立交桥钢管混凝土立柱施工技术要点分析

李 洁

河南省第一建筑工程集团有限责任公司（450014）

立交桥钢管混凝土立柱施工技术要点分析

李 洁

河南省第一建筑工程集团有限责任公司（450014）

介绍了立交桥工程钢管混凝土立柱施工技术,对工艺流程、施工工艺要点、机具与设备、质量控制、安全和环保措施进行了介绍，可以作为同类工程的参考。

立交桥；钢管混凝土；立柱；工艺流程；施工工艺要点；机具与设备；质量控制；安全和环保措施

0 概述

钢管混凝土立柱能适应大跨、高耸、重载等条件，符合现代施工技术的工业化要求，广泛地应用于立交桥等大跨度拱桥和空间结构。立交桥工程钢管混凝土立柱施工技术针对高空钢管混凝土立柱的加工、定位、安装方式及流程进行了优化。自密实混凝土采用立式高位抛落免振捣法，大大缩短了钢管立柱安装、混凝土浇捣等过程的时间。柱底定位环及限位板技术，可使操作更方便，安装更精准快捷，施工质量更可靠。

1 施工工艺流程及操作要点

1.1 工艺流程

1.1.1 钢管立柱制作工艺流程

计算机辅助下料、调直→定型切割→钢管卷制焊接→校正→剪力环、内衬管等构件组装→完工报验→喷砂打磨、防腐处理、标志→检验合格出厂。

1.1.2 钢管立柱安装工艺流程

拱肋安装完成后测量立柱位置与标高→将运至现场的立柱组拼成整体→根据立柱底标高截好立柱长度→安装立柱排架→检查立柱轴线、垂直度、标高→焊接→检查、验收→混凝土浇筑。

1.2 操作要点

1.2.1 钢管立柱制作要点

1）计算机辅助下料、调直。应根据工艺要求预留制作和安装的焊接收缩量,以及制作时切割、刨边和坡口等加工余量。

2）定型切割。钢材切割面或剪切面应无裂纹、夹渣、分层和大于1 mm的缺棱。气割前应对切割区域表面除锈，气割后应清除熔渣和飞溅物。用自动切割机下料切割，切割后均需清除毛刺。

3）钢管卷制焊接。卷管方向应与钢板压延方向一致。在卷板过程中，应注意保证管端平面与管轴线垂直。卷压钢板时，应及时调整上滚间隙，减少钢板变形误差。钢管卷制后应在管端打上十字轴线并作标志。由于板材尺寸限制，有时需要进行钢板对接，对接应在托架上操作。对接时应严格保持焊后钢板平直。焊接时，除控制几何尺寸外，还应控制焊接变形，焊接宜采用分段反向顺序，分段焊接应保证对称，预留对接间隙，以抵消收缩变形。

4）校正。切割后出现变形的部位，要矫正其平直度。矫正后的钢板表面，不应有明显的凹面或损伤，划痕深度不得大于0.5 mm，且不应大于该钢板厚度负允许偏差的1/2。钢管焊接成型后，为消除焊接变形，应采用机械矫正，直至达到尺寸精度要求。

5）剪力环、内衬管等构件组装。所有焊接面须按要求打磨,打磨范围要求：焊缝边缘每边30～50 mm,并不得有大于1 mm的局部缺口，检验合格后组装焊接。

1.2.2 钢管立柱的现场安装要点

1.2.2.1 测量钢管立柱轴线尺寸与标高

在立柱底座上确定立柱钢管的中心点和立柱钢管的外边线，焊接定位板及底座内支撑。

1.2.2.2 定位

用缆索吊装设备，将立柱排架吊运至安装部位上，并紧靠已焊接的定位板，对轴线、标高及垂直度进行调整后，焊接定位板固定立柱。

1.2.2.3 钢管立柱轴线、垂直度、标高校正

垂直度控制用2台全站仪在相互垂直的两个方向观测。为方便观测，先行在立柱排架钢管上沿立柱轴线弹出一条直线。观测时，全站仪对准立柱轴线，十字竖丝对准柱底处直线点，观测者由柱底从下向上观测柱身直线。同时，指挥安装人员调整顶拉杆，直至观测直线与全站仪竖丝重合。

1.2.2.4 焊接及检验

1）施工现场对接焊采用人工焊，接口焊缝为全熔透一级焊缝，分次焊满，以减少焊接变形。

2）钢管立柱焊接前焊条需烘焙，并保温2 h后方可使用。焊接时焊条应放在电热保温筒内，随用随取。

3）钢管立柱安装完毕后，应对柱身垂直度进行复测，并做好记录。若有偏差，可采用花篮螺丝与钢丝绳进行校正，将钢管立柱的垂直度偏差校正至允许范围内。

4）用超声波对焊缝内部质量进行100%检查，若有缺陷，用气弧刨将缺陷清理掉，然后对焊缝进行修补。外观质量达到一级焊缝标准。

5）焊后打磨、校正及检查：焊后，要将焊缝周围的飞溅、焊疤等打磨干净，采用超声波对焊缝进行检查。检查立柱的垂直度，若有偏差，可采用花篮螺丝和钢丝绳，将钢柱的垂直度偏差校正至允许范围内。

