钢管拱桥施工方案

目 录

概况 ………………………………………1

钢管拱的制作 ………………………………………1

支架方案下部结构调整 ………………………………………3

系梁施工 ………………………………………4

横梁施工 ………………………………………5

钢管拱吊装 ………………………………………6

钢管砼的浇筑 … ……………………………………9

安全措施 ………………………………………11

附页 ………………………………………14

主桥钢管拱施工方案

一、概况

主桥为系杆拱，系杆拱肋为二次抛物线，抛物线方程为y=0.8x-0.01x2,拱肋标准跨径为81.7m（包括两端各4cm预留伸缩缝宽度），计算跨径为80.0m，计算矢高为16.0m，矢跨比为1/5。由于本桥位于R=2000m的竖曲线上，下弦杆做成相应曲线主线支座中心线两侧各80cm范围内下线杆底面做成水平。

设计拱肋顶标高24.755m,设计每根钢管拱分五节安装,分节安装长度分别为1.5m(端节)+ 15.00m+14.328 m(水平长度边节)+15.00m+14.328m(水平长度边节)+15.00m +1.5 m(端节).钢管拱肋安装是本桥工程的关键部位,我公司领导非常重视,收集了有关资料,结合本桥的自然环境,对汽吊、门架安装、船吊几个方案的安全、质量、成本、进度进行了综合分析，认为采用汽吊、门架吊、船吊三种综合吊装的方案切实、可行，特制定本方案，经各位专家讨论确定后，将制定更为详细、完备的细节方案。

二、钢管拱的制作：

（1）钢管砼拱桥所用钢管采用卷制焊接管，由钢板卷管成形。卷制钢管在具有资质的工厂进行。钢板卷制前，根据设计要求将板端开好坡口，将钢板送入卷板机卷成址筒体，卷管方向与钢板压延方向一致。轧制的管筒失圆度和对口错边偏差均应满足相关施工规范要求，将卷成的钢管纵向缝焊接成直管，对焊成的直钢管进行检查和校正，以确保组装的精度。

（2）钢管拱肋加工的分段长度根据材料、工艺、运输、吊装等因素确定，在加工制作前，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。加工前按半跨拱肋进行1：1精确放样，并考虑温度和焊接变形的影响，精确确定合龙节段的尺寸，直接取样下料和加工。

（3）钢管对接端应校圆，失圆度不宜大于钢管外径的0.003倍，钢管的对接环焊缝采用有衬管的单面坡口焊和无衬管的双面熔透焊。两条对接环焊缝的间距符合设计和规范要求。同时为减少运输及安装过程中对口处的失圆变形，在该处加设内支撑。

（4）拱肋节段焊接与母材等强度焊接。所有焊缝按规定进行强度和外观检查，主拱的焊缝达到二级焊缝标准。并对接焊缝100%进行超声波探伤和X光拍片检查，其质量检查标准按公路桥涵施工技术规范的有关规定执行，并对拱肋的平面内和平面外的安装偏差进行检查校正。

（5）在钢管拱肋加工过程中，注意设置砼压注孔、防倒流截止阀、排气孔及扣点、吊点节点板，对拱肋安装用的吊扣点位置进行布置，并在吊扣点位置增设加设板，以防圆管受荷时变形，对各段端接头进行必要的加劲，以防止吊装时拱肋端头碰撞形成局部变形，拱肋节段采用法兰盘连接，为保证螺栓连接的精度，采用3段啮合制孔工艺，对压注砼过程中易产生局部变形的结构部位设置内拉杆。

