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0、前言:近年来,市政桥梁工程中大量采用钢结构拱桥,其具有桥梁跨径大、造型优雅别致的特点,但是钢结构施工制作、安装难度也相应加大。本文结合工程实例,探讨市政钢结构桥梁构造方面的特点和安装监理质量控制措施。
1、工程概况
马鞍山江东大道三期阳湖塘大桥工程包括相对独立的四座桥梁:中间两座中桥,位于中央分隔带两侧,采用预应力混凝土连续箱梁结构,双向六车道,供机动车辆行驶;边桥位于中桥的两侧,为月牙形钢拱桥,采用较大跨径,跨越阳湖塘水面,造型优雅,供行人行走和非机动车车辆行驶。该桥型方案充分发挥边桥的景观效果,将中桥隐藏于边桥之间,还在桥上利用护栏外侧挑檐设置部分绿化,在边桥钢拱上设有彩灯量化,进一步美化桥梁。
边桥采用月牙形钢拱桥,桥梁总长198m,跨径布置24+30+90+30+24m。边桥分为上、下行两座独立的桥梁结构,位于桥的两侧。
边桥钢结构总宽24.6m,桥梁面积4870.8 m2,重约2000t,中桥和边桥间距为1.35m,镂空处理。
边桥结构由桥面系和拱肋系组成,见图1。
桥面系结构:
采用纵横梁组成的梁格体系,主纵梁(斜腹板箱型结构)两道位于桥面两侧,由横梁(H梁结构)连接,横梁间由内纵梁(H梁结构)连接,横梁间距3.00—3.25m。
单幅桥面宽度12.3m,其中30+90+30m跨为空间体系三连拱结构,通过钢绞线系杆张拉平衡主拱恒载推力。桥面系直接承受载荷。
拱肋系结构
拱肋系结构由主内外拱,边内外拱,风撑、拱间联系和立柱等组成。
中跨外侧主拱计算跨径90m,矢高22m,拱肋钢箱截面积顺时针扭转40,之后拱肋钢箱整体内倾15°。
中跨内侧主拱计算跨径90m,矢高18m,拱肋钢箱截面顺时针扭转30°,之后拱肋钢箱整体内倾5°。
四片拱肋形成整体空间受力结构。
边跨均采用半拱结构,外侧边拱计算跨径45m(半径22.5m)矢高4.5m,整体绕通过拱脚的垂线内旋转9.33591°。
内侧边拱计算跨径40m(半径20m)矢高4m,整体绕通过拱脚的垂线向内旋转4.73228°。
通过以上布置,形成内、外拱空间结构。中、边跨拱轴线均采用二次抛物线线形。
2、边桥钢结构安装阶段的监理工作
2.1安装准备阶段的监理工作
2.1.1熟悉施工图纸及设计变更等技术资料,收集钢结构安装的相关标准、规范等资料,本工程执行的标准有:
CJJ2—90《市政桥梁工程质量检验评定标准》
GB50205—2001《钢结构工程施工质量验收规范》
TB10212—98《铁路钢桥制造规范》
GB/T1247-12496《焊接质量保证》等。
2.1.2审查施工单位应具备相应的钢结构工程施工资质、特殊作业人员合格证和上岗证。测量人员岗位证书、测量设备(含仪表、量具等)检定书。无损探伤人员必须持证上岗等。
2.1.3审查施工中所使用的各类吊车是否经过市有关职能部门的检测并有合格检定书,作业人員的资质证书及上岗证是否齐全。
2.1.4审查边桥钢结构安装施工组织设计(方案)
重点审查项目部组织结构是否健全,管理人员是否持证上岗,施工顺序是否合理,应用的技术标准和规范是否正确,质量保证体系和安全保卫体系是否规范,应急机制是否实用,进度计划是否满足合同约定等。
2.1.5边桥钢结构安装施工组织设计还需经专家论证,对专家组提出的建议要督促施工单位落实或整改。
2.1.6安装前要对边桥的定位轴线、桥墩中心、标高和支座的中心、标高等尺寸进行复查,应符合设计要求和规范规定。
2.1.7安装前应对钢材、焊接材料、焊接接头形式、焊接方法进行焊接工艺评定。并根据评定报告确定的焊接工艺参数作为现场施焊的指导性文件报监理审批。
3、桥面系安装的监理工作
3.1桥面系由边纵梁、横梁和内纵梁组成。见图2
边纵梁采用斜腹板钢箱结构,高度为1250mm,顶板宽1900mm。底板宽1200mm。单幅桥为二件,每件全长198m。
桥梁为焊接H型钢,单幅桥为65件与边纵梁连接。
内纵梁为焊接H型钢,单幅桥为64件与横梁连接。
