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摘要：近年来，钢管混凝土系杆拱桥以其跨度大、结构轻、造型美、省建材等优点，被广泛应用于公路工程。但该桥型技术复杂，施工难度大，已经暴露和潜在的问题还很多，亟待广大工程技术人员在实践中不断探讨和完善，本文将结合工程实践就有关问题做简要阐述。
关键词：现浇 系杆拱桥 施工 质量控制
中图分类号： O213 文献标识码： A
前言
某跨径为：75m+2×228m+75m 的中承式钢管混凝土系杆拱桥，主跨钢管混凝土拱肋断面采用四根φ900mm 钢管组成空间桁架结构，主孔拱肋高4.6m，拱肋宽2.6m，四根钢管通过横向缀条、隔板和腹杆连接，并在两缀条间和钢管内部灌注50 号微膨胀自密实混凝土。边拱采用悬链线拱，拱肋高5.0m，拱肋宽3.0m，为现浇混凝土拱。本文以该桥为例，对钢管混凝土拱桥施工的主要质量控制措施进行了较全面的阐述。
一、钢管拱制作质量控制
主拱由4 个拱肋构成,单个拱肋分为4 个运输节段，全桥共分为16 个运输节段。主拱肋预拼装胎架按半桥（两个运输节段）匹配制造设计，胎架按桥线型（含预拱）设计制造。在胎架上完成主拱肋预拼、腹杆相贯线预拼及临时连接件的安装工作。单元件按筒节、筒节虾弯对接、片装单元、运输节段和吊装节段划分。
1、主拱肋匹配制造
拱肋节段匹配制造在有硬化地面的厂房及其延长的水泥路面区域进行。钢管拱肋在厂内制造分为以下四个阶段：主弦管卷制加工、主弦管部件组装与虾弯对接、片装节段组装、分段匹配制造。
（1）主弦管卷制加工
a放样下料。应用计算机三维立体放样和数控编程录入技术，提高放样下料精度。所有零件均预置精度补偿量，并采用无余量下料工艺。
b主弦管卷制加工。主拱肋上弦分为121×8 个筒节，下弦分为119×8 个筒节。全桥合计1920 个筒节，单个筒节最大长度＜3 米。下料完成后，对筒节按长度类型进行编号，尽量将筒节类型减到最少，形成批量生产。压头在1300t油压机上完成；压头后在三芯辊床上进行卷制；焊接采用埋弧自动焊。筒节制造严格控制椭圆度，筒节校正在三芯辊床和油压机上进行。筒节装配焊接均在专用胎架上进行。
（2）主弦管部件组装与虾弯对接
主拱弦管部件由3～4 个筒节在专用胎架上对接而成，对接后的直段长度约8～10 米，对接环缝焊接采用埋弧自动焊，在滚轮胎架上进行，通过调节滚轮胎架电机转速来调节焊接速度以确保焊接质量。环缝焊接完工后按相关规范和技术要求进行无损检测,合格后焊缝管用加强肋。
（3）片装节段组装
主弦管对接环缝采用陶质衬垫CO2气体保护焊接。加筋板采用CO2气体保护半自动焊接，然后再从中间向两端依次装焊拉筋。片装单元脱离卧装胎架后在平台上采用埋弧自动焊接缀板与主弦管间的焊缝。为控制焊接变形，焊前应将弦管与平台刚性固定，打底、填充焊時先焊外侧缀板，翻身焊接内侧缀板，再翻身盖面外侧缀板。
（4）主拱肋卧拼匹配制造
该桥主拱肋共有4×4 个吊装分段。厂内制造时，每半幅拱肋进行卧拼装匹配制造。依次安装腹板、横隔板、缀板、腹管、吊杆处构件、接头处加强构件等。
（5）匹配制造胎架
匹配胎架是分段匹配制造的基础,要求其具有足够的刚度,胎架模板是分段匹配制造的外形依托，必须牢固可靠。胎架线型值由计算机放样提供，采用激光经纬仪划出零、部件的纵、横向定位线，分段纵向中心线等定位标记，以便于分段组装时各零件的定位。分段匹配制造每完成一轮，要复验胎架线型及所有标记位置。施工时按胎架图册进行制造。
2、钢管拱拱肋焊接质量控制
拱肋焊接质量是决定主拱肋质量的关键工序。主要应作好以下几点：
（1） 钢管拱肋加工制作的焊接工作在室内进行；
（2）焊接材料和工艺的选择：在保证焊接接头强度的原则下，尽量提高焊接接头的韧性指标，力求避免和减少焊缝多次相交的不良结构细节。
（3）焊接钢管的卷管焊缝采用埋弧自动焊，其他焊缝采用埋弧自动焊或直流焊机手工焊接。
