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貝雷梁支架拱肋吊裝工藝研究

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  【摘 要】本文闡述了采用貝雷梁支架進(jìn)行拱肋吊裝施工的技術(shù)特點(diǎn)、工藝原理,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn),對(duì)貝雷架施工技術(shù)在拱肋吊裝施工中的工藝流程進(jìn)行了分析和總結(jié),并結(jié)合工程應(yīng)用分析了該技術(shù)的效益。

  【關(guān)鍵詞】鋼管混凝土拱橋;貝雷架;鋼管支架;定位工裝;效益分析

中國(guó)醫(yī)院建筑與裝備

  《中國(guó)醫(yī)院建筑與裝備》(月刊)創(chuàng)刊于2000年,是中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部主管、衛(wèi)生部醫(yī)院管理研究所主辦的衛(wèi)生工程與醫(yī)學(xué)裝備技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域的權(quán)威刊物。

  1 前言

  鋼管混凝土拱橋是近年來(lái)新興的橋型,它具有結(jié)構(gòu)跨度大,施工方便,周期較短,外形美觀等特點(diǎn)。鋼管混凝土拱橋是將鋼管內(nèi)填充混凝土,由于鋼管的徑向約束而限制受壓混凝土的膨脹,使混凝土處于三向受壓狀態(tài),從而顯著提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。同時(shí)鋼管兼有縱向主筋和橫向套箍的作用,同時(shí)可作為施工模板,方便混凝土澆筑,施工過(guò)程中,鋼管可作為勁性承重骨架,其焊接工作簡(jiǎn)單,吊裝重量輕,從而能簡(jiǎn)化施工工藝,縮短施工工期。目前我國(guó)在在鋼管混凝土拱橋施工時(shí),主要采取以下幾種方法:無(wú)支架纜索吊裝法;轉(zhuǎn)體施工法;搭支架施工法以及多種方法綜合應(yīng)用的施工方法。

  環(huán)太湖公路及環(huán)湖沿路大堤加固工程大錢(qián)港大橋橋跨布置為4×25+118.6+3×25+3×25m,橋?qū)?4.5m,主橋118.6m為鋼管混凝土系桿拱橋;引橋?yàn)?5m跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土等截面現(xiàn)澆連續(xù)箱梁。其中主跨為鋼管混凝土拱,橫向設(shè)置2片拱肋,計(jì)算跨徑115m,矢跨比1/5,矢高23m,。拱軸線方程為y=(4x/5L)(L-x),拱肋截面采用啞鈴型,兩拱間設(shè)改良x型風(fēng)撐5道。在拱肋和風(fēng)撐吊裝過(guò)程中,采用貝雷梁-鋼管組合式支架進(jìn)行吊裝施工,確保了工程質(zhì)量和安全生產(chǎn),取得較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益.

  2 工藝特點(diǎn)

  1、無(wú)須進(jìn)行地基處理,施工方便。

  2、無(wú)須大型的起吊設(shè)備,降低工期,節(jié)約成本。

  3、對(duì)拱肋的標(biāo)高和平面位置的調(diào)整比較方便,能很好控制拱軸線型。

  4、通過(guò)搭設(shè)支架平臺(tái),方便工人進(jìn)行焊接工作,保障焊接質(zhì)量。

  5、支架可用來(lái)做后續(xù)防護(hù)處理、景觀裝飾等平臺(tái),減少了后續(xù)投入。

  3 工藝原理

  拱肋拼裝支架采用貝雷架輔以鋼管架,按照拱肋就位后的大致位置,在系梁及橫梁組成的框架體系上進(jìn)行放樣,支架體系的標(biāo)高、寬度須滿足拱肋安裝需要,支架的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求。

  支架體系具體如下:

  支架采用貝雷架雙排豎向支撐,每層貝雷架支架通過(guò)U形扣連接,確保穩(wěn)定性,具體結(jié)構(gòu)如下圖:

  圖1 貝雷架結(jié)構(gòu)圖

  支架搭設(shè)在系梁的頂部,通過(guò)在橫梁上方搭設(shè)工字鋼支撐貝雷架,并在貝雷架上搭設(shè)纜風(fēng)繩,確保支架在施工中的穩(wěn)定性。

  雙排貝雷支架體系本身穩(wěn)定性較好,為抵抗拱肋安裝時(shí)對(duì)支架產(chǎn)生的水平推力,順橋向采用鋼管支架搭設(shè)平臺(tái),橫橋向用貝雷架設(shè)置連接系(支架每4層貝雷架設(shè)置橫向支撐),并采取在支架上設(shè)置風(fēng)纜的辦法,確保支架體系的穩(wěn)定。

  4 施工工藝操作要點(diǎn)

  4.1吊裝拱段前準(zhǔn)備

  1、復(fù)測(cè)拱腳段的安裝控制數(shù)據(jù),修正偏差。

  2、復(fù)測(cè)主橋中心線,里程點(diǎn),修正偏差。

  3、拱腳段管口下緣,一側(cè)緣焊上靠板。

  4、檢測(cè)與標(biāo)記控制點(diǎn)

  對(duì)加工拱肋段和拱座尺寸進(jìn)行質(zhì)量檢查,對(duì)于拱肋端接頭要用樣板校驗(yàn),要在拱肋的兩端頭標(biāo)出中線;對(duì)拱腳的軸線位置、標(biāo)高、坡度、預(yù)埋件位置和鋼管拱定位軸線等進(jìn)行檢查、復(fù)核。

