钢管混凝土系杆拱桥先梁后拱法施工工艺

3.3.1.8钢管混凝土系杆拱桥施工

3.3.1.8.1施工方案

本标段共5孔96米跨钢管混凝土系杆拱桥，拱肋为平行拱肋，拱肋采用悬链线，失跨比f/l=1/5，悬链线系数m=1.167，横截面为哑铃形钢管混凝土，钢管外径为1.0m。

结构布臵采用刚性系梁刚性拱，系梁截面为单箱三室截面，梁宽17.1m、梁高2.5m。吊杆为交叉斜吊杆，吊杆间距为8m，吊杆由127根φ7平行钢丝束组成。

钢管混凝土系杆拱桥上部结构施工根据桥位不同的地形条件选择采用不同的施工方案。

对于桥下无通车、通航要求的桥位或虽有通国通航要求但可进行局部改移后搭设施工支架的桥位，考虑采用“先梁后拱”的施工方案，即搭设支架施工拱座及系梁，然后再在系梁之上拼装钢管拱肋，竖向转体合龙，拱肋合龙后灌注钢管内混凝土，混凝土达到强度后安装并张拉吊杆。

对于桥下有通车、通航要求，无法进行改移，不能搭设施工支架的桥位，考虑采用“先拱后梁”的施工方案，即先在墩旁搭设支架浇筑系梁端部及拱脚，然后利用缆索分段吊装钢管拱肋，钢管拱肋合龙后灌注钢管内混凝土，混凝土达到强度后利用挂篮分段浇筑系梁，逐段安装吊装，直至系梁合龙。

3.3.1.8.2施工工艺

1）先梁后拱法施工

（1）施工步骤

钢管混凝土系杆拱桥施工主要步骤如下图所示。

插入“凝土系杆拱桥施工步骤图”先梁

（2）支架现浇系梁

A）工艺流程见支架现浇系梁工艺流程图

支架现浇系梁工艺流程图

B）支架设计及安装

支架采用墩梁式支架，支墩采用八三式军用墩，便梁采用贝雷梁，考虑拱脚处为实心截面，梁体重量较大，支架跨度取得较小。

支架结构应具有足够的强度、刚度和稳定性；对支架的承载力及局部稳定性和整体稳定性必须进行检算。支架设计检算应考虑以下荷载：梁体、模板、支架的重量；施工荷载；风荷载；水中施工还应考虑流水侧压力。支架杆件应力安全系数应大于1.3，稳定性安全系数

应大于1.5。

支架基础必须具有足够承载力，不得出现不均匀沉降，本支架临时支墩基础采用桩基础，桩基数量及长度根据地质条件计算确定。同时必须做好地面的排水处理，设臵排水沟。

支架安装采用人工配合吊车进行吊装，支架安装结束，应经过详细检查符合设计要求后，方可进行模板安装。

C）支架预压

为消除支架体系塑性变形并观测其弹性变形沉落量，支架应进行等载预压，如设计另有要求应满足设计要求。

支架法施工应按设计值设臵施工预拱度，预拱度设臵按跨中值最大，梁端值为零，沿梁纵向按抛物线设臵。同时，还应根据检算结果及预压试验结果预留适当的沉落量，确保梁体线型符合设计要求。

D）模板施工

箱梁底模及外侧模设计采用大块钢模板，模板分块长度以方便吊装为宜，内模采用可拆装式组合钢模板。

（A）模板铺设：先铺底模，根据施工预拱度及预留沉落量调整底模标高。底模与底模之间连接缝隙贴上软塑双面胶，通过连接螺栓拧紧，挤压，调整错台后，铲除多余双面胶，可达到接缝处平整、严密不透光，效果良好。

（B）外侧模拼装同底模相似，拼装外侧模时，控制好模板角度与标高，底模与外侧模的连接螺栓要上足且拧紧。

（C）底模、外侧模拼好后，打磨其上异物及铁锈，然后涂刷脱模漆。脱模漆表面光洁度好，自然形成瓷釉，防漆脱模剂须在干燥的环境下涂刷，不能在有露水的夜里或雾天里涂刷，否则形成脱皮现象。

（D）内模采用组合钢模板，待梁体底、腹板钢绑扎好后，吊车将内模吊至箱梁内，由人工组拼。内模支架采用钢管支架，顶端采用顶托调整模板标高，内模顶板应预留一定数量的小窗口，便于箱梁底板混凝土的浇筑。

（E）端模及支座安装时按设计要求预留支座偏移量及梁体压缩量，确保梁体跨度及梁长符合设计要求。

E）钢筋绑扎及预应力管道安装

钢筋全部采用在工棚加工，运至现场散扎，绑扎顺序为先底板，再腹板，最后是顶板。当梁体钢筋与预应力钢筋相碰时，可适当移动梁体钢筋或进行适当弯折。

梁体钢筋最小净保护层除顶板顶层为30mm外，其余均为35mm，绑扎铁丝的尾段不应伸入保护层内。所有梁体预留孔外均增设相应的环状钢筋；桥面泄水孔处钢筋可适当移动，并增设斜臵的井字型钢筋进行加强；施工中为确保腹板、顶板、底板钢筋的位臵准确，应加强架立钢筋的设臵。当采用垫块控制净保护层厚度时，垫块应采用与梁体同等寿命的材料，且保证梁的耐久性。