（4）焊接钢管的对接焊缝和钢管拱肋加工制作中根据设计要求进行开坡口焊接的构件，并在施焊前开好坡口。
（5）为保证拉杆的焊接质量，在施焊极其困难的情况下（两缀板间距只有560mm 且内有加劲）对拉杆与缀板间施焊。
二、钢管拱拱肋架设质量控制
钢管拱出厂前在厂内进行试拼，按1/4 拱拼装成拱片，采用特别改装的600 吨级重型甲板驳船水运至桥址后，用拖轮将驳船沿开挖好的河道运至门式膺架下，通过卷扬机将拱片运输船就位，再在两艘驳船上，利用两台50 吨千斤顶及万能杆件支撑架进行1/2 拱段的拼装。在1/2 拱成形后，采用门式膺架进行吊装。经测量精确定位，拱轴线与理论轴线重合后完成半拱吊装。两片1/2 拱吊装到位后，在合拢部位安装两个200 吨的临时油顶对拱轴线进行调整，调整到位后，根据当时的气温，按设计及监控单位提供的数据，将合拢段安装焊接，完成一片拱肋的安装程序。
三、钢管拱内混凝土配制与现场浇筑
1、自密实混凝土配合比设计
分两阶段进行了配合比设计试验：第一阶段为选材和配合比的初步试验，第二阶段为配合比的细化试验。经过第一阶段20 组选材和配合比初步试验，确定采用的水泥、砂、石、水、外加剂材料品牌（产地），经过第二阶段50 组细化试验,确定钢管混凝土最终配合比。
2、钢管混凝土泵压工艺
本次泵压钢管混凝土，采用“一泵到顶、多点导入”的泵压工艺。即在两跨钢管拱四个拱脚同时泵压混凝土，混凝土由下向上顶升充满钢管，在拱顶会合，并由拱顶的增压排浆管排出砂浆及杂物，直至出现新鲜混凝土。为了避免施工中拱脚泵入点压力过大，在主拱1/3 矢高及2/3 矢高处对称设置第二级和第三级泵入点。一旦拱脚泵入点泵送压力超过16Mpa（设备最高出口压力），立即通过备用泵管将拱脚泵入点转移至第二级或第三级泵入点处，继续泵压，直至结束。
（1）泵压混凝土设备
由于要求两跨同时对称泵压混凝土，共配备5 台泵送设备。每个拱脚配备一台，并有一台备用。
（2）泵压混凝土工艺
a 施工准备：为了防止泵压混凝土过程中由于不平衡受力导致拱发生横向位移，在钢管拱横桥方向上、下游各设置两道缆风绳，精确调整拱轴线至设计位置，锁死缆风绳。在每根钢管三级泵入点处水平焊接进料导管，导管上带有截止阀防止混凝土倒流。将拱脚处进料导管与地面输送泵连接。在主拱上每12 米左右切割一直径12mm 的排气孔。并在上面焊接螺母并拧上螺杆。在拱顶处焊接一个直径150mm，高2.0m 增压排浆管。
b混凝土泵压顺序：先泵压下游下弦缀板混凝土，再泵
压下游下弦钢管，接着泵压上游下弦缀板，然后压注上游下弦钢管。最后依次泵压下游上弦和上游上弦。c缀板混凝土的泵压：由于缀板在拱脚处被拱上系杆箱隔开，因此系杆箱下部6m 范围缀板利用输送泵压注混凝土，然后使用附着振动器将混凝土振捣密实。系杆箱以上部分采用直接泵压。
d钢管混凝土的泵压：钢管混凝土泵压流程为：安装泵压设备→打开截止阀→拧开排气孔螺栓→泵送砂浆→泵压混凝土→增压管排浆→关闭闸板→拆除泵管→冲洗钢管拱表面。钢管混凝土泵压采用从拱脚一次泵送到顶的工艺，中途不考虑更换泵入点。第二级和第三级泵入点作为备用。只有在出现管内阻力过大、混凝土流动性降低等特殊情况导致的输送泵出口压力超过设备最大出口压力时，才考虑将拱脚泵入点更换至第二级或第三级泵入点进行泵压。
结束语
本工程经现场敲击、超声波、试压等检测，钢管混凝土密实度良好、试件强度符合设计要求，施工质量优良。本次施工的成功主要得益于两个方面，一是现场施工的质量控制，二是方案做得缜密、完善，且操作一丝不苟，成为同类型施工中又一个成功的范例。
参考文献
[1] 吴文清,王成树,刘国昌,叶见曙.大跨度系杆拱桥柔性吊杆张力监测和参数识别研究[J]. 公路交通科技. 2007(01) ：75—58
[2] 张天航,李清富.多跨连续斜靠式异型拱桥的设计与稳定分析[J]. 郑州大学学报(工学版). 2006(02) ：57—64