（6）钢管拱肋节段形成后，钢管外露面按设计要求做长效防护处理，按一级表面清理，其喷涂方式、工艺及厚度满足设计要求。

三、支架方案下部结构调整

根据11月14日在国际大酒店的专家会议的精神和建议，本项目部对支架方案进行下部构造的适当调整加固，以满足施工中的各项要求。

1、原有的支架砼灌注桩由1.0m直径改为1.2m直径，且钻至回旋钻机钻不下为止。

2、原有的纵向边拱贝雷由二片改为四片，中拱的纵向贝雷由二片改为六片，而中间的均布纵向贝雷由单片改为两片或三片一联，再用槽钢横向联结。主墩处与原灌注桩外边三米处平行打入80cm的钢管桩（边拱两根、中拱三根），而后用纵向、横向贝雷连接作为支架

承台。

3. 主跨通航孔支架砼灌注桩之间增打一根80cm直径的钢管桩，桩与桩之间横向贝雷连接改为3桩盖梁连接。

四、系梁施工

系梁施工的顺序如简图主墩，支架分为5孔

A″ B″ C″ D″ E″ A B′ C′ D′ E′

A段 B段 C段 D段 E段 主墩 4#墩 支-1#墩 支-2#墩 支-3#墩 支-4#墩 5#墩

其中4#墩与支架1#墩之间为一段如下简称A段，支架1#墩与2#墩之间为一段以下简称B段，以此编号支架2#墩与3#墩之间称为C段，支架3#墩与4#墩之间称为D段，支架4#墩与主墩5#墩之间称为E段。

考虑的系梁施工中支架的分段及整体变形，尽可能地利用支架桩、主墩桩的简支效果以减少变形，确定施工总体顺序，为每个系梁分5段三次浇筑。

1、首先进行A段、E段预压，卸载后对B段D段进行半载预压而A、E段分别进行浇筑。

2、B段、D段预压结束后，同时进行浇筑。

3、对C段进行预压，卸载后两边系梁的同时对称浇筑，即C段、C″同时进行。

注：各段之间分别设置湿接头，各段完成后进行浇筑。

系梁浇筑

1、先进行预压A段的支架顶部利用砂包进行预压，预压重量包括系梁钢筋、砼及施工荷载。

砼 端部：（1.8×2.3×4.85）=20.08m3

（1.8×2.3+2）/2×1.46=4.48m3

钢筋及网片：3T

模板及其它荷载：5T

合计预压荷载（1938+4.48+20.08）×2.4+3T+5T=113T

正式预压重量为135T，预压时间满足设计要求。用支架充分变形，预压过程中及时、认真地做好观察、测量和详细纪录工作，预压后对测量资料进行认真整理和分析、计算出砼浇筑所需的施工预度，并按此控制系梁底标高。

2、卸载

在预压时间满足设计要求后开始卸载，在卸载的过程中对支-1#墩与支-2#墩段系梁支架进行预压，预压重量为正式预压重量的一半，即 砼：14×2×2.4=67.2T

钢筋：1.5T

模板及其它荷载：5T

合计为：73.7T

预压重量为45T，在预压过程中，认真做好观测及记录，以确定相邻两孔的预压对支架整体变形的影响，作出适当调整。

3、砼浇筑

准备工作完成后，即可浇筑砼，采用拌和楼拌制砼，砼输送车运输，砼泵送车泵送入摸，砼内部采用振捣捧捣固，表面采用砼振动机振捣、拉平，泵送采用泵送车选择和易性较好的砼，以保证砼的强度和质量，砼浇筑前先预埋好各种预埋件。

每次浇筑完成后注意现场，清理现场，加强养生工作，经常保持砼表面湿润，以确保质量。

按照施工总体顺序，在A段、E段完成砼强度达到70%以上，对B段、D段进行全荷载预压，根据以上介绍的顺序进行，而后进行卸载砼浇筑，同理对A″、E″、B″、D″段完成系梁浇筑，在以上各段系施工完成后对C段、C″段进行预压，预压完成后同时进行浇筑。