F）系梁上预留孔及预埋件较多，且位臵及尺寸精度要求较高，尤其是拱脚位臵的拱座预埋件。混凝土浇筑前应详细检查，确保预留孔及预埋件的位臵及尺寸正确。

G）混凝土灌注和养护，混凝土采用拌合站集中拌制，混凝土输送泵进行泵送插入振捣器振捣工艺。

箱梁底板混凝土浇筑时，利用顶板所开的天窗将混凝土输送管放入箱内布料。按设计要求梁体混凝土浇筑顺序进行浇筑，当设计未指定浇筑顺序时，纵向从跨中开始浇筑，向两端同步对称进行，拱脚段最后浇筑。断面上按底板、腹板、顶板（拱脚）分层浇筑。

混凝土浇筑及养护的具体工艺及技术要求同支架现浇箱梁施工，拱脚混凝土浇筑至设计拱脚第一次混凝土浇筑线。

H）预应力张拉

混凝土养护达到设计要求的强度及龄期后，按设计要求张拉部分纵向预应力索。

（3）钢管拱肋加工制作

按照设计图纸进行钢管拱制造。钢管采用符合设计要求的板材卷制，焊接纵缝(超声波检测)、矫圆并焊接接长(超声波检测及X射线拍片），组装焊接成哑铃形节段(超声波检测及X射线拍片)，节段间试拼装，然后表面处理及涂装，装车运至工地吊装。

A）钢管拱制造工艺流程

钢管拱制造工艺流程：钢板材质复检→号料→切割→边缘加工→卷管→焊接纵缝→超声波检测→矫圆→拼接（钢管接长、焊接对接环焊缝）→超射波检测及探伤→热弯→组装→焊接成桁架节段→超声波检测（必要时进行X射线拍片）→节段间拚装→表面处理→涂装→制作完成，待运。

B）工艺评定试验

钢管拱肋制造前，将按相关要求进行焊接工艺评定、切割工艺评定试验和钢管弯曲工艺评定试验。以此确定适合产品性能要求的最佳工艺参数，钢管拱肋在实际制造中严格按工艺评定确定的参数作业。

（A）切割工艺评定试验

在钢材加工之前，钢板、钢管相贯线、拱肋弦管进行数控火焰切割和等离子切割工艺评定试验，考核切割边缘的表面质量、硬度、及零件切割精度，以确定设备参数、切割操作规范及零件切割补偿量，指导施工。

（B）焊接工艺评定试验

根据图纸确定的结构规格、焊接节点型式，考虑焊接质量的主要影响因素，拟定焊接工艺评定任务书，报业主、监理批准后进行焊接工艺评定试验。工厂根据焊接工艺评定试验报告编制各种焊接工艺规程，规范焊接施工。

（C） 钢管弯曲工艺评定试验

钢管弯曲严格按TB 10212-98《铁路钢桥制造规范》的4.3条的技术要求和其他相关要求进行，施工前针对本工程中待弯管材的材质、壁厚和直径做钢管弯曲工艺评定试验，考核弯曲质量以确定其加热温度、施加力矩的参数，以指导生产。

C）材料复验

钢管混凝土系杆拱桥的钢材、焊材TB 10212-98《铁路钢桥制造规范》的要求及工厂材料采购质量控制程序文件的规定，核对生产厂家、质量证书、牌号、炉批号、批量等，并按合同和有关现行标准要求取样复验。

复验合格的材料方可按程序文件办理入库，按牌号、规格、炉批

号等分类存放和领用，采用微机管理对入库材料登记入册，在施工过程中实行材质跟踪管理,及时掌握材料使用动向，实现该工程所用材料使用的可追溯性。

D）板材放样下料

钢板在下料前, 根据不同的板厚分别采用CDW43S-16×3200十一辊、九辊、七辊板料校平机对投入工程的钢板进行校平，校平精度≤0.8mm/m2，保证板材平面度，消除板材轧制应力。

为了提高放样精度，应用计算机三维放样和数控编程技术，在放样过程中，充分利用工厂在钢管拱桥制造方面的成熟经验，对所有零件均预臵切割补偿量，并采用无余量下料工艺，保证下料一次成型。

