13.2.3 钢管混凝土拱桥施工

13.2.3 钢管混凝土拱桥施工

1.钢管拱肋(桁架)加工

1)材料要求

(1)钢管混凝土拱桥所用钢管直径超过500 mm时应采用卷制焊接管,其径厚比宜大于30,卷制钢管宜在工厂进行,优先选用符合国家标准系列的成品焊接管。钢管混凝土拱圈用φ600以下小直径钢管,可直接采用无缝钢管或焊缝钢管;大直径钢管宜在工厂用钢板卷焊螺旋焊管和直缝焊管;钢管卷制、焊接应符合国家标准,焊缝质量应不低于Ⅱ级;钢管对接时竖向焊缝错位应不小于300 mm。

(2)成品管及制管用的钢材和焊接材料应符合设计要求和国家现行标准的规定,具备完整的产品合格证明。当成品管有材料代替时,应提供充分的材料力学特性和工艺性能依据。

(3)钢管中浇灌混凝土强度等级宜选用C30~C50;直径大于500 mm的管内混凝土宜用补偿收缩混凝土或微膨胀混凝土。

2)钢管拱肋加工要求

(1)钢管拱肋(桁架)加工的分段长度应根据材料、工艺、运输、吊装等因素确定。在加工制作前,应根据设计图的要求绘制施工详图,包括零件图、单元构件图、节段单元图及组焊、拼装工艺流程图等,按钢管的根数及布置形式,钢管混凝土拱肋横截面形式通常分为单肢型、双肢哑铃型、四肢矩形格构型、三角形格构型和集束型等。

(2)钢管拱肋加工前应按设计图及施工结构设计放样,样台长度应大于1/2跨径,放样时应同时计入预拱度,并考虑焊接变形影响。在大样图中要标出分段尺寸、混凝土压注孔、截流阀、排气孔位置尺寸等,加工时直接套样板下料。

(3)拱肋分段长度应依吊装方法、起重设备、运输条件等因素在施工结构设计中确定,运输有困难时可在现场二次组拼,现场拼装时应设拼装台座,台座上精确放线并设置限位装置。

(4)钢管对接端头应校圆,失圆度不得大于外径的3‰;主拱焊缝应达到Ⅱ级标准,对接焊缝100%进行超声波探伤。两条对接环焊缝的间距应符合设计要求,设计无规定时,直缝焊接管不小于管的直径,螺旋焊接管不小于3 m。对接径向偏差不得超过壁厚的20%。为减少运输及安装过程中对口处的失圆变形,应适当在该处加设内支撑。

(5)桁架式钢管拱主管与腹管采用相贯焊接时,宜采用自动或半自动的加工方式来保证相贯线和坡口的制作精度,在满足焊接接头强度的原则下,选择的对焊接材料和工艺应尽量提高接头的韧性指标。

(6)在钢管拱肋(桁架)加工过程中,应注意设置混凝土压注孔、防倒流截止阀、排气口及扣点、吊点节点板。

(7)钢管拱肋(桁架)节段形成后,钢管外露面应按设计要求做长效防护处理,宜采用热喷涂防护,其喷涂方式、工艺和厚度应符合设计要求。

2.钢管拱肋(桁架)安装

(1)钢管拱肋吊装可采用少支架或无支架法施工。

(2)钢管拱肋分段吊装过程中应同时安装横向联系或采取临时横向稳定措施。

(3)钢管拱肋分段接头施焊,应对称进行,施焊前应用定位板控制焊缝间距,不得采用堆焊。

(4)钢管拱肋安装成拱后,应调整各段接头高程及拱轴线符合施工结构设计。

(5)钢管拱肋的横向稳定系数大于4时可单肋合龙,拱肋合龙温度应符合设计要求,若设计未做规定,应在气温接近年平均温度时合龙。

3.钢管混凝土浇筑

(1)管内混凝土应采用泵送顶升压注施工,由两拱脚至拱顶对称均衡一次压注完成,除拱顶外,不宜在其余部位设置横隔板。

(2)钢管混凝土应具有低泡、大流动性、微膨胀、延后初凝和早期强度高的工程性能。

(3)钢管混凝土压注前应清洗管内污物,润湿管壁,泵入适量水泥浆后再压注混凝土,直至钢管顶端排气孔排出合格的混凝土时停止。完成后应关闭设于压注口的倒流截止阀。管内混凝土的压注应连续进行,不得中断。

(4)大跨径拱肋钢管混凝土浇筑应根据设计加载程序,宜分环、分段并隔仓由拱脚向拱顶对称均衡压注,浇筑过程要严格监控拱肋变位,不得超过设计规定。

(5)拱肋钢管混凝土浇筑采用抛落浇筑时,管径很小时可采用外部附着式振捣,管径大于350 mm则宜采用内部插入式振捣。

(6)钢管混凝土拌和时宜掺入性能适宜的减水剂或使用微膨胀水泥拌制。

(7)钢管混凝土的质量检测方法应以超声波检测为主。

(8)为保证混凝土泵送工艺的顺利进行,对大跨径钢管混凝土拱桥,需按实际泵送距离和高度进行模拟混凝土压注试验。

(9)钢管混凝土的泵送顺序应按设计要求进行,宜采用先钢管后腹箱的程序。