  4.2 吊裝主拱段

  1、兩岸對(duì)稱(chēng)吊裝,從拱腳到拱頂依次進(jìn)行。吊裝時(shí),浮吊就位在預(yù)定水域上,并采用定位措施。當(dāng)起重臂移動(dòng)至拱肋上方,由起重工將拱肋與吊鉤上的吊繩綁扎牢固。綁扎方式為捆綁式,吊點(diǎn)位置要與設(shè)計(jì)吊點(diǎn)位置相一致。吊起拱肋并保持水平,再將拱肋沿縱向緩緩吊運(yùn)至拱肋臨時(shí)托架上。通過(guò)調(diào)整吊機(jī)起重索和牽引繩,使拱肋兩端按設(shè)計(jì)位置放置于拱肋支架上。

  2、當(dāng)拱段初步吊裝到位后,讓管段的下口下緣與側(cè)緣緊貼靠板,調(diào)節(jié)兩管口。基本到位后調(diào)整上管口。

  3、上管用兩只千斤頂調(diào)節(jié)高程(微調(diào)),左右用纜繩調(diào)整軸線使拱軸線俯視投影與設(shè)計(jì)位置吻合。如下圖所示:

  4、邊拉與調(diào)節(jié)同時(shí)進(jìn)行,調(diào)節(jié)到檢測(cè)點(diǎn)的高程,里程到位,拱軸線俯視投影與設(shè)計(jì)位置重合。壓下端口組裝縫,焊定位焊。上端口用型鋼與支撐架固定,鎖定纜繩。

  以上吊裝、標(biāo)高控制、里程控制、拱軸線控制等均用全站儀全程監(jiān)測(cè),確保滿足設(shè)計(jì)要求。

  5、用如上方法依次吊裝其他段。本橋拱肋根據(jù)制作、運(yùn)輸、安裝綜合考慮,不算拱腳預(yù)埋段,分成5段,根據(jù)對(duì)稱(chēng)安裝的原則,合攏段為中段。合攏段是鋼管拱形成的關(guān)鍵,是結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的工序,起到調(diào)整全拱各單元體焊接收縮、熱膨脹、線型等重要作用,因此,這個(gè)過(guò)程必須準(zhǔn)確采集數(shù)據(jù),保證一次成功。

  首先對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行連續(xù)測(cè)量,取得至少48小時(shí)的數(shù)據(jù),確定合攏的最佳時(shí)間,本橋的合攏溫度為20℃,工期安排合攏在10月份,決定在無(wú)陽(yáng)光直照時(shí)合攏,同時(shí),測(cè)量適當(dāng)間隙量切割下料,一次切出坡口打磨合格,每根管口的測(cè)點(diǎn)不少于8個(gè),以保證準(zhǔn)確。考慮合攏的對(duì)稱(chēng)性,兩條拱肋必須連續(xù)完成,并及時(shí)安裝風(fēng)撐,以免溫度變化時(shí)造成單側(cè)拱肋偏移。

  根據(jù)合攏操作時(shí)間,確定一次合攏兩條拱肋,即派專(zhuān)人觀測(cè)溫度變化,待氣溫降至合攏溫度時(shí),馬上開(kāi)始作業(yè),操作過(guò)程應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行,不可操之過(guò)急。一個(gè)合攏段就位固定好后,吊機(jī)馬上移走吊第二個(gè)拱肋,第一個(gè)合攏段馬上開(kāi)始修口,固定點(diǎn)焊。兩條拱肋全部合攏后,每個(gè)接口兩個(gè)電焊工,四個(gè)接口同時(shí)開(kāi)始對(duì)稱(chēng)連續(xù)作業(yè),直到全部焊完。之后,測(cè)量標(biāo)高與安裝軸線進(jìn)行核對(duì),安裝橫、斜撐,達(dá)到良好效果。

  6、焊接:現(xiàn)場(chǎng)安裝縫的焊接采用全位置單面焊雙面成型的工藝,從拱頂?shù)焦暗醉樞颍?分對(duì)稱(chēng)焊、二人對(duì)稱(chēng)焊接。按I級(jí)要求施焊。焊接電流要根據(jù)不同的焊接位置隨時(shí)調(diào)整。焊接環(huán)境要符合以下要求:

  1)風(fēng)速超過(guò)8m/s時(shí),停止焊接。

  2) 焊接作業(yè)區(qū)相對(duì)濕度低于90%。

  7、檢驗(yàn):焊接按I級(jí)要求進(jìn)行外觀檢查及內(nèi)部檢驗(yàn),內(nèi)部進(jìn)行100%的超聲波探傷。幾何尺寸檢驗(yàn):

  1)軸線偏位:≤L/6000

  2)拱圈高程:±L/3000

  3)對(duì)稱(chēng)點(diǎn)高差:≤L/3000

  檢驗(yàn)合格后填寫(xiě)檢查記錄表。

  5 效益分析

  與纜索吊裝法相比雖然投入了支架費(fèi)用,但可以保證鋼管拱施工的質(zhì)量,施工工期也大大縮短,本項(xiàng)目原計(jì)劃拱肋吊裝30天,實(shí)際工期18天,初步計(jì)算比計(jì)劃工期提前12天,成本明顯降低,經(jīng)濟(jì)投入節(jié)省了12萬(wàn)元。

  6 結(jié)語(yǔ)

  貝雷梁-鋼管支架拱肋吊裝施工工法在環(huán)太湖公路及環(huán)湖沿路大堤加固工程大錢(qián)港大橋拱肋吊裝和風(fēng)撐安裝施工中得以應(yīng)用,從 2012年 10月2日開(kāi)始施工,到 2012年11月10日全部安裝、焊接完成。拱肋和風(fēng)撐焊接質(zhì)量檢測(cè)合格率100%,拱肋線型和標(biāo)高得到較好控制,滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

  參考文獻(xiàn):

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  [3]陳亮;梁群;;大跨徑鋼管混凝土拱定位技術(shù)概述[J];山西建筑;2011年29期

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