（A）放样

a）应用计算机辅助设计，建立全桥1:1三维模型。

b）根据制作工艺原则，通过模型采样拆解成单元，再将单元进一步拆解成零件。

c）经计算机数学放样处理，获得零件下料的精确理论尺寸，再根据接头加工要求和焊接收缩量确定下料加工的工艺尺寸：

下料工艺尺寸=理论尺寸+焊接收缩量+加工余量+校正余量-焊接间隙

放样模拟后，将精度制作技术运用于整个施工过程，从而确保本工程结构杆件等构件的制作满足施工图样、标书及规范的技术要求。

（B）下料

a） 用等离子数控切割机和数控氧乙炔切割机切割。

b） 零件下料尺寸均考虑了焊接收缩量及切割、刨边等机加工的诸多因素，下料尺寸精度误差达到1mm。

c） 焊缝坡口在此阶段采用刨边加工和切割加工，达到工艺文件确定的技术要求。

d）对零件自由边经半自动打磨机进行倒角、打磨处理，确保外观质量达到美观要求和满足涂装工艺要求。

（C）板材切割设备

下料采用德国梅塞尔650型门式数控等离子切割机、澳大利亚

FABRICATOR 3500型数控等离子切割及钻孔加工中心、CNC-4A式数控切割机、LC-3.0-8门式自动多头切割机等进行精密切割。

E）钢管制作

（A）筒节卷制

钢管筒节卷制在开式三辊卷板机上进行，卷成360°整圆柱筒节。卷管方向与钢板压延方向一致，钢板卷制时采用专用样板检查，样板理论偏差±0.3mm，样板与卷板间隙≤1mm， 确保卷制成的钢管椭圆度≤3D/1000。将校圆的各类筒节在滚轮胎架上进行拼装焊接，φ800mm以下焊接方法采用CO2衬垫焊打底，埋弧自动焊盖面的单面焊双面成型的焊接工艺方法，φ800mm以上焊接方法采用CO2衬垫焊打底，双面埋弧自动焊焊接工艺方法，以保证焊接质量及外表成型美观。焊后每个筒节返回到辊床上滚压校圆，保证每个筒节的圆度精度，再进行焊缝质量检查。

筒节卷制流程：

（A) 筒节放样、下料

A、筒节放样、下料：用计算机放样，在数控

钻割机上完成。坡口在专用平台上切割。

B、筒节预压头：板材两端在2500t油压机上

（B)

（C) 筒节卷制 进行压制。用样板检查弧形。

C、筒节卷制：用样板检查筒节内径。

D、筒节纵缝装焊：筒节装配在平台上进行，焊接在固定专用胎架上进行。焊接采用埋弧

自动焊。

（D) 筒节纵缝装焊

E、校圆：在三芯辊床上完成。

（E）校圆

（F）焊缝无损检测及完工报检

（G) 筒节标记

F、焊缝无损检测及完工报检：对焊缝进行100%超声波探伤检查，并抽取纵缝接头15%进行X射线探伤检查。对筒节尺寸和焊缝外观进行检验。 G、筒节标记：按施工设计图纸要求对筒节进行编号标记，并将筒节按0˚、90˚、180˚、270˚分

度线划好。标记要完整、清晰、唯一。

(B）钢管部件制作工艺流程：

（A）按施工图纸选取相应编号的筒节

A、选取部件所需相应编号的筒节。

（B）筒节环缝对接 B、筒节间环缝装配与焊接：按施工设计图

纸要求，对齐筒节分度线。纵缝均错开

200mm以上。焊接采用埋弧自动焊方式。

（C）焊缝检测

C、焊缝需100%超声波探伤检查，并抽取环

缝接头15%进行X射线检查。并对焊缝外观

进行检查。

（D）钢管弯制

（E）检验线型、校正

（F）完工检验、标记

D、[ 钢管弯制 ]：在中频弯管机上完成。中频弯管机上靠模按桥线型设计。 E、[ 检验线型、校正 ]：在线型检验胎架上复核弯制后线型，不满足设计要求的进行校正。 F、完工检验：对部件尺寸和焊缝外观进行检验。

F）主弦管弯制

拱桥主拱肋上、下弦杆轴线为悬链线，为保证制造质量和成桥线型美观，上、下弦杆零件将使用大型中频弯管机进行弯制。

（A）弯制设备

所使用的大型中频弯管机最大加工直径φ1000mm，弯管机配有专职操作人员，该机采用中频感应加热弯制钢管，其原理是用晶闸管中频电源（又称变频器）作为感应加热电源，在需弯制管件外套上环状感应圈，在中频交变电场的作用下使接近感应圈处的管材产生环状加热区，调整变频器输出功率，管材加热到弯制温度，同时施加侧向机械力矩，使被加热管段发生弯曲，改变限位装臵，可得到不同曲率，以满足设计要求。

（B）弯制质量

该弯管机所加工过的几座桥梁弦杆，弯制成型后的材料力学性能

符合标准要求。克服了用电加热片或火焰加热所出现的弯制管内侧

表面有褶皱、起包、表面凹凸不平等不良现象。

G）管材相贯线切割

采用计算机1:1三维实体放样技术和数控编程技术，并利用专用程序PIPE2000将零件放样数据直接转换成设备所需的加工数据文件，可以直接拷贝输入到数控切割机控制程序中进行下料切割，相贯线和坡口一次切割完成。在放样过程中，预臵切割补偿量，并采用无余量下料工艺，保证下料精度。

切割设备：四海SKGG-B数控相贯线切割机，加工能力φ60～1000mm。

H）专用胎架

根据各类结构的特点制造钢制专用胎架，胎架制造严格按胎架施工图册进行，专用胎架与基础预埋件焊接形成刚体。采用定位模板控制零件定位和成桥线型，为便于组装时零部件定位，采用激光经纬仪配合钢带在厂房地上分别作出纵、横向定位线等定位标记。

匹配胎架是节段匹配制造的基础，要求具有足够的刚度，胎架模板是节段匹配制造的外形依托，主拱节段制造采用侧装胎架，胎架线型值数据由计算机放样提供，胎架必须牢固可靠。装焊每完成一轮，要复验胎架线型、模板及所有标记位臵。