中系梁在边系梁完成后进行，施工顺序为先进行A′段、E′段施工，再同时进行B′、D′段施工，而后进行C′段施工。

在各分段系梁全完成后，对各段之间的湿接头进行立模、浇筑。 张拉在湿接头完成强度达到90%，养生龄期7天以上后，对系梁进行首次张拉，张拉钢绞线孔道、强度根据设计要求进行。

五、横梁施工

在系梁砼浇筑施工完成后，先行根据设计要求进行张拉完成，立即进行横梁施工。

横梁施工段总体顺序：

1、由两端向中间对称进行；

2、分四个组、16幅模板同时进行；

3、由端头向中间每浇筑一个空开一个浇筑，即间隔进行；

4、横梁浇筑全桥间隔进行完成一半后进行钢管拱吊装，而后在吊装间隙，余下一半对称进行浇筑。

六、钢管拱吊装

在系梁施工完成、横梁施工完成一半后进行钢管拱吊装。

本桥钢管拱的施工为桥梁施工的关键所在，每个钢管拱分为5段 15m 14.3m 15m 14.3m 15m

A B C D E

分别如图所示：A段、B段、C段、D段、E段，其中分段吊装支架塔的分别为支架桩简支点所在位置以减少对支架整体的浇度、变形的影响，提高上部贝雷架的稳定性。

拱肋吊装的总体安排

西半幢拱助支架设——利用侧横梁作为拼装场地焊接钢筋拱采用门架的方法将中助架所在支架上焊接成型，利用西侧老桥作为拼装场地，采用50浮吊将西侧安装在支架上焊接成型——安装风撑。架设东侧拱助支架采用2台50T汽吊安装东侧拱助焊接成型——安装风

撑。

支架搭建的顺序

1、利用木头扒杆及人力将左幅支架上的贝雷架塔支1#墩、支2#墩、3#墩、4#墩的1#、2#塔立起，并横向纵向联结成为一个整体。

2、将A段钢管拱拼装立起平移至中度梁上后再搭建支架1#墩的3#塔、4#塔并联成一个整体，同理将E段钢管拱平移就住后再搭建4#墩的3#、4#塔并联成一个整体。

3、将B段钢管拼装平移至中系梁上后再搭建支2#墩、3#、4#塔并联成一个整体，同理D段钢管拱就往后再搭建支3#墩的3#、4#塔，至此所有相邻塔之间横向纵向均以联结整体稳定性较好。

门架的搭设

在支架桩的对应上部架设贝雷架塔，利用木头扒杆起吊，施工搭设架子。门架的塔位置如图所示：

首先A段进行吊装（中拱）

利用两侧横梁作为拼装场地，焊接钢管拱为整段，端部使用较低的贝雷支架的辘轱，另一端利用支-1#墩的2#、3#贝雷架起吊立起，

起吊的过程中利用风撑支架持水平向稳定，起吊至上端离设计标高5cm处，先将下端头套入，而后调整此端吊索，吊至设计标高后利用上端贝雷架固定。

1、 同时在钢管拱下端利用横向贝雷两片焊接固定，从而确保该端头的位置，固定准确是不会产生移动，两端固定后利用风撑对该段拱进行加固。贝雷固定端头如图一所示：

完成A段的吊装后再进行B段吊装，B段以西侧横梁为场地利用贝雷等作为平台拼装焊接成为整段立起，利用枕木、钢轨平移至支1#墩、2#、3#塔中间，其时支2#墩的2#塔已完成，而3#塔未搭，待钢管拱移入后再搭建23支2#墩的3#、4#塔，利用卷扬机把B段吊起，将B段下端头与A段上端头套上，然后利用卷扬机将B段上端头吊至设计标高，从而利用横向贝雷架固定后下方再使用两片贝雷架固定。两端固定完毕后，利用数个风撑将该段钢管拱固定。