[3] 钟轶峰,殷学纲,陈淮.斜靠式异型拱桥体系振动特性分析[J]. 桥梁建设. 2005(02) ：88—71
[4] 李乔,李丽.异型拱桥结构内力分析[J]. 公路交通科技. 2001(01) ：47—53
关键词：现浇 系杆拱桥 施工 质量控制
中图分类号： O213 文献标识码： A
前言
某跨径为：75m+2×228m+75m 的中承式钢管混凝土系杆拱桥，主跨钢管混凝土拱肋断面采用四根φ900mm 钢管组成空间桁架结构，主孔拱肋高4.6m，拱肋宽2.6m，四根钢管通过横向缀条、隔板和腹杆连接，并在两缀条间和钢管内部灌注50 号微膨胀自密实混凝土。边拱采用悬链线拱，拱肋高5.0m，拱肋宽3.0m，为现浇混凝土拱。本文以该桥为例，对钢管混凝土拱桥施工的主要质量控制措施进行了较全面的阐述。
一、钢管拱制作质量控制
主拱由4 个拱肋构成,单个拱肋分为4 个运输节段，全桥共分为16 个运输节段。主拱肋预拼装胎架按半桥（两个运输节段）匹配制造设计，胎架按桥线型（含预拱）设计制造。在胎架上完成主拱肋预拼、腹杆相贯线预拼及临时连接件的安装工作。单元件按筒节、筒节虾弯对接、片装单元、运输节段和吊装节段划分。
1、主拱肋匹配制造
拱肋节段匹配制造在有硬化地面的厂房及其延长的水泥路面区域进行。钢管拱肋在厂内制造分为以下四个阶段：主弦管卷制加工、主弦管部件组装与虾弯对接、片装节段组装、分段匹配制造。
（1）主弦管卷制加工
a放样下料。应用计算机三维立体放样和数控编程录入技术，提高放样下料精度。所有零件均预置精度补偿量，并采用无余量下料工艺。
b主弦管卷制加工。主拱肋上弦分为121×8 个筒节，下弦分为119×8 个筒节。全桥合计1920 个筒节，单个筒节最大长度＜3 米。下料完成后，对筒节按长度类型进行编号，尽量将筒节类型减到最少，形成批量生产。压头在1300t油压机上完成；压头后在三芯辊床上进行卷制；焊接采用埋弧自动焊。筒节制造严格控制椭圆度，筒节校正在三芯辊床和油压机上进行。筒节装配焊接均在专用胎架上进行。
（2）主弦管部件组装与虾弯对接
主拱弦管部件由3～4 个筒节在专用胎架上对接而成，对接后的直段长度约8～10 米，对接环缝焊接采用埋弧自动焊，在滚轮胎架上进行，通过调节滚轮胎架电机转速来调节焊接速度以确保焊接质量。环缝焊接完工后按相关规范和技术要求进行无损检测,合格后焊缝管用加强肋。
（3）片装节段组装
主弦管对接环缝采用陶质衬垫CO2气体保护焊接。加筋板采用CO2气体保护半自动焊接，然后再从中间向两端依次装焊拉筋。片装单元脱离卧装胎架后在平台上采用埋弧自动焊接缀板与主弦管间的焊缝。为控制焊接变形，焊前应将弦管与平台刚性固定，打底、填充焊時先焊外侧缀板，翻身焊接内侧缀板，再翻身盖面外侧缀板。
（4）主拱肋卧拼匹配制造
该桥主拱肋共有4×4 个吊装分段。厂内制造时，每半幅拱肋进行卧拼装匹配制造。依次安装腹板、横隔板、缀板、腹管、吊杆处构件、接头处加强构件等。
（5）匹配制造胎架
匹配胎架是分段匹配制造的基础,要求其具有足够的刚度,胎架模板是分段匹配制造的外形依托，必须牢固可靠。胎架线型值由计算机放样提供，采用激光经纬仪划出零、部件的纵、横向定位线，分段纵向中心线等定位标记，以便于分段组装时各零件的定位。分段匹配制造每完成一轮，要复验胎架线型及所有标记位置。施工时按胎架图册进行制造。
2、钢管拱拱肋焊接质量控制
拱肋焊接质量是决定主拱肋质量的关键工序。主要应作好以下几点：
（1） 钢管拱肋加工制作的焊接工作在室内进行；
（2）焊接材料和工艺的选择：在保证焊接接头强度的原则下，尽量提高焊接接头的韧性指标，力求避免和减少焊缝多次相交的不良结构细节。
（3）焊接钢管的卷管焊缝采用埋弧自动焊，其他焊缝采用埋弧自动焊或直流焊机手工焊接。
（4）焊接钢管的对接焊缝和钢管拱肋加工制作中根据设计要求进行开坡口焊接的构件，并在施焊前开好坡口。
（5）为保证拉杆的焊接质量，在施焊极其困难的情况下（两缀板间距只有560mm 且内有加劲）对拉杆与缀板间施焊。