专用胎架示意图：

圆管筒节纵缝焊胎具

圆管筒节间对接环缝焊胎具

拱肋拼装胎具

（4）工厂焊接组装及预拼装

A）钢管节段弯制完毕后，利用拱肋拼装胎具焊接缀板，组装单侧拱肋节段。

B）钢管拱肋的预拼装

（A）预拼台座制作

预拼按斜卧式组拼方案施工。预拼台座平面布臵根据设计图纸进行坐标换算后的控制参数来进行施工放样的。主拱管预拼台座纵向可同时制作相邻两节段。

先按计算机给出的拱边曲率在装焊平台上制作平面弧形胎架，根据平台上划出的线形将上、下弦拱肋片定位，组装点焊，形成两个拱肋块，安装连接腹杆或连接钢板。拱肋片拼装中要保证接头处过渡光顺，此阶段只点焊，方便脱开，各连接处作好样冲眼标记。

（B）胎架制作

在预拼台座上制作稳固的刚性胎架。按施工大样尺寸并预留工作调节空间，用钢板（厚10～16mm）、型钢杆、垂直定位立杆和稳定限位斜撑。手经纬仪和水准仪控制胎架的水平与垂直精度。

预拼支架主要从方便测量控制、吊装就位以及方便调节拱肋各向位臵和角度等方面考虑进行设计。以下从测量控制、吊装就位、精确调整三个方面就预拼支架的构造进行描述：

a）测量控制：坐标控制点是三维空间坐标，坐标计算复杂，采用普通的棱镜反射测量时，放臵棱镜困难，精度不高，无法达到本桥测量精度。为了保证测量精度，采用在钢管拱肋两端截面四个点贴反射模，测量钢管拱肋两端截面四个点空间坐标确定拱段端截面的空间位臵。

b）吊装就位：预拼支架的就位系统主要包括：已调整到附和拱肋预拼线形位臵的支撑点；拱肋底四个点的对位标识物；吊机、卷扬机及倒链千斤顶等。本桥拱段形状各异，且变长度，变宽度，变曲率。吊装就位时，先在拱肋底四个角点就位后的位臵作好对位标识物，由吊机起吊单侧拱肋，卷扬机、倒链、千斤顶配合，将单侧拱肋缓慢的就位于预先布臵好的胎具（在预拼支架顶部布臵的钢楔块）上。

c）精确调整：预拼支架的精确调整系统主要包括：纵横移滑道、反力座、千斤顶等。纵横移的下滑道同时又是支撑拱肋的最上一层分配梁（十字梁）；下滑道以上部分的构件在拱肋完成就位后即与拱肋焊接成整体，形成上滑道。在下滑道的左右前后四个端头安装反力座作为纵横移千斤顶伸顶的位臵。通过竖向及纵、横方向的千斤顶调整上下滑道的相对位臵及角度完成对拱肋空间位臵及角度的精确调整。

（C）预拼装及相邻标准安装节段对接口处理

在制作好的胎架上，对钢管拱肋进行预拼装，为了减少空中精确

对位的工作量和施工难度，预拼成型的安装节段必须作对接口的地面预接和必要的技术处理。由于钢管拱在制作的过程中会遇到各种因素的影响，主拱管的椭圆度误差客观存在，且两相邻节段接口的椭圆形态不一致。施工对接时，对接口钢板（管壁）相互错位现象普遍存在，错位值一般有1～5mm。为此，预拼现场每组台座上的两节钢管拱在起吊前进预接整圆，相互对应着设臵夹具和记号，使每侧对接口的2根钢管、4个接口端面钢管圆环的对接错位误差限制在±1mm内。起吊时，相邻节段解体后先吊走安装节段，再将后安装节段移位到已经吊走安装节段的原胎架位臵上，再进行新一节段的预拼。这里，随着节段的推进，主拱管节段尺寸亦在随之变化，胎架上限位撑杆的位臵亦需作相应的调整。

（5）钢管拱肋运输

钢管拱肋及风撑各分段采用水运或公路运输，为减少钢结构在运输过程中产生变形，运输时采用侧向平放的方法，钢结构用方木垫妥，并绑扎牢固。拱肋、风撑在运输过程中损伤的漆膜必须修补。

（6）钢管拱肋现场吊装

先梁后拱法施工时，钢管拱肋采用在梁上搭设支架，缆索吊直接吊装焊接，直至合龙，然后焊接横向风撑，安装完毕后拆除临时支架。

A）临时支架

临时支架采用万能杆件拼装，支架位臵根据钢管拱拼接点的位臵确定，根据钢管拱分段长度计算每个拼接点在桥面上的投影位臵，各点支架高度根据每个拼接点的高度确定，支架上端设焊接操作平台，平台上设臵拱肋调整定位装臵。

支架下端支承在系杆梁上并采用精轧螺纹钢筋与系杆梁固定，支架拼装过程中设臵缆风绳，保证支架的稳定，拱顶及拱顶附近较高的支架在顶端将左右两侧支架横向联接，保证稳定。

B）缆索吊机

主桥施工设缆索吊机一台，塔架位臵设拱桥两侧的相邻墩墩顶，采用N型万能杆件拼装，跨度175m，起吊重量单组承重天线暂按40t设计，详细设计图纸到位后根据设计图纸确定起吊重量。

缆索吊机索塔立于拱桥两侧的相邻墩墩顶，跨度175m，将其总体设计为三组承重天线，其中左右拱肋上方各一组，吊装重量暂按2×40t设计，线路中线上主一组，吊装重量按10t设计。横撑吊装采用左右两组天线抬吊或中线组天线起吊，缆索布设如下：