同理，将D段、E段钢管拱吊装就位。

C段钢管拱吊装时，支2#墩、3#墩的2#、3#塔场已加高且两塔之间的间距不小于18米，而C段水平长为15m，因而立起平移至2#墩、3#墩之间后，利用该两个墩的卷扬机吊起C段，先将南端吊起高于设计标高，而后将北端端头与B段上端头套入，而后放下南端头降至设计标高套入D段上端头焊接固定。再用风撑将C段加固从

而完成中间主拱的吊装工作。

东侧边拱的吊装

1、 根据设计要求分五段，水平长度与主拱相同，利用两台停

在东边老桥上的两台50T起吊，将A段两端吊起就位。下

端与原已到位的套头固定就位上端利用支-1#墩1#塔向外

悬臂两片横向贝雷固定，利用风撑加固，贝雷固定端头如

图二所示：

而后再用汽吊将B段吊起B段下端与A端上端套入固定，上端头利用支2#墩的1#塔的两片横向悬臂贝雷固定。

同理吊装D段、E段。

在A、B、D、E段均以就位固定后，利用25T吊车吊装C段，与门架吊装相同，先将南端吊起高于设计标高5cm北端与B段上端头套牢固定，而后降低南端至设计标高套入D段上端头固定再焊接，利用风撑加固，从而完成东侧边拱的安装。

西侧边拱的吊装

1、吊装顺序同东侧边拱吊装一致；

2、起吊设备由汽吊改为50T浮吊。

七、钢管砼的浇筑：

1、为保证砼泵送工艺的顺利进行，对于大跨径钢管砼拱桥，按

实际泵送距离和高度进行模拟砼压注试验。

2、钢管砼的泵送顺序按设计要求进行。

3、钢管砼应具有低泡、大流动性、收缩补偿、延后初凝和早强的工程性能。

4、钢管砼压注前清洗管内污物，润湿管壁，泵入适量水泥浆后再压注砼，管内砼采用高压泵送顶升压注施工，连续进行浇筑，由两拱脚至拱顶对称均衡地一次压注完成，泵送顶升浇灌法是在钢管拱肋拱脚的位置安装一个带闸门的进料支管，直接与泵车的输送管相连，由泵车将混凝土连续不断地自下而上灌入钢管拱肋。灌注砼的配合比除满足设计要求强度外，注意砼坍落度的选择，对于粗骨料可采用0.5～3cm，水灰比不大于0.45，坍落度不小于15cm，为满足坍落度的要求，掺入适量的减水剂，为减少收缩量，掺入适量的砼微膨胀剂。除拱顶外不在其余部位设置横隔。直至钢管顶端排气孔排出合格的砼时停止，完成后关闭设于压注口的倒流截止阀，管内砼的压注连续进行，中途不中断。

5、钢管砼的质量检测办法以超声波检测为主，人工敲击为辅。判断钢管内砼是否灌满，砼收缩后是否形成空隙，可采用小铁锤敲击钢管拱肋的方法，当小铁锤敲击发出的声音有空隙时，采用钻孔检查，也可用超声波进行检查，对有空隙的部位进行钻孔压浆补强。

吊杆安装：

吊杆为高强钢丝成品索，矢跨比为1/5。吊杆采用BTLZM7-85及BTLZM7-73锚具。在安装吊杆前应先测量拱肋的锚垫板顶面至系杆锚垫板底面之间的距离，以确定吊杆的下料长度，锚垫板应确保与吊杆垂直。吊杆安装、张拉均以跨中为中心，左、右侧对称进行；钢管拱内砼达到一定强度后，吊杆分批张拉，并对各吊杆的索力进行检测并按设计要求进行调整。

