施工阶段控制施工质量研究-毕业论文.doc

┊
┊
┊
┊
┊
┊
┊
┊
┊
┊
┊
┊
┊
装
┊
┊
┊
┊
┊
订
┊
┊
┊
┊
┊
线
┊
┊
┊
┊
┊
┊
┊
┊
┊
┊
┊
┊
┊

摘 要
中国属于发展中国家，各项建设都在大规模的进行，正在以世界巨人的姿态发展着，各行各业的发展离不开建筑、安装工程，而施工质量的优劣直接影响到国民经济的快速发展。工程建设包括勘测、规划、设计、施工几个阶段，其中施工阶段是将设计变成实物的阶段，使工程建设管理极为重要的阶段，本文主要从施工阶段中要想控制好施工质量，就得寻找控制点，而质量控制的思路包括：事前控制、事中控制和事后控制方面出发，以施工过的钢拱桥为例，进行论文撰写。

关键词：施工 质量控制 钢拱桥

目 录

1．绪 论 4
1.1选题背景及意义 4
1.2研究内容及思路 5
2.施工质量及质量控制的有关理论综述 6
2.1质量与质量控制 6
2.1.1质量的概念 6
2.1.2质量控制概念 6
2.1.3质量管理体系的概念 7
2.1.4质量控制原则 7
2.1.5质量控制的内容 8
2.2施工质量控制的内容与方法 9
2.2.1事前控制 9
2.2.2事中控制 9
2.2.3事后控制 9
2.3钢拱桥施工质量控制的特点 10
2.3.1采用的施工工序复杂 10
2.3.2针对质量控制要点 11
3.案例分折 13
3.1工程概况 13
3.2地质条件 13
3.3质量控制内容 14
3.3.1拱肋钢管加工焊接质量控制 14
3.3.2拱肋吊装合拢施工控制 20
3.3.3系杆、吊杆施工流程控制 33
3.3.4钢管混凝土施工控制 40
4.展 望 53
4.1新世纪世界桥梁的发展趋向 53
4.2桥梁技术的发展方向 53
致 谢 55
参考文献 56

1．绪 论

1.1选题背景及意义
拱式桥的发展拱桥，在桥梁的发展史上曾经占有重要地位，迄今为止，已有三千多年的历史，并因其形态美、造价低、承载潜力大而得到广泛的应用。关于拱桥的起源，众说纷纭，莫衷一是。
世界上第一座钢筋混凝土拱桥建于1898年。目前，在跨度方面，万县长江大桥（420m，中国，1986年）为同类之最。
由于经济方面的原因，国内钢拱桥修建较少，但在钢筋混凝土和预应力混凝土拱桥方面取得了不少成就。主要的结构形式有双曲拱桥、桁架拱桥以及一些组合体系的拱桥。随着计算力学的发展和对材料性能认识的不断深入，其它形式的桥梁也在不断地发展。在中小跨度方面，人们有了更多的选择；在大跨度方面，拱桥的竞争性明显弱于斜拉桥和悬索桥。
钢管混凝土钢管混凝土是在钢管内填充混凝土，使钢管和混凝土在受压方面实现优势互补：钢管借助于其内部的混凝土稳定性得以增强；而内部的混凝土由于处于三向受压状态而使自身的强度得以提高。钢管混凝土更接近于一种新材料，具有强度高、塑性好、耐高温、耐腐蚀、抗冲击性能好等优点。它不仅在力学方面性能优越，而且在施工方面也有许多优点。钢管混凝土的复合材料特性比较接近于钢材，而塑性和韧性还胜过钢结构。它特别适合用作轴心受压构件及小偏心受压构件。偏心较大时，可用二肢、三肢、四肢组成的组合式构件。
在我国，钢管混凝土的研究始于1959年。1963年将其成功应用于北京地铁工程。随后，钢管混凝土的研究和应用都得到了空前的发展。在理论研究方面，70年代末80年代初，用压溃理论确定轴心受压构件和偏心受压构件的稳定承载力；80年代，得到了混凝土和钢管在轴心受压时的多轴应力状态下的本构关系，采用有限元法求解各种荷载条件下的构件性能曲线。90年代，采用内时理论来描述混凝土在复杂应力状态下的本构关系，更全面地解决了运用有限元求解钢管混凝土在各种荷载条件下的工作性能曲线，提出了钢管混凝土的统一设计理论。
在我国，钢管混凝土结构在桥梁工程中的应用始于90年代初，自从1990年四川旺苍东河大桥（跨度115m）建成后，相继又有广东高明桥（跨度110m）、浙江新安江桥（跨度160m）、广东南海县三山西桥（跨度200m）和江西昌河大桥（跨度150m）相继建成。据不完全统计，在短短十余年的时间里，我国已建成钢管混凝土拱桥近百座。钢管混凝土拱桥在我国的兴起并不是偶然的。
本人于2009年10月至今天在重庆大学网络教育学院（赣州教学点）进行再教育，期间“来华大桥工程”项目由本人担任技术员，从投标到现在进行了施工全过程跟踪管理。现临近毕业，通过所学的知识，想以本桥为本,厦门的“霞飞桥工程”项目为例做为毕业论文案例，以《钢拱桥施工质量控制》为题进行毕业论文件的撰写。钢拱桥属于拱桥结构，拱桥结构是桥梁结构类型中工序最为复杂，撰写本论文主要是为了今后能在施工钢拱桥时提供一点有质量控制方面有用的东西。
1.2研究内容及思路
中国属于发展中国家，各项建设都在大规模的进行，正在以世界巨人的姿态发展着，各行各业的发展离不开建筑、安装工程，而施工质量的优劣直接影响到国民经济的快速发展。工程建设包括勘测、规划、设计、施工几个阶段，其中施工阶段是将设计变成实物的阶段，使工程建设管理极为重要的阶段，本文主要从施工阶段中要想控制好施工质量，就得寻找控制点，而质量控制的思路包括：事前控制、事中控制和事后控制方面出发，以施工过的钢拱桥为例，进行论文撰写。

