鄭東新區A7橋蝴蝶拱造型的施工

劉現靈  彭國運  馬玉香

(河南省第五建筑安裝工程(集團)有限公司450000)

1.工程概況

    鄭東新區是鄭州市在新世紀到來之際，為更好地應對中國加入wr0所帶來的機遇和挑戰，適應全球經濟一體化的發展趨勢，積極配合國家西部大開發的戰略決策，落實河南省委省政府提出的穩步推進城市化進程、完善基礎設施、優化生態環境、提高文化品位，把鄭州建設成為全國區域性中心城市的重要舉措。鄭東新區總體設計理念為建設水域亮城，因而規劃了多條河流，A7橋位于鄭東新區CBD東北部，第六城市中心軸線道路跨東西運河處，設計橋梁長度為134m，寬與道路同寬為30m，由人行橋、車行橋組成，車行橋采用預應力鋼筋混凝土連續梁結構，封閉箱形斷面，人行橋采用兩跨蝴蝶拱造型和鋼箱梁組成，平面上位于直線上，橋寬7m。

    該工程蝴蝶拱造型美觀、新穎，是東西運河上一道亮麗的風景，也是鄭東新區的一大亮點。

2.施工難點分析

    本工程工期短、要求高，且拱造型為蝴蝶型，造型復雜，加工難度大，安裝困難，軸線位置控制非常重要，是本工程施工的難點，對工程施工帶來了較大的難度。

3.施工方案選擇

    本工程蝴蝶型拱造型采用工廠加工制作，現場拼裝焊接的方案。工廠制作分段進行，運至現場后在臨時平臺上組拼拱肋大節段。大節段拱肋在對接平臺上對位焊接，對接平臺對應于拱肋接口，對接平臺支墩的承載力和穩定性滿足施工要求。

    采用25t和100t汽車起重機吊裝，在每跨設定溫度下進行備跨合攏，完成體系轉換。

4.蝴蝶拱造型的施工方法及質量控制措施

    4.1拱肋制造

    4.1.1管節分段：管節按施工圖分段加工，以便于拼裝，設兩條縱向焊縫。管節縱縫布置在鋼管圓周的直線段上，偏離中心位置200mm，相鄰管節縱縫錯開布置。

    4.1.2管節下料：管節下料采用計算機按1：1比例放樣劃線，包括下料切割線、圓弧段起止線、管節接長的基準線等，并用鋼印在兩端距端部及直縫邊l00mm的位置打上管節編號及該管節在拱肋中的安裝方向。管節下料及坡口加工均采用自動氣割，每段拱肋兩端管節，長度應預留足夠的焊接收縮量。切割完成進行組裝前，將鋼板矯平，平面度≤l／1000。

    4.1.3管節制作：管節制造在專用平臺上進行，按施工圖給定的坐標，在平臺上放出軸線大樣，并依此軸線劃出拱肋節段鋼管輪廓線，設置管節對接定位靠板。管節卷制、組裝和焊接，設置必要的工裝，如工藝隔板、拼裝胎模、檢測樣板等，以保證鋼管截面形狀和尺寸。

    管節縱縫采用埋弧自動焊。拱肋節段焊接完成后，應再次上平臺合樣檢查其弧線精度，并對超差部位采用火焰矯正，矯正后實際弧線與設計弧線偏移量，不超過5mm。管節直縫與環縫采用外觀檢查、超聲波探傷和射線探傷。

    4.1.4拱肋大拼：拱肋在工廠內制作完成后進行大拼。大拼分別按小葉拱肋和大葉拱肋完整軸線放樣。參與大拼的人員，應認真識別圖紙要求，確保拱肋各節段及各吊桿吊耳位置及方向正確。拱肋大拼定位應設置便于工地安裝的定位裝置，并附說明。同時根據工地安裝需要適當增設吊裝、定位用臨時附件，吊裝完成后，采用切割和修磨的方法除去臨時附件，恢復結構原本狀態。吊耳下料時，預留一定修割余量，在大拼定位時根據拱肋實際情況，合樣修割。