为了便于运输和安装,边纵梁在工厂制作时每件分为9节,现场分五个吊装段组装,分别为跨3段三节、跨2段、跨4段各为二节、跨1段、跨5段各为一节。
在桥面系安装前利用支座、桥墩作为安装支承外,还制作安装了临时支架作为安装支承,并将桥面标高、中心、跨距等基准线标注在支架上,作为桥面系安装定位的依据。
3.2监控要点
3.2.1对进场构件进行检查,不但严格检查构件制作质量还要检查构件在运输、堆放和吊装过程中的质量,防止构件在上述过程中产生的永久性变形或脱漆,如不慎构件产生变形或脱漆,应矫正和补漆后再安装。
3.2.2检查现场安装的临时支承架是否按施工方案制定设置的,支架基础是否满足强度要求。
3.2.3构件现场地面组对拼接必须满足设计和规范要求,对焊缝做超声波无损探伤,合格后才能按方案中规定的按跨段安装。
3.2.4安装构件的吊车性能必须满足要求,使用二台吊车时指挥信号要统一,起吊过程要平稳。
3.2.5构件安装中的临时加固措施必须安全,构件安装找正的精度必须满足设计和规范要求。
3.2.6严格控制安装顺序和焊接顺序,防止产生的焊接应力影响结构安全,根据设计和规范要求,做好焊缝的无损探伤工作。
3.2.7桥面系安装焊接完成后,留出设计要求的伸缩缝。对边纵梁设置的钢绞线进行第一次张拉。
4、拱肋系安装的监理工作
4.1拱肋系主要由主内外拱、边内外拱、风撑、拱间联系、立柱和吊杆组成。
主内、外拱的起拱点相互错开,横向间距2m,竖向间距0.5m;
边内、外拱的起拱点与主内、外拱的起拱点相对应。
主内、外拱材质为Q345D,箱型结构,标准段截面高675mm,顶板宽500mm,底板宽450mm;顶底板厚28mm,腹板厚25mm,拱脚段变截面,截面加高为775mm,顶板加宽为800mm,底板加宽为750mm;钢板均加厚为32mm。主内、外拱安装在90m跨径内。
边内、外拱材质为Q345D,箱型结构,标准段截面高675mm。顶板宽500mm,底板宽600mm,板厚均为25mm,拱脚段截面均加厚为28mm,边内、外拱安装在30m跨径内。
风撑为箱型结构,材质为Q345D,截面高450mm,宽400mm,顶底板厚20mm,腹板厚16mm,风撑外形为向上凸的曲线形,90m跨中主外拱间隔6.5m设置风撑一道,单座桥共9道,风撑连接于主外拱腹板之间。
拱间联系主要连接主内、外拱和边内、外拱,在90m跨中吊杆的上吊耳设置在拱间联系上。
主柱主要设置在边内、外拱处,单座桥共设置6组,上端连接与边纵梁底部,下端连接于拱肋上,均为箱型结构,材质为Q345D。
4.2监控要点
4.2.1对进场构件进行检查,按工厂制作时的分段编号进行组装,并将连接处的记号(如连接主外拱的风撑位置记号,连接主内、外的拱间联系安装位置记号等)显示。
主内、外拱在工厂制作时采用整体拼接组对,分段焊接后再进行预拼装矫正,主内拱分成7段,主外拱分成5段运往现场。
在现场搭设组装平台,分别将主外拱和主内拱组装成整体拱肋,然后按安装节段组焊后分三次吊装就位。
主外拱5段分3次吊装,即在地面组装后分别将1-2、2’-1’焊成节段1和节段2,吊装顺序为节段1—节段2—节段3合拢。
主内拱按同样方法组对后分节段焊接安装。
4.2.2安装主内、外拱的临时支架必须按施工方案要求设置,检查安装在支架上的定位模板的标高、中心、跨距是否正确。
4.2.3安装构件的吊车性能必须满足安装要求。
4.2.4严格控制安装顺序:主外拱——风撑——主内拱——拱间联系。
4.2.5严格控制焊接顺序,最大限度减少焊接应力,并依据设计和规范的要求做好焊缝的超声波探伤检验工作。
在桥梁钢结构及吊杆安装过程中后,采用施工监测技术对结构应力及变形进行监控,并根据监控数据指导钢结构构件及吊杆安装。
5、结束语
桥梁施工的质量控制必须从施工准备阶段就要重视,一开始监理部制定了详细的监理计划,监理工程师制定了监理细则,并在实际工作中严格遵照实施。在施工安装过程中采用旁站、巡检和抽查的方法,及时发现质量问题,对预见可能产生质量问题的地方,事前与施工单位做好沟通,要求他们采取必要措施加以防止,确保工程质量达到设计和规范要求。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
