控制:鋼管拱橋的功能及其使用壽命與鋼管拱的制作與現場安裝有著較大的關聯，甚至可以說起到了決定性作用。所以孫家凹天橋在選用制作產家時就專門選擇了資質高、能力強、經驗豐富的生產廠家來完成，并且還派專門的監理人員在現場監造。除此之外，為了避免廠家偷工減料，在鋼板、鋼材、焊接等材料上進行了嚴格的控制，廠家選用的材料必須提供產品合格證與材質試驗報告，并與設計要求相符，卷管過程中要進行開坡口、除銹清邊等處理，以保證質量。

其次，進行嚴格的焊接檢查。確保焊接人員技術過關后，還要加強焊接檢查與補焊控制。先要進行疲勞強度、抗彎、抗壓、抗剪等強度檢查，確保試驗結果在母材強度標準以上;再對鋼管進行失圓度及彎曲度檢查，失圓度小于或等于3d/1 000，彎曲度小于或等于d/1 000。最后，仔細檢查焊縫外觀，觀察是否存在焊瘤裂縫、咬邊、氣孔 、夾渣等缺隙 ，若存在缺隙要及時進行補焊。另外，采用超聲波探傷和射線探傷的方式進行焊縫和角焊縫內部檢驗，對于不合格的焊縫必須返修，但同一位置返修次數最多2次，以保證焊縫質量。

3.1.2 主拱圈安裝的質量控制:孫家凹天橋的安裝采用的是滿堂支架配合吊機從拱腳開始并向上逐段進行，全橋臨時支墩共計六個，拱腳處兩個臨時支墩布置在擴大基礎上,其它的都布置在九五區路基頂。拼裝拱腳時，兩臺吊車分別吊上下兩吊點, 提升至超出混凝土平面的位置, 然后緩慢移至基礎上方將拱腳底板套入預埋螺栓并與拱腳連接。值得注意的是此操作過程中要用膠布包好螺儀處以免拉傷，坐標確定后，為了避免拱腳位移，要將自由端裝焊限位裝置連接于合攏支架處, 然后用測扭距扳手擰緊螺帽，先初擰 ，再復擰，最后終擰，使每只螺栓的預拉力控制在225 kN左右。根據此操作步驟繼續安裝其它階段的拱肋, 確保三角架穩固未偏移后，方可進行焊接操作。

3.2 預壓控制與支架驗算

3.2.1 支架驗算。支架安裝前為了保證其安全性與穩定性，首先應進行受力驗算；其次，進行支架穩定驗算 ；再次，進行地基承載力驗算；最后，進行12#工字鋼驗算 。3.2.2支架預壓。支架安裝前需先預壓, 孫家凹天橋采用水箱進行等載預壓。首先明確各階段承受支架的重量, 然后計算出彈性變形, 并采用安裝標高等于設計標高加預拱度加彈性變形的公式，將安裝標高計算出來。

3.3 主拱圈混凝土質量控制

⑴施工前對混凝土進行落度損失、初凝和終凝等試驗，以確保選擇的混凝土具有微膨脹性，且和易性及早期強度較好，能滿足設計要求。⑵堅持連續泵送混凝土原則，供應不足時先將泵送速度降低，每 5分鐘開一次泵，以避免堵管或離析，同時為了控制混凝土的上升高度，最好定時敲擊拱圈,并調整好泵送速度。⑶為了避免壓注不暢，要在混凝土入口處設計壓注口和備用泵壓口。⑷灌注時要留意氣溫，若鋼管溫度在 60 ℃以上、環境氣溫在40 ℃以上，要采取相關措施來將溫度降低，低溫灌注較佳。⑸輸注混凝土前要先用清水洗一遍鋼管，以免管內有銹蝕物或油污而影響穩固性。⑹采用敲擊、超聲波等檢查來檢驗混凝土是否灌注密實、飽滿，以確保鋼管拱肋混凝土澆筑質量以設計標準相符。

3.4 橋面板施工的質量控制

將拱肋預拱度作為主梁現澆三角架頂預拱度,處理好地基，預壓好滿堂支架,以確定立模標高。同時，監理單位要審核滿堂支架的相關性能，檢查鋼筋、鋼絞線坐標位置。澆筑混凝土時采用對稱施工方式，采用兩端張拉的方法進行主梁預應力張拉，并進行雙控, 主要在于應力控制，且為了保證壓漿質量，最好在孔道曲線頂部設計一個壓漿出口, 待橋面板預應力鋼束張拉結束十五天后方可進行支架拆除。

4 施工質量控制重點與難點

⑴監測三維坐標, 尤其要確保拱肋軸線坐標的準確性，同時測量工程師要測量好施工各環節指標，并確保各指標值在允許范圍內。⑵不僅要保證拱肋及拱腳的穩定，而且不穩定時要有應對措施及時處理，如采用鋼管板固定拱腳，采用限位馬防止拱肋位移；做好地基處理及預壓兩個關鍵工作；拱肋進行混凝土壓注時，除了確?；炷僚浔群侠?、不離析、和易性好之外，還要保證混凝土能連續供應, 而且要對稱澆筑混凝土，以確保拱肋不變形。⑶橋面板的澆筑工序、張拉工序及支架拆除等工作均要采用對稱施工方式進行，而張拉壓漿需嚴格按照設計圖紙及施工規范操作，以保證壓漿質量。