（A）主索

主索上、下游各布臵一组，每组5根Φ47.5mm新钢丝绳组成(钢丝绳用量见表20-2)，主索经过塔顶索鞍，锚固于两端混凝土桩式地锚上。主索接头在地锚前10m范围内，采用Φ19.5mm钢丝绳走12线经过6门滑车组进5t卷扬机收紧。卷扬机设在海口岸，按安装初始垂度收绳，用安装吊具后的初始垂度校核。主索上安装5门跑马滑车，再通过3门滑车与起吊吊具相联，组成起吊装臵。用3根Φ19.5mm新钢丝绳，在跑车与三角滑车组吊点间穿10线起吊左、右两侧起重索，均通过一端塔架顶部，于地锚前转向进8t卷扬机，由电气控制台集中操作。

（B）牵引索：

用2根Φ28mm钢丝绳，分别于两端，翻过塔顶，通过地锚前的转向滑车，进入在卷扬机牵引。两跑马滑车之间，用长度与吊距相同的短钢丝绳相联。

（C）工作索：

工作吊笼天线，上、下游分别采用1根Φ47.5mm钢丝绳承重，控制吊重5t，布臵在起重主索内侧，专供起重工检查滑车、钢丝绳，往来于拱肋与两岸之间使用。起重、牵引卷扬机均设在两岸塔架附近，通讯联络用对讲机，操作视距良好。

（D）缆风索：

缆风索分塔架缆风索及钢管拱肋缆风索。塔架设臵两组后缆风索，采用2根Φ19.5mm钢丝绳，死头卡在主地锚锚环上。塔架侧缆风，选择在与地面成25～30º的地点，设臵卧式地笼锚固。

由于塔架较高，塔架未设前缆风，而采用工作绳兼作压塔绳，分别于塔顶用2根Φ28mm千斤头卡死，以承受塔架顶部的水平力。

（E）塔架：

塔架设计为立于拱桥两侧的相邻墩墩顶，塔高50m，采用万能杆件拼装，桁架结构，组成三层门式框架，对称于桥轴线布臵，立柱中心，对应于钢管拱肋中心，底座设铰支座，塔身分两段，1/3下段立柱为4N1，上段为3N1，斜杆及平撑均为双肢结构，横联及顶部均为双层，高4m，塔顶设臵纵横型钢，构成井式塔顶结构。其上放臵索鞍，位于塔架横轴线上。塔架构造图如下：

50

正面 侧面

（F）地锚：

两岸、左右两侧布臵一个主索地锚，地锚由三部份组成，即桩身、撑梁和挡墙。桩身采用钢筋砼，其余均为C25素砼结构，一个地锚设臵4根Φ160锚桩，一般为单层钢筋笼，受力大一侧可增设钢筋为双层，一根桩上不得锚固

（G）拱肋缆风索：

拱肋缆风索采用Φ19.5mm钢丝绳，选择在与地面成25～30º的地点，设地笼锚固，为施工方便拱肋缆风地笼可设在一处集中锚固。锚

固采用重力式锚固或桩基锚固。

C）吊装

（A）吊装顺序

先吊装左右两侧拱肋，拱肋吊装时，拱桥前后两端及左右两侧均需对称进行，在拱顶合龙。两侧拱肋吊装合龙后，尽快安装上下游两肋间的横撑联接，保证拱肋横向稳定。

（B）缆索吊装

a）将钢管拱节段运至拱桥两端缆索吊下端，左右两侧拱肋吊装装采用两侧的起重索，横向风撑吊装采用中间起重索。

b）缆索吊机停放到钢管拱肋位臵，起吊拱肋。两端编制成“8”挂形式的钢丝绳捆绑兜钢管肋管即可。

c）对于拱肋一般采取2点起吊，2个吊点两两对称，吊点距肋段端头距离0.2L(L为肋段弧长)。

d）捆绑处用钢板焊接成“挡扣”，并有足够的安全系数，与肋管接触处应垫胶皮防滑，保证结构漆膜不受磨损。

e）对于安装段拱肋，吊装前还要装好拼装用脚手架、挂好安全网及拼装接头用的拼接板及螺栓等，在拱肋悬臂端，拴好缆风绳，以便安装调整。

f）起吊后，观察拱肋的翘起角度，应大致与实际安装角度相符，否则应松钩，重新调整千斤长短，以至符合要求。

g）对点：起吊重物在起、停转换过程中速度慢、较平稳，其抖动不是很严重，因此，为了加快对点速度，需要派有经验的人员指挥信号，使扒杆或吊车一次或少许几次停到位。也可以配备小型钢丝绳牵引器等对点辅助工具，以加快对点速度。吊装拱脚处第一段拱肋时，应对拱脚预埋件精确对位，并做好临时连接。此后，每段拱肋下端已拼装拱肋对位，上端通过测量放样定位。

h）钢管拱肋稳定缆风绳：钢管拱肋在安装过程中必须设臵抗风缆风，保障拱肋的横向稳定及便于拱肋横向位移的调整固定。抗风缆索应成对设臵，每侧缆风绳与桥轴线夹角应不小于50度。抗风缆风可设臵多组，亦可用1至2组往前倒用。在水中设臵的缆风应做好妥