1.2.2.5 钢管立柱顶临时盖板防护

钢管立柱吊装施焊后,在立柱顶加临时盖板，预防雨水及杂物进入。

1.2.2.6 检查、验收

钢管立柱焊接完毕检验合格后，根据有关数据做好施工记录,由项目部复检交监理等单位，监理等单位验收合格后进行下一道工序。

1.2.2.7 钢管内自密实混凝土浇筑

将自密实混凝土从高处自由抛落到钢管内，利用混凝土从高位落下时产生的动能达到振实混凝土的目的，从而加快钢管混凝土的施工进度。此法的关键技术是混凝土的配合比设计，流动性、抗离析性、填充性等工作性能须满足工程需要。混凝土浇至钢管顶端，清除顶部浮浆之后，继续浇筑混凝土至钢管顶端并使其稍微溢出。在盖梁吊装前，将混凝土表面凿毛，以便与新浇混凝土结合良好。

钢管内混凝土的浇筑质量，可用敲击钢管的方法进行初步检查，如有异常，则应用超声波检测。对不密实的部位，应采用钻孔压浆法进行补强，然后将钻孔补焊封固。

2 主要机具设备

主要施工机具有缆索吊装设备、电焊机、水准仪、全站仪、超声波探伤仪、电动磨机、花篮螺丝、钢丝绳、汽车吊等。

3 质量控制

1）钢材的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。进口钢材的质量应符合设计和合同规定标准的要求。按规定进行抽样复检的项目,其复验结果应符合现行国家产品标准和设计要求。

2）焊接材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。重要钢结构采用的焊接材料应进行抽样复验，复验结果应符合现行国家产品标准和设计要求。

3）钢管质量要求

切割：断面无裂纹、夹层和超过规定的缺口，光洁度、不平度符合规定。

钻孔：成形良好，孔边无毛刺。

焊接：无致命缺陷和严重缺陷，焊渣、飞溅清除干净，表面缺陷按规定处理。

外观：构件无变形，构件表面无疤痕、油污和黏结泥沙。

4）质量控制措施

①提供合适的生产设备，提供适宜的生产工作环境，以确保施工质量。

②严格要求焊接工作人员持证上岗。

③由于测量受日照影响很大，所以要控制测量时间，宜在早晨或傍晚进行垂直度、轴线、标高的测量工作，以求准确。

④焊缝无损检验应根据设计要求及有关标准规定进行。无损检验不合格的焊缝，应按规定要求进行返修，返修后必须再进行无损检验。

⑤根据高空钢管混凝土的特点，管内混凝土浇筑采用立式高位抛落免振捣法。混凝土浇筑过程中要注意保护好预埋件，若出现扰动预埋件的情况要及时采取纠偏措施。

4 安全措施

1）施工用电应由电工统一搭设，严禁乱拉设、拖地等，电焊作业时做好劳动保护措施，并备好灭火器材。

2）钢管立柱施工位于高临边位置，其施工用工作吊篮应牢固、封闭，防止高处坠落。

3）在进行钢管就位安装以及混凝土浇筑时所搭设的临时操作台必须牢固可靠。

4）钢管立柱排架在起吊时应选用适合的起吊钢绳，绑扎须牢固可靠，防止脱落伤人。

5）氧气瓶与乙炔瓶隔离存放，严格保证氧气瓶不沾染油脂，乙炔发生器有防止回火的安全装置。

6）现场吊装统一指挥，包括构件绑扎和发出起吊信号。为确保设备及人员安全，要求起重人员严格执行“十不吊”制度。高空作业人员必须系好安全带，做好高空防坠落措施。在钢管吊装期间，为防止人员、材料和工具坠落或飞出而造成安全事故，需铺设安全网。

5 环保措施

1）成立相应的环保管理机构，在施工过程中严格遵守环境保护的法律、法规，加强环境、卫生、文明、安全的施工管理。

2）根据有关法律、法规、规章和施工方案，合理布置临时施工场地，施工场地要整洁。废水的排放、建筑垃圾等的堆放和丢弃，应按政府有关部门的规定进行管理。

3）严格执行《建筑施工场界噪声限值》标准，施工中采用低噪声的工序,噪声较大的工序禁止夜晚作业。大量焊接所产生的光污染，应采取相应措施进行防护,发现超标及时进行整改。

6 效益分析

本方法在传统施工工艺的基础上，对钢管立柱加工、定位、安装的方式及流程进行了优化，大大缩短了钢管立柱安装、混凝土浇捣等过程的时间,节约了管理费、人工费、机械费等成本，经济效益显著。按本方法施工立交桥钢管混凝土立柱，安装精度控制稳定，混凝土浇筑速度快且可靠，为整个项目提前了工期，节约了社会资源，也利于环保。