二、钢管拱拱肋架设质量控制
钢管拱出厂前在厂内进行试拼，按1/4 拱拼装成拱片，采用特别改装的600 吨级重型甲板驳船水运至桥址后，用拖轮将驳船沿开挖好的河道运至门式膺架下，通过卷扬机将拱片运输船就位，再在两艘驳船上，利用两台50 吨千斤顶及万能杆件支撑架进行1/2 拱段的拼装。在1/2 拱成形后，采用门式膺架进行吊装。经测量精确定位，拱轴线与理论轴线重合后完成半拱吊装。两片1/2 拱吊装到位后，在合拢部位安装两个200 吨的临时油顶对拱轴线进行调整，调整到位后，根据当时的气温，按设计及监控单位提供的数据，将合拢段安装焊接，完成一片拱肋的安装程序。
三、钢管拱内混凝土配制与现场浇筑
1、自密实混凝土配合比设计
分两阶段进行了配合比设计试验：第一阶段为选材和配合比的初步试验，第二阶段为配合比的细化试验。经过第一阶段20 组选材和配合比初步试验，确定采用的水泥、砂、石、水、外加剂材料品牌（产地），经过第二阶段50 组细化试验,确定钢管混凝土最终配合比。
2、钢管混凝土泵压工艺
本次泵压钢管混凝土，采用“一泵到顶、多点导入”的泵压工艺。即在两跨钢管拱四个拱脚同时泵压混凝土，混凝土由下向上顶升充满钢管，在拱顶会合，并由拱顶的增压排浆管排出砂浆及杂物，直至出现新鲜混凝土。为了避免施工中拱脚泵入点压力过大，在主拱1/3 矢高及2/3 矢高处对称设置第二级和第三级泵入点。一旦拱脚泵入点泵送压力超过16Mpa（设备最高出口压力），立即通过备用泵管将拱脚泵入点转移至第二级或第三级泵入点处，继续泵压，直至结束。
（1）泵压混凝土设备
由于要求两跨同时对称泵压混凝土，共配备5 台泵送设备。每个拱脚配备一台，并有一台备用。
（2）泵压混凝土工艺
a 施工准备：为了防止泵压混凝土过程中由于不平衡受力导致拱发生横向位移，在钢管拱横桥方向上、下游各设置两道缆风绳，精确调整拱轴线至设计位置，锁死缆风绳。在每根钢管三级泵入点处水平焊接进料导管，导管上带有截止阀防止混凝土倒流。将拱脚处进料导管与地面输送泵连接。在主拱上每12 米左右切割一直径12mm 的排气孔。并在上面焊接螺母并拧上螺杆。在拱顶处焊接一个直径150mm，高2.0m 增压排浆管。
b混凝土泵压顺序：先泵压下游下弦缀板混凝土，再泵
压下游下弦钢管，接着泵压上游下弦缀板，然后压注上游下弦钢管。最后依次泵压下游上弦和上游上弦。c缀板混凝土的泵压：由于缀板在拱脚处被拱上系杆箱隔开，因此系杆箱下部6m 范围缀板利用输送泵压注混凝土，然后使用附着振动器将混凝土振捣密实。系杆箱以上部分采用直接泵压。
d钢管混凝土的泵压：钢管混凝土泵压流程为：安装泵压设备→打开截止阀→拧开排气孔螺栓→泵送砂浆→泵压混凝土→增压管排浆→关闭闸板→拆除泵管→冲洗钢管拱表面。钢管混凝土泵压采用从拱脚一次泵送到顶的工艺，中途不考虑更换泵入点。第二级和第三级泵入点作为备用。只有在出现管内阻力过大、混凝土流动性降低等特殊情况导致的输送泵出口压力超过设备最大出口压力时，才考虑将拱脚泵入点更换至第二级或第三级泵入点进行泵压。
结束语
本工程经现场敲击、超声波、试压等检测，钢管混凝土密实度良好、试件强度符合设计要求，施工质量优良。本次施工的成功主要得益于两个方面，一是现场施工的质量控制，二是方案做得缜密、完善，且操作一丝不苟，成为同类型施工中又一个成功的范例。
参考文献
[1] 吴文清,王成树,刘国昌,叶见曙.大跨度系杆拱桥柔性吊杆张力监测和参数识别研究[J]. 公路交通科技. 2007(01) ：75—58
[2] 张天航,李清富.多跨连续斜靠式异型拱桥的设计与稳定分析[J]. 郑州大学学报(工学版). 2006(02) ：57—64
[3] 钟轶峰,殷学纲,陈淮.斜靠式异型拱桥体系振动特性分析[J]. 桥梁建设. 2005(02) ：88—71
[4] 李乔,李丽.异型拱桥结构内力分析[J]. 公路交通科技. 2001(01) ：47—53