钢管混凝土系杆拱桥施工技术难题及对策

填1．0 m厚三七灰土，使地基承载力不小于250 kPa，然后在其上面浇筑30 cm厚的C20混凝土。

 ⑵ 预压材料：用编织袋装砂土对支架进行预压，预压荷载为梁体、钢管拱自重的120%。

⑶ 预压范围：系梁底全长、全宽范围。

⑷ 测点布置

在每一节段梁底宽范围内，横桥向每个断面按五个点布设，其具体位置如下：左箱左侧腹板中心、左箱中心、箱梁中心、右箱中心、右箱右侧腹板中心；顺桥向端部11.9范围内每3米设置一个观测断面，其余部分每10米设置一个观测断面。

⑸ 预压方法

① 首先对搭设的支架高度按设计进行调整，预留方木及模板厚度，预留沉降1.2cm。支架搭设高度=箱梁底板设计标高-纵向方木厚度（15cm）-纵向方木厚度（10cm）-模板厚度（2cm）-支架底垫木厚度(15cm)-支架基础标高+预留沉降量(1.2cm）

② 堆放砂袋时提前在底模上划出梁体截面分界线，然后根据支架检算相关数据确定不同截面处梁底支架每平方米上的重量，以确定每处支架上应堆放的砂袋数量（每个砂袋重量提前确定）。

    ③加压50%，进行沉降观测。

④加压80%，进行沉降观测。

⑥加载前对沉降观测点进行测量，标高记录h1，布载后对沉降观测点定期进行测量标高记录h2（初期为每12小时观测，基本稳定后，间隔24小时进行观测，若连续3d观测结果在5mm以内，则可认为地基沉降基本稳定开始卸载），计算最终沉降量h2-h1，卸载后对沉降点再进行测量，记录标高h3，计算弹性沉降h3-h2，地基沉降量为加载前与加载后标高之差。

⑦计划卸载前进行最终高程观测，卸载后进行高程和中线观测，汇集所有观测资料作为实际施工依据，调整底模标高。

支架使用前须全程预压，静压5d(120h)以上及达到沉降稳定状态2d(48h)以上，沉 降稳定标准：24h沉降不超过1mm。 

为保证各步施工方案和施工工艺都能满足设计要求，达到规定的误差精度，在拱肋钢管吊装接头处可以考虑加放一定的余量，该余量在节段组装时保留，再在分段计算长度处做出工作线。此外，考虑节段组装时，腹板焊接将使各拱肋节段上下管的距离受到影响，可沿径向线方向加放5MM作为焊接补偿，以保证设计几何尺寸。对于桁式拱肋的钢管骨架，弦杆与腹杆及平联的链接尺寸和角度必须准确。连接处的间隙应按板金展开图要求进行放样。

拱肋轴线采用分段直线代替曲线时，每节直管的长度可以根据卷管长度、拱助长及计算简化图式而具体确定。（为避免分段直线代替曲线产生较大的受力误差，已分段直线代替曲线相邻关节长度不应过于悬殊）

桁架钢管拱助的组拼可采用双层侧卧法。钢管拱助的上下弦管、缀板、加劲钢板等必须按1:1的比例进行放样。放样坐标必须准确，误差不得超过2MM。

钢管管节组拼拱肋时，在焊接前，对小直径钢管可采用点焊定位；对大直径钢管可另用附加钢筋焊于钢管外壁，做临时固定联焊。固定的距离宜采取300MM左右，但不得少于3点。钢管对接焊接程

拱肋一面焊接完后，须翻身焊接另一面。翻身过程中须正确设置吊点和严格按设计方案要求进行翻身。拱肋不得就地掀起竖立，必须将全片拱肋水平吊起后，在悬空翻身竖立。

钢管构件在承受较大横向荷载的部位应采取适当的加强措施，防止产生过大的局部变形。构件的主要受力部位应避免开孔，如须开孔，应采取适当的补强措施。重要的受力肢管，为确保连接处的焊接质量，可在管内解封处增加附加衬管。衬管可采用宽为20MM、厚度为3MM的钢板，与管内壁保持0.5MM的膨胀间隙，以确保焊缝根部的质量。

两端钢拱肋的接头部位安装要同时进行，并上进螺栓试拼，以保证大段吊装顺利连接合拢。拱肋上的吊杆孔应准确铅垂，锚垫板与吊杆孔应垂直且平整，表面应铲平。

(2)在焊接拱肋接头外包板时，对称布置的焊缝，采用成双 焊工对称施焊，这样可使各焊缝所引起的变形相抵消；非对称焊 缝，先焊缝少的一侧，这样可使先焊的焊缝变形部分抵消。  

(2)指派专人，在浇筑混凝土过程中不停抽动塑料管至混凝土 浇筑完毕；

预应力钢束张拉时，采用应力应变双控制，以张拉力控制为主，伸长量测定为辅。每束钢绞线张拉顺序：0→20%σk（初应力，测延伸量）→100%σk（测延伸量，持荷5分钟）→100%σk锚固（初应力值作延伸量的示记）预应力钢筋张拉顺序为：0→10%σK→100%σK→持荷5分钟→100%σK锚固。