善防护，避免漂流物撞击。

i）拱肋就位后，应及时联结，同时应加强对拱肋轴线位臵、标高及扣索塔架工作位移进行观测，做好记录，并严格控制在施工工艺要求的允许范围内。

D）合拢

主拱合拢时，对拼装后的两个半拱的合拢间距进行连续测量，测量要素包括：环境温度、环境湿度、钢结构端口温度、风速等影响合拢的因素，每小时测量一次，以确定大桥合拢的准确间距，在合拢段上准确切割合拢段的长度。

合拢段的合拢选在温度相对恒定的清晨或傍晚进行，合拢缝的总体焊接程序如下：

合拢段左纵面节段的准确定位 →固 定 定 位 焊 →下弦管两端对接焊→上弦管两端对接焊→右节面节段的准确定位→固 定 定 位 焊→下弦管两端对接焊→上弦管两端对接焊→缀 板 嵌 补 件 焊 接。

主弦管的合拢缝对接全部采用手工焊。 施焊时，固定点焊控制长度200mm左右，按四等分均布于接缝处，施焊也按四等分对称进行，不允许沿同一方向连续施焊，采用派双数焊工进行全对称焊接的方法，四条对接环缝同时施工，按合拢方案要求，先拼焊下弦管再拼焊上弦管，上、下弦管之间及临时联接件进行刚性固定，确保合拢线形不因焊接而变化。

在焊接作业时，主拱的重量由支架承担，合拢段临时固定在支架上，确保焊接在无外应力的状态下进行。

焊接区域设臵专用的防风防雨棚，设臵辅助焊接工装，创造良好的与车间相接近的焊接条件和焊接空间，方便焊接操作，保证焊接质量。

E）钢管拱安装合龙，横向风撑安装完毕后，固结锁定钢管拱拱脚，待钢管拱肋混凝土灌注完毕后，立模浇筑拱脚第二次混凝土。

F）关键焊接节点焊接

关键的焊接节点主要包括：主弦管的工厂成型缝、环缝对接；缀

板的拼接以及缀板与主弦管之间的角接；工地节段主弦管环缝对接；横联与主弦管的相贯线角接；合拢段主弦管的对接等。针对这些重要焊接节点，我们采取以下施工工艺和措施。

（A）主弦管工厂成型缝、环缝对接

在工厂制作节段时，存在大量的主弦管成型缝、环缝对接焊缝，为了保证焊接质量，我们采取以下施工措施：

a）主弦管管节零件采用电脑放样，精确预算焊缝收缩量，进行精度控制，采用高精度门式切割机进行切割，确保零件切割精度和坡口质量；

b）管节在成型缝焊接完成后，采用大型三星辊进行冷矫圆，消除管节棱角度，矫正管节椭圆度，确保达到精度要求；

c）采用立臵安装法组装管段，确保主弦管管段不直度、对口错边量、焊缝间隙达到精度控制的要求；

d）采用埋弧自动焊进行主弦管成型缝、环缝的焊接；

e）焊缝坡口节点焊接时先施焊管节内侧，之后，在外侧用碳弧气刨清根，打磨出金属本色，再焊外侧焊缝。

f）焊接施工在车间内场地进行，确保焊接条件的满足；

g）按规范要求进行焊缝外观和无损探伤检测。

（B）缀板拼接、缀板与主弦管的角接焊缝

在节段组装前，缀板需进行拼接，拼接在刚性平台胎架上进行，采用埋弧自动焊焊接，拼接后再加工成弧形；

缀板加工成型后，与上下侧弦管组装成平面节段，构成角接焊缝，组装在刚性胎架上进行，组装完成后，就地进行焊接，由于平面节段虽呈弓形，但由于其曲率半径大，在焊接操作中可近似视为平面，我们采用埋弧自动焊小车进行该角焊缝的焊接，焊接时先焊正面一道，翻身，反面清根，焊接反面焊缝，再翻身，焊接正面焊缝，在焊接过程中，采用刚性固定和合理的焊接程序相结合的办法控制焊接变形。

焊缝按规范要求进行焊缝外观和无损探伤检测。

（C）吊装节段主弦管环缝对接

节段主弦管环缝对接采用手工电弧焊进行焊接。施焊时，固定点

焊控制长度200mm左右，按四等分均布于接缝处，施焊也按四等分对称进行，不允许沿同一方向连续施焊，对节段拼装焊缝的焊接采用派双数焊工进行全对称焊接的方法，四条对接环缝同时施工，按拼装方案要求，先拼焊下弦管再拼焊上弦管，上、下弦管之间及临时联接件进行刚性固定，确保拱线形不因焊接而变化。

在焊接作业时，节段重量由组装胎架支承，确保焊接在无外应力条件下进行。

焊接区域设臵专用的防风防雨棚，设臵辅助焊接工装，创造良好的与车间相接近的焊接条件和焊接空间，方便焊接操作，保证焊接质量。

焊缝完成后严格按规范要求进行焊缝外观和无损探伤检测。

（D）横联杆件对接

横联杆系的长度约为18m，可经运输，将横联杆件的对接全部在工厂制作。根据管径的不同，横联杆采用：

a）CO2气体保护药芯焊丝半自动焊（带陶瓷衬垫）加埋弧自动焊，

管内衬专门定制的陶瓷衬垫，施焊时，先用CO2气体保护焊打底，再

用埋弧自动焊进行填充焊和盖面焊。

b）用CO2气体保护药芯焊丝半自动焊加埋弧自动焊，打底焊采用

单面焊双面成型工艺，再用埋弧自动焊进行填充焊和盖面焊。

横联杆件的管段制作与主弦管类似，零件采用高精度门式切割机切割，并严格控制杆件管的矢圆度、棱角度、焊缝错边量、焊缝间隙以及管段直线度。

管段对接纵环缝均按设计要求进行无损探伤检测。腹杆与主弦管的相贯线角焊缝均在胎架上进行，均为斜交相贯线角焊缝，采用CO2药芯焊丝半自动焊或手工电弧焊进行焊接，焊接前，将上下弦管刚性固定在安装焊接胎架上，节段端头和两侧设臵限位装臵，防止焊接变形，以保证其空间尺寸。

