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摘要:钢管混凝土系杆拱桥以其优美的造型,造价成本适中在我国工程建设领域中被广泛应用。它可以最大限度的降低桥面标高、缩短前桥长度,这为它的普及提供了很大的帮助。随着近年来我国公路建设领域的不断扩张,该技术已经越发走向了成熟。本文就试着对钢管混凝土系杆拱桥的施工技术进行探讨,供未来钢管混凝土系杆拱桥作业参考。
关键词:钢管;混凝土;系杆拱桥;施工技术
一、施工技术原理和应用现状分析
众所周知,钢管混凝土其实就是以钢管为载体,在其内部浇筑混凝土最后形成的物体。主要由两种材料构成,一种是钢管,一种是混凝土,并且二者相互的制约,也就是混凝土必须在钢管内部,钢管具有约束作用,让混凝土始终是在复杂应力狀态中,进而提升混凝土的强度,改善混凝土的韧性、塑性性能。此外,因为混凝土是非常容易变形的,进而让钢管处于复杂应力状态下。通过混凝土和钢管的组合,既发挥了钢管的优点,也发挥了混凝土的有点,让钢管混凝土产生了许多良好的力学性能。钢管混凝土大致有以下几个有点:(1)经济效益高;(2)施工简单;(3)韧性、塑性性能好;(4)承载力强。
当前,钢管混凝土的应用领域不断扩大,在公路、铁路等施工中得到了大量应用。特别是在2000年以后,我国的桥梁普遍采用钢管混凝土系杆拱桥,不管是工程难度还是工程质量、规模,都处于世界先进水平。
根据对许多工程建设资料的研究表明,在桥梁建设中使用钢管砼结构进行施工可以有效的减少材料的过度浪费,从而节约工程成本提高经济效益。并且其与混凝土柱相比可大大地节省施工工期,降低工程造价。
下面就主要对钢管混凝土系杆拱桥施工技术进行探讨,为未来同类工程的建设施工提供一些参考。
二、施工技术探讨
钢管混凝土拱桥结构性能优越、跨越能力大、结构体系灵活,既可做成有推力拱,也可做成无推力的系杆拱,并能较好地适应不同地质与地形,且外形优美。因施工方法的不同,桥梁各阶段内力变化情况亦不尽相同。在大桥建设过程中需根据工程实际情况采用适当的施工方法。
1.拱脚的加工及安装施工技术
拱脚由系杆约束位移,其承受力主要是拱肋的推力,该施工技术精度十分高,内部结构较多,施工较为困难。为了提高内部综合结构的受力,在设计拱脚时,可以将拱脚板分成多个隔仓,隔仓内的空间不宜过大,每一个隔仓都有许多的钢筋,在施工作业时,必须做好相关的组织工作,确定好施工顺序,保障拱脚治疗。在安装拱肋时,必将对安装好的拱脚产生水平力,为了不影响拱脚的位置,在施工过程中,必须采取相应的措施,固定好拱脚不受影响。临时定位型钢固定在墩顶污工种,在拱肋合拢后,必须立马将临时定位措施拆除。在拱脚的侧面板上焊接有吊耳,由长度相等的—副钢丝起吊,在拱脚的上部中心位置,设立倒链来调整拱脚的前后俯仰。由于拱脚的是一个庞大的固体,在进行吊装时,必须注意各方向的牵引。
2.钢管拱肋的加工施工技术
拱肋的加工步骤有以下三个:(1)上下管的拼组;(2)单管的拼组接长;(3)分单管的制作。根据拱肋的大体尺寸,准备好工作平台。在加工场地一比一预拼装平台,沿横向设两米的基线台,长度比拱肋长度的一半长五米,在确定好原点坐标后,根据施工拱轴线做五米宽的拱肋拼装平台。而要想保证拱肋完全平整,就构建拱肋拼接台时就必须保证平整度,其误差基本要为零。拱肋的接口必须全部采取坡口焊缝,而且必须达到相关的强度,主拱管的焊接强度必须在二级焊缝标准以上。
3.钢管拱肋的现场安装施工技术