预应力束张拉的伸长量误差控制在6%以内，测定伸长量时扣除非弹性变形引起的伸长值，对同一张拉截面断丝率不得大于1% ，在任何情况下不允许钢铰线整根拉断。

(2)处置。待混凝土大于28d龄期后，用小锤对拱肋进行全面 敲击检查，发现空隙，则确定准确位置，钻孔并压注环氧树脂水 泥浆进行补救。  

1）拱脚位移

拱脚水平位移的控制是拱肋施工控制的一个重要内容，控制的主要目的是控制拱肋内力的变化、指导系杆张拉或超张拉的吨位、减小或消除施工荷载引起的拱脚水平位移，保证施工安全。

2）拱轴线型

通过控制拱肋在L/8、L/4、L/2等特征点的水平位置与标高来实现的，拱肋实际轴线若偏离设计值，将引起拱肋内力变化，影响拱的强度安全与稳定安全。施工过程中拱肋局部偏离拱轴线过大将会造成施工安全隐患，处理相当困难。特别是在钢管拼装、灌注砼和脱架阶段，必须严格控制拱轴线的偏移量。

在安装拱肋、灌注管内砼、桥道系加载等施工过程中，拱肋均会发生变形，要根据计算结果控制施工过程中拱肋的轴线，并为下一阶段的施工提出目标。以保证成桥阶段的轴线与设计吻合，使拱桥在使用期间受力合理。施工控制中，尤其要防止灌注砼阶段时“冒顶”现象的发生。

两拱肋合拢前悬臂长度最大，两端相对高差和纵桥向水平相对错位的大小是影响拱肋线是否与设计相符的关键，要特别注意。合龙时，要考虑温度变化对拱肋变位的影响。

3）拱肋应力

通过对拱肋主要控制界面的应力测试，可掌握拱肋在施工过程中的内力变化。钢管砼拱桥应力监控过程中，测试数据量大，影响因素多，因此必须根据结构的受力特点和施工阶段的受力变化，选择控制参数，对结构进行有效的监控测试，力争做到既保证施工安全，又不影响施工。如果有些截面的测点应力超过设计值，但小于允许值，则可基于实测参数进行计算分析并考虑环境的影响，综合分析原因，判断结构后续的施工工序是否安全，以便于做出是否需要加强的决策。

由于钢管砼拱桥施工监控周期较长，且跨季施工，四季温差及日温差较大，在测试应力传感器的选择上，应消除温度对测试结果的影响。

4)系杆与吊杆应力

      对于刚架系杆拱，系杆拉力用来平衡拱脚之推力，是拱桥的重要构件。为保证拱肋内力分布处于最佳状态，系杆拉力应满足各个阶段的设计要求。系杆应力的控制可与桥墩顶或拱脚水平位移的控制相

    吊杆是将拱肋与系梁连成整体结构的重要连接构件，施工中通过张拉吊杆来调整拱肋与系梁的受力和系梁的标高，因此，吊杆应力的控制就成了必要。吊杆的应力控制除通过应变计测试外，还可以通过测吊杆的振动频率求的。

5）.温度场监测

   温度是影响钢管砼拱桥变形和应力的主要因素之一。在拱桥的施工中温度变化主要由以下两个原因引起：大气和水泥水化热。为了便于进行实测值与计算值的对比以及为设计提供参数，应进行全桥温度场的测试。温度场测试将包括结构上不同构件不同位置的温度值及钢管砼拱肋内外温差的测试。温度可由钢弦应变计测量。

B、监测手段

检测手段

1）应力

  采用钢弦式应力传感器，这种传感器具有良好的稳定性，自然具有应变累积功能，抗干扰能力强，数据采集方便。

2）几何形态

采用测距精度和测角精度不低于规定值的全站仪和精密水准仪测量，测量精度在0.5mm以内。

3）预应力

   采用下列三种方法进行检测：1、千斤顶油压表读书法：千斤顶的液压也可用液压传感器来测定。2、环境随机振动法：利用索力在索的振动频率之间存在对应关系的特点，在已知索的长度、两端约束情况，分布质量等参数时，通过测量索的振动频率。计算出索的拉力；3、索力计：在每束扣索中选取一根扣索，安装索力计监控索的拉力。要求测量精度在5%以内。在检测过程中应根据实际情况选用最为合适的测量方法。为确保监测的准确性，最好是上述两种或三种方法同时并用，互为校验。

4）温度

拱肋的测温截面主要选在半个拱肋的拱脚、L/4截面L/2截面；2、观测次数与时间。温度的观测与应力观测时同步的，但在钢管拱肋合龙前3天必须进行连续24h的全天温度观测，以确定具体合龙时间。在同浇筑完后也必须增加温度的观测次数，以便测出水化热对全桥温度的影响。3、测量方法与测量仪器。钢管表面的温度采用铜-康热电偶作为传感器进行监控，同时用数据采集系统采集数据。而用温度计测环境温度；4.测量精度。温度检测测量精度应控制在0.5°以内。