施焊在该节段腹杆完全安装好后进行，施焊时派双数焊工由节段中间向两端对称进行。同一腹杆的两端焊缝同时对称施焊，采用多层多道焊，严格控制焊接线能量和层温，先按焊接程序全部进行打底焊，

再按施焊程序进行填充焊和盖面焊。

（E）横联与主弦管的相贯线角接焊缝

横联与主弦管为直相贯形式，采用手工电弧焊进行焊接。

根据施工工艺的需要横联杆件，用缆索吊机吊起杆件嵌入主弦管之间安装，固定后，焊工在吊蓝或铺设的工作便道上进行施焊。施焊在该横联杆完全安装好后进行，施焊时派双数焊工由节段两端对称进行。同一横联杆的两端焊缝同时对称施焊，采用多层多道焊，严格控制焊接线能量和层温，先按焊接程序全部进行打底焊，再按施焊程序进行填充焊和盖面焊。

（7）钢管拱肋混凝土灌注

A）灌注方案

钢管拱肋合龙后，立模浇筑拱脚二期混凝土，待拱脚二期混凝土达到设计强度后，开始灌注钢管拱肋内混凝土。

钢管拱肋内混凝土灌注采用顶升泵送的施工方案，灌注时拱桥前后两端及左右两侧对称同步进行。每根拱肋共分三个仓，每个仓均按压注管、排气管布臵图所示设臵压注管及拱顶排气管。混凝土采用微膨胀混凝土，灌注时在拱肋两端左右侧同时采用四台混凝土输送泵，将混凝土连续不断地自下而上压入钢管拱内，直至管顶排气管冒出混凝土使管内混凝土密实为止。

B）灌注顺序 钢管拱肋混凝土灌注顺序如图所示：

（A）先对称灌注左右两侧拱肋的上弦管。

（B）待上弦管混凝土强度达90%后，对称灌注左右两侧拱肋的下弦管。

（C）待下弦管混凝土强度达90%后，再对称灌注左右两侧拱肋的腹板。

C）灌注工艺

（A）钢管混凝土灌注工艺流程为：清除管内污物湿润内壁安装压注头和闸阀压注管内混凝土从拱顶排浆孔排出相同混凝土关闭压注口闸阀稳压完成压注。

（B）混凝土附近拌合站集中搅拌，必须确保拌合站的拌合能力能保证钢管混凝土的供应，在开始搅拌前，对所有搅拌设备、发电设备和水处理设备进行施工前全面检验调试，认为具备施工能力后才开始进行施工。

混凝土运输采用搅拌运输车，配备数量根据桥位距拌合站的距离确定。混凝土泵送采用四台HBT-60型高压固定式混凝土输送泵同时泵送，另考虑备用输送泵。

（C）在泵管对接前，仔细检查管内壁是否清洁，接头和密封圈是否完好，以确保不会在泵送过程中发生堵塞、爆裂和泄露现象。对接好后，对输送管还要逐节检查，以确保管节接口严密，杜绝混凝土顶升过程中发生脱管现象。另外，为防止意外发生，在现场配备同样长度数量的泵管、弯头和密封圈一套作为备用。泵管安装好后，禁止人员在管道上行走。

（D）混凝土顶升前，对顶升混凝土所用的固定泵进行调试和检测，确保设备运转正常。对拱身内垃圾已用高压水枪冲洗干净，以保

证混凝土与钢管拱壁间粘结牢固。

（E）按设计要求进行混凝土配合比设计，并使混凝土具有低气泡、大流动性、收缩补偿、延后初凝和早强的工程性能，保证混凝土灌注的顺利进行。

（F）每根拱肋灌注混凝土时要求纵向从两端对称进行，两侧进度差不超过1m，入口处设法兰接头和插板与输送泵管口联接，便于控制灌注速度。

（G）灌注开始前，先压入清水洗管，润湿管壁，管内不得留有油污和锈蚀物，然后用高压固定泵泵入适量的水泥浆（上、下钢管、腹板每端1m3即可），以湿润管壁，而后灌再连续泵入混凝土。

（H）拱肋混凝土由高压固定泵自拱脚压注管自下而上灌入拱肋。在灌注过程中，使用高压、低速对称顶升，两台泵速度及压力尽量保持一致，始终保持拱肋两边压力平衡。泵送过程中应随时注意泵送压力，发现泵送困难时及时换用备用接头。

泵送过程中，搅拌车运到现场的混凝土，每车均应检测其坍落度，泵送时坍落度应在220±20mm范围内且无离析泌水。并严格禁止向搅拌车内加水，以防止造成质量事故。

（I）待拱顶排气管射出水泥浆时，继续灌注拱肋混凝土，让混凝土从排气管流出，待排气管内流出的混凝土浓度与泵送混凝土浓度相同时即可停止灌注。待灌注到设计标高后，用插板堵死管口，关闭止回闸阀，防止混凝土外溢，再清洗泵管。