第一步是测量好现场安装的位置。在确定拱肋的标高点时,必须满足在拱肋上下管的中线位置,经过测量上下管的中线标高,从而控制好拱肋的标高。如果要对拱肋的标高进行调整时,可以采取吊点前端所设置的倒链的千斤顶进行调整。一般来说,只有在调整量过多时,在使用倒链,而如果调整的精度要求较高时,就使用千斤顶。拱肋的横向位置也采取同样的方法进行控制,此外,还需要设计吊杆位置,并且吊杆的位置偏差不能过大,通常不能大于十毫米。如果需要调整肋横向位置时,有两种方式可以选择,一种是利用吊装设备的横向摆动,另一种是烘肋两侧的地锚来完成,为了预防拱肋出现变动,可以在拱肋的后端设置夹板,同时插入提前安装好的拱肋中去。当拱肋出现了松动时,通过调整夹板的厚度,可以转动拱肋,让拱肋恢复到原来的位置。
4.钢筋混凝土和拱脚的灌注施工技术
钢筋混凝土具有一个显著的特点,那就是模板就是钢管,与一般的模板相比,具有独特的封闭性和综合性,在浇筑时不会出现漏浆等情况。一般来说,如果钢管的内部没有钢筋骨架,也没有相关的穿心部件,同时又是圆形,在浇筑混凝土时,比常规的浇筑难度要小得多,非常适合用泵送顶升。但是,也存在着一些施工局限性,比如:无法直接观察到钢管的具体浇筑质量,要想观看钢管内的浇筑质量必须借助相关仪器才能完成。
在选择钢管混凝的施工方式时,大多以泵送顶升的施工方式,通过两拱脚到拱顶对称一次性压注成功。在浇筑工作开始后,必须连续进行,中间不得有停顿。除了拱顶以外,其余部位都最好不要设置横隔。钢管混凝土具有以下特点:(1)大流动性;(2)延后初凝和早强的工程性能。为了保障混凝土浇筑的顺利开展,对于较大的跨径钢管混凝土拱桥进行浇筑时,必须根据工程的实际情况,提前进行类似的浇筑实验。
5.纵梁、横梁、槽形板的安装施工技术
在系杆拱桥施工中,横梁、纵梁、槽形板的安装施工顺序是有严格要求的,必须遵循以下的安装施工顺序;(1)根据设计的先后顺序,对称吊装中横梁,每一个工况都必须进行相关的系杆张拉;(2)小纵梁的安装必须对称,同时进行系杆张拉;(3)槽形板的安装必须对称,同时进行系杆张拉;(4)在浇筑横梁接头时,为了避免浇筑后出现一定的缝隙,必须子啊接头所有的桥面负荷加载完成后,最后才能进行浇筑;(5)槽形板和桥面湿接头的浇筑。
每一个工况在施工时,都必须采用电算方法,对结构进行应力跟踪控制,以保障桥的最后线形,此外,内部的应力必须符合设计时的相关要求。拱脚和端横梁在浇筑混凝土时,必须同时进行,中横梁在桥下对位预制,可以实行跨墩龙门吊安装。究竟选择什么样的施工方法,主要还是结合各工程的实际情况来决定。
6.吊杆和系杆的施工技术
其施工流程是具有严格要求的。其中,整个张拉过程以YCW500 千斤顶进行。在进行张拉时,为了保证张拉力的均匀性,系杆张拉必须同时进行,并且将误差控制在一定的范围之内。在施工作业的过程中,还必须做好温度的监测,在张拉时,如果温度与设计时的温度有严重偏差时,必须进行温度修正。此外,在施工的过程中,还必须由专人监测好拱脚是否发生位移,如果发生了位移,应当立即通知。
三、总结
综上所述,我国钢管混凝土系杆拱桥的施工技术已经走在了世界的前列。在施工的过程中,相关的作业人员必须在每一个环节做好检测,时刻关注着可能发生的问题,同时总结在以往施工中出现的问题,不断的进行改进,进而有效提升工程质量。本文通过对拱脚的安装、加工等多种技术进行了探讨,分析出了这些环节中容易出现问题的地方,浅谈了一些钢管混凝土系杆拱桥的施工技术。如果在工程施工中做好每一个环节的施工技术应用,就能有效的保证钢管混凝土系杆拱桥的质量以及安全性。
参考文献:
[1]张兴春.钢管混凝土系杆拱桥施工关键技术及整体稳定性分析,[J].铁道建筑,2012,08.
[2]王治均,李年维等.钢管混凝土刚性系杆拱桥施工监控技术,[J].施工技术,2010,10.
[3] 邵旭东.桥梁工程.北京:人民交通出版社,[M].2004.
[4] 姚玲森.桥梁工程.北京:人民交通出版社,[M].1985.