    4.2拱肋安裝

    4.2.1臨時工程和臨時結構

    對接平臺：在各安裝節段接口下方搭設臨時支墩，作為拱肋節段的臨時支撐和安裝、焊接的操作平臺。l臨時支墩基礎為200厚C20鋼筋混凝土，l臨時支墩采用鋼管腳手拼成。

    拱肋橫向纜風繩、地龍：各跨鋼管拱節段施工應備好纜風繩，每跨兩側挖基坑埋設枕木。橫向纜風采用5t導鏈葫蘆和Φ19．5鋼絲繩，每側布置2道固定橫向纜風。

    拱腳施工平臺：圍墩安裝施工腳手平臺和安全防護圍欄。

    拱背走道：在鋼管拱拱背，采用Φ20鋼筋和鋼板網拼焊走道板，兩側用Φ50鋼管焊立柱、扶手，整體吊裝至鋼管拱拱背連接板上，與拱肋臨時連接后，作為人行走道。

    4.2.2鋼管拱吊裝

    (1)鋼管拱分段吊裝方案：大跨分為三大節段，小跨分為兩大節段。工廠制作的管節在現場組拼成大節段，再由lOOt汽車吊吊裝。

    (2)吊裝：吊裝前應進行試吊，并對各部位準備情況進行檢查，符合要求后方可進行吊裝作業。運梁車將拱腳大管節運至起吊位置，吊車將拱腳段垂直起吊

至安裝位置，拱肋底口與拱座內骨架結構對位連接，保證基準段定位準確，裝上橫向纜風繩，對扣掛節段進行限位。

    安裝中間節段前，進行不少24小時的溫度觀測，由反復升溫和降溫過程“溫度一懸臂端點高程合攏長度”關系曲線分析，為拱肋中間段合攏提供溫度修正依據。合攏前通過橫向纜風繩對拱肋進行線型、標高的調整，并根據需要進行溫度修正，確定合攏溫度下的合攏長度，準備拱肋合攏。運梁車將中間節段運到起吊位置，汽車吊將本節段垂直起吊至安裝位置，裝上橫向纜風繩，對本節段進行限位，通過調整地錨纜風繩糾正節段偏位。按照設計圖紙要求，當達到合攏溫度時，迅速將嵌補口對位，實現瞬時合攏，實現全拱合攏和體系轉換。

    4.3施工質量控制

    所有零件下料均使用自動切割，板邊緣為曲線的零件采用仿形切割，切割前檢驗樣板，確保無誤后方可切割。切割面邊緣應整齊、無毛刺、反口、缺肉等缺陷，不允許有崩坑。板邊垂直度及尺寸符合規范要求。拼裝焊接前，應復查焊件的組裝和表面清理的質量，表面和坡口內外兩側20mm范圍內必須清理干凈且呈現金屬光澤。組裝件必須在自由狀態下組合，以避免附加應力造成焊接裂紋和焊接變形。焊接方法優先采用埋弧自動焊，其次使用C02氣體保護焊和手工電弧焊，焊縫兩端設置引弧板，引出長度不<80mm，焊接完畢用氣割切除并修磨平整，不得用錘砸掉。焊接時應按工藝要求施焊，不得自由施焊及在焊道外的母材上引弧。焊縫同一位置的返修次數，不宜超過兩次，所有返修的焊縫必須重新檢驗。

    拱肋吊裝過程中，應對每節段的拱軸線高程、橋軸線偏位、支墩偏移等進行全過程的跟蹤觀測與控制，隨時掌握偏位情況，及時進行調整。施工監測和控制在每天氣溫日照變化不大的時候進行，盡量減少溫度變化不利因素的影響。施工中嚴格控制拱肋軸線線型、橋兩側地錨，設置拱肋橫向纜風繩，調整拱肋軸線橫向偏位，確保鋼管拱線型滿足設計和規范要求。

    拱肋接頭焊接組織優秀焊工，使焊接質量一次合格率達100％，減少返工，確保焊接質量。

參考文獻

[1]GB50017--2003，《鋼結構設計規范》．

[2]蘇宏陽，麗鎖林主編．《基礎工程施工手冊》[J]．中國計劃出版社．

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)