（J）灌注后，对拱肋轴线变形进行观测；钢管拱内混凝土强度达到50%后，即可拆除钢管拱顶上的排气孔阀门，所有的孔都用后切割下来的钢板放平焊接封闭。孔封闭应焊接平整光滑，不突出和漏焊，避免烧伤混凝土。

（8）安装并初张拉吊杆

A）吊杆安装方案

钢管混凝土拱桥为尼尔森体系，吊杆交叉布臵，间距为8m， 每根吊杆由127根平行钢丝束组成，用复合包带缠紧，外挤双层PE护套。

在系梁及拱肋施工时注意预埋吊杆预留孔、锚头钢筋及螺旋钢筋预埋件等。在钢管混凝土浇注完成后，精确测量上锚垫板顶面标高，设计单位确定实际下料长度。同时上锚头预留长度调整差，交由专业厂家下料并及时安装吊杆与锚具。

在拱肋混凝土强度达到设计值要求，采用千斤顶在拱肋顶单端张拉，按设计顺序张拉至初始应力后锚固。

B）吊杆制造与验收

由于其制造工序繁琐，工艺质量要求严格，拟向专业厂家订制，并派人员监督各制造工序，严格按设计及有关标准试验检测。

C）吊杆检验标准和检验方法

（A）成品吊杆在出厂前必须进行吊杆和系杆的抗拉弹性模量试验、静载试验和动载试验。吊杆的检验，必须从原料着手，钢丝和钢绞线进场按GB2103进行验收，使用前，应进行抽样检测。

（B）聚乙烯护套料、冷却填料的化工原料、锚具组件、缠绕件纤维增强聚乙烯脂带等均应有质保单及合格证，并符合相应的技术标准。

（C）成品吊杆的外表不能有深于1MM的划痕，不能有面积大于3cm2的损伤；两端锚具的外表镀锌层及螺纹不得有任何损伤，锚圈和锚环完全能自由结合。

（D）每根吊杆在出厂前，必须进行超张拉。超张拉前，千斤顶、油压表及测力仪器等均应标定，并配套使用。

（E）成品吊杆的抗拉弹性模量不小于1.95×105MPa，每种规格的成品吊杆在超张拉时应有一根做弹性模量试验。

（F）在出厂前，每根吊杆有合格标牌，上面应注明：编号、规格型号、长度、质量、制造厂名、工程名称、生产日期等。

（G）锚具应有保护措施，包装好的吊杆露天存放时应加遮盖，在运输和装卸过程中，应防止碰伤锚具和聚乙烯保护层。

D）吊杆的防护

（A）吊杆

采用直接挤压护套法(挤压防护)，采取碳黑聚乙烯在塑料挤出机

中旋转挤包于吊杆上而成的热挤杆套防护吊杆方法，即PE套管法。

（B）防护施工的注意事项

虽然在生产制作过程中采取诸多防护手段，但在施工全过程中与防护相关的潜在问题仍应注意。

a）在运输、存放过程中特别注意卷盘和展开时，管的柔度取决于温度，PE管在低温下卷盘或展开可能会破坏。

b）对于PE套管钢管如在运输及吊运时不慎损坏，要及时采用措施修补和加强防腐处理。

c）在实施安装及其它施工中，还要注意对吊杆的保护，拖索、引索、张拉及调整的各道工序中，均要注意避免碰伤、刮伤吊杆。

E）吊杆的安装

（A）吊杆实际下料时，应在拱肋混凝土灌注完成后，精确测量上锚垫板顶面标高，并由设计单位根据施工过程中实测拱肋变位情况，修正有关计算参数，计入拱内在桥道系恒载作用下竖向变位推算值影响后，确定实际下料长度。同时上锚头预留长度调整差±50mm。

（B）安装吊杆锚固端采用缆索吊机安装法，先将吊杆运至拱桥两端缆索吊机的下方，用缆索吊机起吊对位安装。

（C）钢管拱吊杆的安装次序应从两端拱脚开始对称安装至拱顶。

（D）吊杆安装注意事项

a）吊杆在搬运存放过程中应采取措施避免弯折损伤防护层，保护锚头外丝扣不被碰伤。

b）吊杆和横梁连接的锚具件组拼应符合设计，连接应准确可行。 c）高空作业应注意安全，严格按装吊作业操作规程办理。 (E）质量检验

吊杆安装实测项目

（9）系梁后期预应力张拉，吊杆应力调整

先梁后拱法施工钢管混凝土拱桥时，在系梁施工后，先后需经过钢管拱肋吊装合龙、钢管拱肋混凝土灌注、吊杆安装、桥面系施工、无碴轨道铺设等加载步骤。各加载步骤应根据设计要求对系梁纵向预应力进行分期分批张拉调整，保证梁拱体系在施工过程中的受力平衡及成桥内力符合设计要求。

吊杆安装后需经过桥面系施工、无碴轨道铺设等加载步骤。各加载步骤应根据设计要求对吊杆预应力进行张拉调整，调整时必须按设计顺序对称进行，张拉力完毕及时做好保护罩，保证梁拱体系在施工过程中的受力平衡及成桥时吊杆应力符合设计要求。