[5] 蔡绍怀.论钢筋混凝土在拱桥工程中的应用.中国土木工程学会第五届年会暨第二次全国城市桥梁学术会议论文集.天津:天津大学出版社,[M].1999.
[6] 陈宝春.桥梁建设.钢管混凝土拱桥发展综述,[M].1997(2).
关键词:钢管;混凝土;系杆拱桥;施工技术
一、施工技术原理和应用现状分析
众所周知,钢管混凝土其实就是以钢管为载体,在其内部浇筑混凝土最后形成的物体。主要由两种材料构成,一种是钢管,一种是混凝土,并且二者相互的制约,也就是混凝土必须在钢管内部,钢管具有约束作用,让混凝土始终是在复杂应力狀态中,进而提升混凝土的强度,改善混凝土的韧性、塑性性能。此外,因为混凝土是非常容易变形的,进而让钢管处于复杂应力状态下。通过混凝土和钢管的组合,既发挥了钢管的优点,也发挥了混凝土的有点,让钢管混凝土产生了许多良好的力学性能。钢管混凝土大致有以下几个有点:(1)经济效益高;(2)施工简单;(3)韧性、塑性性能好;(4)承载力强。
当前,钢管混凝土的应用领域不断扩大,在公路、铁路等施工中得到了大量应用。特别是在2000年以后,我国的桥梁普遍采用钢管混凝土系杆拱桥,不管是工程难度还是工程质量、规模,都处于世界先进水平。
根据对许多工程建设资料的研究表明,在桥梁建设中使用钢管砼结构进行施工可以有效的减少材料的过度浪费,从而节约工程成本提高经济效益。并且其与混凝土柱相比可大大地节省施工工期,降低工程造价。
下面就主要对钢管混凝土系杆拱桥施工技术进行探讨,为未来同类工程的建设施工提供一些参考。
二、施工技术探讨
钢管混凝土拱桥结构性能优越、跨越能力大、结构体系灵活,既可做成有推力拱,也可做成无推力的系杆拱,并能较好地适应不同地质与地形,且外形优美。因施工方法的不同,桥梁各阶段内力变化情况亦不尽相同。在大桥建设过程中需根据工程实际情况采用适当的施工方法。
1.拱脚的加工及安装施工技术
拱脚由系杆约束位移,其承受力主要是拱肋的推力,该施工技术精度十分高,内部结构较多,施工较为困难。为了提高内部综合结构的受力,在设计拱脚时,可以将拱脚板分成多个隔仓,隔仓内的空间不宜过大,每一个隔仓都有许多的钢筋,在施工作业时,必须做好相关的组织工作,确定好施工顺序,保障拱脚治疗。在安装拱肋时,必将对安装好的拱脚产生水平力,为了不影响拱脚的位置,在施工过程中,必须采取相应的措施,固定好拱脚不受影响。临时定位型钢固定在墩顶污工种,在拱肋合拢后,必须立马将临时定位措施拆除。在拱脚的侧面板上焊接有吊耳,由长度相等的—副钢丝起吊,在拱脚的上部中心位置,设立倒链来调整拱脚的前后俯仰。由于拱脚的是一个庞大的固体,在进行吊装时,必须注意各方向的牵引。
2.钢管拱肋的加工施工技术
拱肋的加工步骤有以下三个:(1)上下管的拼组;(2)单管的拼组接长;(3)分单管的制作。根据拱肋的大体尺寸,准备好工作平台。在加工场地一比一预拼装平台,沿横向设两米的基线台,长度比拱肋长度的一半长五米,在确定好原点坐标后,根据施工拱轴线做五米宽的拱肋拼装平台。而要想保证拱肋完全平整,就构建拱肋拼接台时就必须保证平整度,其误差基本要为零。拱肋的接口必须全部采取坡口焊缝,而且必须达到相关的强度,主拱管的焊接强度必须在二级焊缝标准以上。
3.钢管拱肋的现场安装施工技术
第一步是测量好现场安装的位置。在确定拱肋的标高点时,必须满足在拱肋上下管的中线位置,经过测量上下管的中线标高,从而控制好拱肋的标高。如果要对拱肋的标高进行调整时,可以采取吊点前端所设置的倒链的千斤顶进行调整。一般来说,只有在调整量过多时,在使用倒链,而如果调整的精度要求较高时,就使用千斤顶。拱肋的横向位置也采取同样的方法进行控制,此外,还需要设计吊杆位置,并且吊杆的位置偏差不能过大,通常不能大于十毫米。如果需要调整肋横向位置时,有两种方式可以选择,一种是利用吊装设备的横向摆动,另一种是烘肋两侧的地锚来完成,为了预防拱肋出现变动,可以在拱肋的后端设置夹板,同时插入提前安装好的拱肋中去。当拱肋出现了松动时,通过调整夹板的厚度,可以转动拱肋,让拱肋恢复到原来的位置。