1、工程概况
马鞍山江东大道三期阳湖塘大桥工程包括相对独立的四座桥梁:中间两座中桥,位于中央分隔带两侧,采用预应力混凝土连续箱梁结构,双向六车道,供机动车辆行驶;边桥位于中桥的两侧,为月牙形钢拱桥,采用较大跨径,跨越阳湖塘水面,造型优雅,供行人行走和非机动车车辆行驶。该桥型方案充分发挥边桥的景观效果,将中桥隐藏于边桥之间,还在桥上利用护栏外侧挑檐设置部分绿化,在边桥钢拱上设有彩灯量化,进一步美化桥梁。
边桥采用月牙形钢拱桥,桥梁总长198m,跨径布置24+30+90+30+24m。边桥分为上、下行两座独立的桥梁结构,位于桥的两侧。
边桥钢结构总宽24.6m,桥梁面积4870.8 m2,重约2000t,中桥和边桥间距为1.35m,镂空处理。
边桥结构由桥面系和拱肋系组成,见图1。
桥面系结构:
采用纵横梁组成的梁格体系,主纵梁(斜腹板箱型结构)两道位于桥面两侧,由横梁(H梁结构)连接,横梁间由内纵梁(H梁结构)连接,横梁间距3.00—3.25m。
单幅桥面宽度12.3m,其中30+90+30m跨为空间体系三连拱结构,通过钢绞线系杆张拉平衡主拱恒载推力。桥面系直接承受载荷。
拱肋系结构
拱肋系结构由主内外拱,边内外拱,风撑、拱间联系和立柱等组成。
中跨外侧主拱计算跨径90m,矢高22m,拱肋钢箱截面积顺时针扭转40,之后拱肋钢箱整体内倾15°。
中跨内侧主拱计算跨径90m,矢高18m,拱肋钢箱截面顺时针扭转30°,之后拱肋钢箱整体内倾5°。
四片拱肋形成整体空间受力结构。
边跨均采用半拱结构,外侧边拱计算跨径45m(半径22.5m)矢高4.5m,整体绕通过拱脚的垂线内旋转9.33591°。
内侧边拱计算跨径40m(半径20m)矢高4m,整体绕通过拱脚的垂线向内旋转4.73228°。
通过以上布置,形成内、外拱空间结构。中、边跨拱轴线均采用二次抛物线线形。
2、边桥钢结构安装阶段的监理工作
2.1安装准备阶段的监理工作
2.1.1熟悉施工图纸及设计变更等技术资料,收集钢结构安装的相关标准、规范等资料,本工程执行的标准有:
CJJ2—90《市政桥梁工程质量检验评定标准》
GB50205—2001《钢结构工程施工质量验收规范》
TB10212—98《铁路钢桥制造规范》
GB/T1247-12496《焊接质量保证》等。
2.1.2审查施工单位应具备相应的钢结构工程施工资质、特殊作业人员合格证和上岗证。测量人员岗位证书、测量设备(含仪表、量具等)检定书。无损探伤人员必须持证上岗等。
2.1.3审查施工中所使用的各类吊车是否经过市有关职能部门的检测并有合格检定书,作业人員的资质证书及上岗证是否齐全。
2.1.4审查边桥钢结构安装施工组织设计(方案)
重点审查项目部组织结构是否健全,管理人员是否持证上岗,施工顺序是否合理,应用的技术标准和规范是否正确,质量保证体系和安全保卫体系是否规范,应急机制是否实用,进度计划是否满足合同约定等。
2.1.5边桥钢结构安装施工组织设计还需经专家论证,对专家组提出的建议要督促施工单位落实或整改。
2.1.6安装前要对边桥的定位轴线、桥墩中心、标高和支座的中心、标高等尺寸进行复查,应符合设计要求和规范规定。
2.1.7安装前应对钢材、焊接材料、焊接接头形式、焊接方法进行焊接工艺评定。并根据评定报告确定的焊接工艺参数作为现场施焊的指导性文件报监理审批。
3、桥面系安装的监理工作
3.1桥面系由边纵梁、横梁和内纵梁组成。见图2
边纵梁采用斜腹板钢箱结构,高度为1250mm,顶板宽1900mm。底板宽1200mm。单幅桥为二件,每件全长198m。
桥梁为焊接H型钢,单幅桥为65件与边纵梁连接。
内纵梁为焊接H型钢,单幅桥为64件与横梁连接。
为了便于运输和安装,边纵梁在工厂制作时每件分为9节,现场分五个吊装段组装,分别为跨3段三节、跨2段、跨4段各为二节、跨1段、跨5段各为一节。