拆除支架

钢管拱架设完成并张拉后，拆除支架，再对系梁的剩余预应力进行张拉。然后进行护栏施工和桥面铺装，并安装伸缩缝。至此九九桥主跨钢管砼系杆拱施工完成。（见图三）

在主跨施工过程中，须注意预应力张拉要点

1、主桥的系杆、横梁和吊杆均需张拉预应力束。

2、系杆在混凝土达到90%后进行方可进行张拉，预应力张拉须对称、平衡。

3、预应力钢束采用千斤顶油压表标示张拉力和延伸量值双控施工。延伸量控制值根据施工时钢绞线张拉长度计算，报监理工程师审批后方可进行张拉。延伸量值测定时应注意扣除全部因非弹性变形引起的伸长量值。钢束张拉完毕后，多余部分钢束采用砂轮割断，但不得振动锚具。

4、钢束张拉完成后应在24小时内对管道进行压浆及封锚处理。

八、安全措施

由于该新建桥梁主跨底标高8.2M比96年建成的砼系杆拱的梁底（9.5M）低1.3米，加上贝雷架一层的高度（1.5米）以及加固构件，通航高度将比原96老桥下降3.1米以上。从新桥建设观测至今，发现该航道通航十分繁忙，目前时不时有上百吨甚至几百吨的船经过。特别是自东向西往往是空船，吃水浅、通航净高要求高。因而自从讨论确认支架方案以来，公司领导、项目部内部一直对安全问题作为重中之重来研究，进行细致深入地调查、讨论。决定采取以下安全措施：

首先，沿主跨通航孔东西方向顺延老桥外延100米处设置明显的航行标志，包括注明的净宽、净高（使用反光标志，利于夜间通行）设置闪烁警示灯，使来往船只在足够远的距离减速缓行，确保安全。

其次，请港航部门协助配合，支架通航孔两端采用24小时值班，控制来往船只单向通行，从而确保船只能在主跨通行孔中顺利通航。

第三，在主跨通行孔所对应东西两侧老桥孔外延五十米处开始打入80CM钢管桩，每隔10M处1根，两边呈喇叭形分布作为引导桩，同相邻钢管桩均以槽钢相连，以利于船只通航过程中，即使有小的擦碰仍能顺利通过主跨通行孔，且在引导桩首尾段设置一大型龙门架，架顶梁的底标高与主跨支架的底标高一致。若通航船只经过时高度高于该龙门架（用木头搭制，若发生碰撞损毁可快速恢复）则必须减速停船。

在东西两侧老桥通航孔处下吊水平槽钢与老桥盖梁立柱相连，槽钢标高与主跨通行孔支架底标高，引导桩龙门架底标高一致，万一在龙门架处减速后仍没能停止前进，则碰上该水平槽钢。最大限度地保

护船只直接撞击主跨支架。

第四、在引导桩首尾处设置3m×3m的木头方阵布置如图四：

采用6米长的木桩间隔50cm打入河底，组成3m×3m的木头方阵，方阵内木头相互联接，且阵内填入泥土及块石至水面，每端左右两处各设一个方阵，共四个方阵，可有效抵挡未能正确航行的船只的撞击，防止对主跨支架的冲撞。

第五、在主跨通航孔支架桩外1m处，横向间隔8m打入四个钢管防撞桩且相互联结，从而防止通航船只对主跨支架桩的擦撞，保证支架的安全性、稳定性。

第六、支架方案所提供的净宽净高及安全措施上报航管部门批准，发布通航公告，要求业主协调，航管部门大力配合，从而确保施工过程中杜绝大的碰撞事件，尽量减少、避免小的碰撞事故。在支架上部结构搭建之前进行一段时间试通航，让来往船只有段时间适应过程，而后项目部对其安全性进行详细评估，改进和改善各项施工方案、安全措施。

钢管拱施工计划

钢管桩

2004年12月10日—2004年1月31日完成（包括支架、钻孔桩）、

2005年2月1日—2005年2月28日完成贝雷支架、 2005年3月1日—2005年3月20日完成堆载预压。

系梁

2005年3月21日—2005年6月10日完成。

横梁

2005年6月11日—2005年7月20日完成。

钢管拱

2005年7月21日—2005年8月31日完成。

桥面铺装

2005年9月1日--2005年9月30日完成。