鋼管混凝土結構是在鋼管內填充混凝土形成的組合結構，兼具鋼結構和混凝土結構的特點，有效發揮了混凝土和鋼的力學特性，利用鋼管的箍效應，大大提高了結構的抗壓和抗變形能力。鋼管混凝土系桿拱橋造型美觀、結構嚴謹、受力科學、經濟合理，近年來在公路和城市橋梁建設中得到廣泛應用。但由於其技術含量高、工藝嚴密、程序繁多、施工難度大，總結今後此類橋梁的建設管理經驗具有現實的指導意義。本文以南河大橋為例，淺談其鋼管拱肋的制作和施工控制。
2項目概況
南河大橋位於江蘇省溧陽市西部，是新建寧杭高速公路上的壹座跨南河特大橋，全長659.44米..技術標準:設計荷載超過20，荷載為-120；橋面凈寬為2×15.25米；；渠道級別為規劃級別5；凈空標準為50.0×5.0m；；地震烈度為7度。
南河大橋主跨為下承式預應力混凝土系桿拱結構，具有剛性系桿拱。計算跨度為126.28 m，拱軸線為二次拋物線，矢高為25.256 m，矢跨比為1: 5。拱肋采用啞鈴形鋼管混凝土，上下鋼管外徑為1 lOem，鋼管和腹板壁厚為1。4em，填充40 #微膨脹混凝土(見圖1)。風撐呈K形，由外徑為110cm和80cm的焊接鋼管組成。全橋共設置4根拱肋，6對風撐(見圖2)，38根橫梁，76根吊桿。
3鋼管拱肋加工
3.1主要工藝流程
原材料檢驗→放樣→下料→加工→組裝焊接→火工微彎段組裝及腹板焊接→吊桿相關零件(附件)組裝焊接工藝檢驗→安裝排氣排漿孔→拱肋預組裝→油漆防銹。
3.2加工方案要點
節段劃分:為便於吊裝，拱肋鋼管分段制作。根據現場吊裝能力，本橋每根拱肋分為兩個拱腳預埋段和七個中間吊裝段，每個K形抗風柱為壹個節段。
制造方法:用卷板機將鋼板卷成圓管；組裝焊接成設計基礎長度的6m和17m拱肋管和風撐管；上下拱肋管的設計軸線由火工輕微彎曲成型，然後在設置的專用胎架上完成定位、焊接和節段拼裝。每個風撐管段裝配在另壹個平面夾具上。
大接頭余量:為保證每壹步施工方案和工藝滿足設計要求，達到規定的偏差精度，上下拱肋管大接頭增加80mm余量，在拼裝管片時預留，僅在管片計算長度處進行正對。增加焊接補償:考慮到節段拼裝，腹板焊接會影響每個拱肋節段的上下管間距，可沿徑向線增加5mm作為焊接補償，以保證設計幾何尺寸。
劃線:標出拱肋管在0℃和180℃時的徑向線，作為火工和管片組裝檢查的劃線。
安裝標記:為了便於現場安裝，拱肋預拼裝前，應通過測量徑向線和站號線來標記現場安裝時各接頭的控制點，並在塗漆時采取壹定的保護措施。
3.3施工控制要點
(1)根據設計文件提供的相關驗收規範和工藝要求，編制了各工序的具體驗收項目和標準。
(2)放樣應保證所有支撐表、套料卡和下料草圖的正確性和完整性，並標明角度、尺寸、名稱、數據等。樣品和樣品條在後續過程中的位置。
(3)對所有零件的下料進行檢查，超差部分不得流入下道工序；火焰切割的零件必須清洗拋光，有熱變形的必須校正後才能使用。
(4)坡口邊緣的直線度和角度應符合公差要求。
(5)胎架應有足夠的剛度以控制結構變形，必要時應標出胎架的中心線、定位基準線和輔助線。
(6)所有裝配不得強行進行，以免損壞母材，並嚴格安裝管路，控制間隙。焊接完成後，應及時校正。
(7)嚴格控制拱肋管煙火溫度，嚴禁用水冷卻。
(8)制定周密的專業測量流程，檢測儀器必須經過計量部門檢驗，操作時要考慮環境影響。
(9)完善安全措施。
4個關鍵流程
4.1焊縫焊接
焊接是壹項專業性、標準化的工作，在鋼結構工程施工中非常重要。因此，對該橋鋼管拱肋加工過程進行全過程監控是關鍵。
4.1.1焊前準備
施工技術部根據設計文件，參照有關標準、規範和規程，制定焊接工藝原則，明確焊接方法、工藝措施、質量標準和驗收規範。本橋拱肋鋼管的焊接方法有手工電弧焊、CO2氣體保護焊和自動埋弧焊。
工藝評定:焊接工藝評定是鋼結構制造的基礎，施工單位必須結合工程實際完成工藝評定文件，並作為竣工文件保存。根據對接接頭、搭接接頭和丁字接頭的焊縫形式，確定相應的焊接方法，不得隨意改變。
25mm範圍內，應按要求清洗，除去表面油汙、鐵銹、水垢和灰塵等。·焊接前清洗幹凈，陶瓷墊片必須按操作規程施工。
生產試板:為保證焊縫質量，南河大橋拱肋結構配備生產試板，與相應焊縫材質相同、厚度相同、坡口相同、軋制方向相同，按照相應的技術標準進行力學性能測試，確保其參數符合規範要求。制定生產試板評定流程，明確規定用途、適用範圍、參考標準和流程內容，確保焊縫的焊接質量。
4.1.2焊接要求
工廠焊接:南河大橋拱肋鋼管制作組裝過程中，縱、環縫采用V型槽，單面焊接，雙面成型，反面(管內)貼陶瓷墊片。焊縫填充過程分為四步，即co2氣體保護焊打底填充兩步，埋弧焊填充壹步和蓋面壹步。引弧板和滅弧板分別安裝在縱縫焊接的始端和末端，坡口類型與縱縫相同。環縫焊接采用滾動胎架，仰焊焊接。每道工序的焊接應壹次完成。因故停焊繼續焊接時，不得從母材上引弧，引弧處應刨削或打磨成1: 4的斜坡搭接，搭接長度不小於50 mm..