在桥面系安装前利用支座、桥墩作为安装支承外,还制作安装了临时支架作为安装支承,并将桥面标高、中心、跨距等基准线标注在支架上,作为桥面系安装定位的依据。
3.2监控要点
3.2.1对进场构件进行检查,不但严格检查构件制作质量还要检查构件在运输、堆放和吊装过程中的质量,防止构件在上述过程中产生的永久性变形或脱漆,如不慎构件产生变形或脱漆,应矫正和补漆后再安装。
3.2.2检查现场安装的临时支承架是否按施工方案制定设置的,支架基础是否满足强度要求。
3.2.3构件现场地面组对拼接必须满足设计和规范要求,对焊缝做超声波无损探伤,合格后才能按方案中规定的按跨段安装。
3.2.4安装构件的吊车性能必须满足要求,使用二台吊车时指挥信号要统一,起吊过程要平稳。
3.2.5构件安装中的临时加固措施必须安全,构件安装找正的精度必须满足设计和规范要求。
3.2.6严格控制安装顺序和焊接顺序,防止产生的焊接应力影响结构安全,根据设计和规范要求,做好焊缝的无损探伤工作。
3.2.7桥面系安装焊接完成后,留出设计要求的伸缩缝。对边纵梁设置的钢绞线进行第一次张拉。
4、拱肋系安装的监理工作
4.1拱肋系主要由主内外拱、边内外拱、风撑、拱间联系、立柱和吊杆组成。
主内、外拱的起拱点相互错开,横向间距2m,竖向间距0.5m;
边内、外拱的起拱点与主内、外拱的起拱点相对应。
主内、外拱材质为Q345D,箱型结构,标准段截面高675mm,顶板宽500mm,底板宽450mm;顶底板厚28mm,腹板厚25mm,拱脚段变截面,截面加高为775mm,顶板加宽为800mm,底板加宽为750mm;钢板均加厚为32mm。主内、外拱安装在90m跨径内。
边内、外拱材质为Q345D,箱型结构,标准段截面高675mm。顶板宽500mm,底板宽600mm,板厚均为25mm,拱脚段截面均加厚为28mm,边内、外拱安装在30m跨径内。
风撑为箱型结构,材质为Q345D,截面高450mm,宽400mm,顶底板厚20mm,腹板厚16mm,风撑外形为向上凸的曲线形,90m跨中主外拱间隔6.5m设置风撑一道,单座桥共9道,风撑连接于主外拱腹板之间。
拱间联系主要连接主内、外拱和边内、外拱,在90m跨中吊杆的上吊耳设置在拱间联系上。
主柱主要设置在边内、外拱处,单座桥共设置6组,上端连接与边纵梁底部,下端连接于拱肋上,均为箱型结构,材质为Q345D。
4.2监控要点
4.2.1对进场构件进行检查,按工厂制作时的分段编号进行组装,并将连接处的记号(如连接主外拱的风撑位置记号,连接主内、外的拱间联系安装位置记号等)显示。
主内、外拱在工厂制作时采用整体拼接组对,分段焊接后再进行预拼装矫正,主内拱分成7段,主外拱分成5段运往现场。
在现场搭设组装平台,分别将主外拱和主内拱组装成整体拱肋,然后按安装节段组焊后分三次吊装就位。
主外拱5段分3次吊装,即在地面组装后分别将1-2、2’-1’焊成节段1和节段2,吊装顺序为节段1—节段2—节段3合拢。
主内拱按同样方法组对后分节段焊接安装。
4.2.2安装主内、外拱的临时支架必须按施工方案要求设置,检查安装在支架上的定位模板的标高、中心、跨距是否正确。
4.2.3安装构件的吊车性能必须满足安装要求。
4.2.4严格控制安装顺序:主外拱——风撑——主内拱——拱间联系。
4.2.5严格控制焊接顺序,最大限度减少焊接应力,并依据设计和规范的要求做好焊缝的超声波探伤检验工作。
在桥梁钢结构及吊杆安装过程中后,采用施工监测技术对结构应力及变形进行监控,并根据监控数据指导钢结构构件及吊杆安装。
5、结束语
桥梁施工的质量控制必须从施工准备阶段就要重视,一开始监理部制定了详细的监理计划,监理工程师制定了监理细则,并在实际工作中严格遵照实施。在施工安装过程中采用旁站、巡检和抽查的方法,及时发现质量问题,对预见可能产生质量问题的地方,事前与施工单位做好沟通,要求他们采取必要措施加以防止,确保工程质量达到设计和规范要求。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。