4.钢筋混凝土和拱脚的灌注施工技术
钢筋混凝土具有一个显著的特点,那就是模板就是钢管,与一般的模板相比,具有独特的封闭性和综合性,在浇筑时不会出现漏浆等情况。一般来说,如果钢管的内部没有钢筋骨架,也没有相关的穿心部件,同时又是圆形,在浇筑混凝土时,比常规的浇筑难度要小得多,非常适合用泵送顶升。但是,也存在着一些施工局限性,比如:无法直接观察到钢管的具体浇筑质量,要想观看钢管内的浇筑质量必须借助相关仪器才能完成。
在选择钢管混凝的施工方式时,大多以泵送顶升的施工方式,通过两拱脚到拱顶对称一次性压注成功。在浇筑工作开始后,必须连续进行,中间不得有停顿。除了拱顶以外,其余部位都最好不要设置横隔。钢管混凝土具有以下特点:(1)大流动性;(2)延后初凝和早强的工程性能。为了保障混凝土浇筑的顺利开展,对于较大的跨径钢管混凝土拱桥进行浇筑时,必须根据工程的实际情况,提前进行类似的浇筑实验。
5.纵梁、横梁、槽形板的安装施工技术
在系杆拱桥施工中,横梁、纵梁、槽形板的安装施工顺序是有严格要求的,必须遵循以下的安装施工顺序;(1)根据设计的先后顺序,对称吊装中横梁,每一个工况都必须进行相关的系杆张拉;(2)小纵梁的安装必须对称,同时进行系杆张拉;(3)槽形板的安装必须对称,同时进行系杆张拉;(4)在浇筑横梁接头时,为了避免浇筑后出现一定的缝隙,必须子啊接头所有的桥面负荷加载完成后,最后才能进行浇筑;(5)槽形板和桥面湿接头的浇筑。
每一个工况在施工时,都必须采用电算方法,对结构进行应力跟踪控制,以保障桥的最后线形,此外,内部的应力必须符合设计时的相关要求。拱脚和端横梁在浇筑混凝土时,必须同时进行,中横梁在桥下对位预制,可以实行跨墩龙门吊安装。究竟选择什么样的施工方法,主要还是结合各工程的实际情况来决定。
6.吊杆和系杆的施工技术
其施工流程是具有严格要求的。其中,整个张拉过程以YCW500 千斤顶进行。在进行张拉时,为了保证张拉力的均匀性,系杆张拉必须同时进行,并且将误差控制在一定的范围之内。在施工作业的过程中,还必须做好温度的监测,在张拉时,如果温度与设计时的温度有严重偏差时,必须进行温度修正。此外,在施工的过程中,还必须由专人监测好拱脚是否发生位移,如果发生了位移,应当立即通知。
三、总结
综上所述,我国钢管混凝土系杆拱桥的施工技术已经走在了世界的前列。在施工的过程中,相关的作业人员必须在每一个环节做好检测,时刻关注着可能发生的问题,同时总结在以往施工中出现的问题,不断的进行改进,进而有效提升工程质量。本文通过对拱脚的安装、加工等多种技术进行了探讨,分析出了这些环节中容易出现问题的地方,浅谈了一些钢管混凝土系杆拱桥的施工技术。如果在工程施工中做好每一个环节的施工技术应用,就能有效的保证钢管混凝土系杆拱桥的质量以及安全性。
参考文献:
[1]张兴春.钢管混凝土系杆拱桥施工关键技术及整体稳定性分析,[J].铁道建筑,2012,08.
[2]王治均,李年维等.钢管混凝土刚性系杆拱桥施工监控技术,[J].施工技术,2010,10.
[3] 邵旭东.桥梁工程.北京:人民交通出版社,[M].2004.
[4] 姚玲森.桥梁工程.北京:人民交通出版社,[M].1985.
[5] 蔡绍怀.论钢筋混凝土在拱桥工程中的应用.中国土木工程学会第五届年会暨第二次全国城市桥梁学术会议论文集.天津:天津大学出版社,[M].1999.
[6] 陈宝春.桥梁建设.钢管混凝土拱桥发展综述,[M].1997(2).