現場安裝:現場安裝采用手工電弧焊，抗風柱與拱肋相貫線及節段對接采用對稱焊接。拱肋合攏段定位後，達到設計合攏溫度後才能進行焊接。
4.1.3焊縫質量檢驗
南河大橋焊縫等級滿足GB50205的壹級焊縫要求。焊縫的外觀質量應美觀整齊，尺寸應符合設計和工藝要求，以保證無裂紋、氣孔、夾渣、焊瘤、弧坑等焊接缺陷。其內在質量要求在焊接24小時後，焊縫長度的100%應進行超聲波檢查，10%應進行X射線探傷。
4.2分段線性加工
拱肋段是構成拱軸線的基本單元，其線形取決於拱肋管的微彎。火工品微彎法是火工品和外力形成設計曲線。根據設計拱軸線方程，通過計算機計算確定每節上下拱肋鋼管所有控制點的坐標，作為微彎和測控的依據，並編制具體的驗收標準工藝文件。
實施步驟:設計搭建模型胎架→標出其縱橫中心線和輔助線→確定胎架上各站線位置，準確安裝支架和施加外力的設備→將帶肋鋼管就位，設定平面坐標→劃出加熱區域→分區域加熱施加外力。
控制點:
(1)確保上胎架上待彎曲的鋼管位置正確，即鋼管的徑向線及其中心線應與胎架的縱向中心線和中心線壹致；
(2)加熱應從兩端向中間對稱進行；
(3)外力施加要對稱、合理，壓力要逐漸、適當；
(4)強調壓力和溫度的協調控制；
(5)加熱帶應避開環縫位置，約定帶寬可根據實際情況適當調整；
(6)隨時觀察測量拱軸線的坐標，控制彎曲。
4.3拱肋預拼接
拱肋成型是否符合設計線形是橋梁成橋的關鍵。因此，拱肋節段完成後，必須通過預拼接對其跨度、拱軸線、水平度(拱軸線的橫向偏差)、吊桿位置的準確性進行全面檢查，為現場吊裝做好準備。南河大橋拱肋工廠預拼裝采用水平整塊預拼裝方案。
預拼裝法:完全按照現場分段吊裝順序，從拱腳預埋段開始，從兩端對稱進行。合攏段應留有管片制造余量(現場安裝時去除)，其他管片的制造余量應去除(僅留環縫余量)。
控制點:
(1)選擇足夠剛性的平面場地和空間，並配備相應的吊裝設備和胎架工裝。
(2)檢測儀器應送至專門的計量單位進行校準。
(3)根據編制的預裝配工藝制定預裝配計劃。
(4)按照預裝配方案進行預裝配，妥善保存預裝配測量數據，並采取壹定措施保護預裝配控制點，以備安裝時使用。
通過工廠預拼裝，檢測了拱肋節段的加工精度，最大限度地消除了拱肋節段的加工偏差，完成了現場吊裝的各項準備工作。
5結束語
隨著國家交通建設的快速發展，作為橋梁工程中合理利用復合材料的典範，鋼管混凝土拱橋的發展方興未艾。然而，其主體結構鋼管拱肋的制作、成拱技術、預拼裝技術、質量控制和監督程序等都沒有定性和定量的規範和程序，這是壹個亟待解決的課題。希望以上能對此有壹定的參考價值。
更多工程/服務/采購招標信息，提高中標率，可點擊官網客服底部免費咨詢:/#/？source=bdzd