2.施工质量及质量控制的有关理论综述

2.1质量与质量控制
2.1.1质量的概念
我国国家标准GB／T19000： 2000对质量的定义是：一组固有特性满足要求的程度。
术语“质量"可使用形容词差、好或优秀来修饰。
“固有的”(其反义是“赋予的")就是指在某事或某物本来就有的，尤其是那种永久的特性。对产品来说，例如水泥的化学成分、强度、凝结时间就是固有特性，而价格和交货期则是赋予特性。对质量管理体系来说，固有特性就是实现质量方针和质量目标的能力。对过程来说，固有特性就是过程将输入转化为输出的能力。
从术语的基本特性来说，质量是满足要求的程度。要求包括明示的隐含的和必须履行的需求或期望。明示的一般是指在合同环境中，用户明确提出的需要或要求，通常是通过合同、标准、规范、图纸、技术文件所作出的明确规定；隐含需要则应加以识别和确定，具体说，是指顾客的期望，二是指那些人们公认的、不言而喻的、不必作出规定的“需要"，如洗衣机必须满足洗衣和甩干的基本功能即属于“隐含需要”。需要是随时间、环境的变化而变化的，因此，应定期评定质量要求，修订规范，开发新产品，以满足已变化的质量要求。
与旧定义相比，有两点明显的改进。一是质量反映为“满足要求的程度”，而不是反映“特性总和”，特性是固有的，与要求相比较，满足要求的程度才反映为质量的好坏。因此，新定义更科学。二是明确提出“固有特性”的概念，说明固有特性是产品、过程或体系的一部分，而人为赋予的特性不是固有特性，不反映在产品的质量范畴中，这就使质量的概念更为明确。
2.1.2质量控制概念
我国国家标准GB／T19000：2000对质量控制的定义是：“质量管理的一部分，致力于满足质量要求”。
质量控制的目标就是确保产品的质量能满足顾客、法律法规等方面所提出的质量要求如适用性、可靠性、安全性)。质量控制的范围涉及产品质量形成全过程的各个环节，如设计过程、采购过程、生产过程、安装过程等。
质量控制的工作内容包括作业技术和活动，也就是包括专业技术和管理技术两个方面。围绕产品质量形成全过程的各个环节，对影响工作质量的人、机、料、法、环五大因素进行控制，并对质量活动的成果进行分阶段验证，以便及时发现问题，采取相应措施，防止不合格重复发生，尽可能地减少损失。因此，质量控制应贯彻预防为主与检验把关相结合的原则。必须对干什么?
为何干?怎么干?谁来干?何时干?何地干?做出规定，并对实际质量活动进行监控。
因为质量要求是随时间的进展而在不断变化，为了满足新的质量要求，就要注意质量控制的动态性，要随工艺、技术、材料、设备的不断改进，研究新的控制方法。
2.1.3质量管理体系的概念
我国国家标准GB／T19000：2000对质量管理体系的定义是：“在质量方面指挥和控制组织的管理体系”。
“体系"的含义是：若干有关事物互相联系、互相制约而构成的有机整体。
质量管理体系是实施质量方针和目标的管理系统，其内容要以满足质量目标的需要为准，它是一个有机整体，强调系统性和协调性，它的各个组成部分是相互关联的。质量管理体系把影响质量的技术、管理、人员和资源等因素加以组合，在质量方针的指引下，为达到质量目标而发挥效能。
一个组织可以建立一个综合的管理体系，其内容可包含质量管理体系、环境管理体系、安全管理体系和财务管理体系等。 2000版GBH'19000标准在编制时已考虑了与ISOl4000环境管理体系标准的协调，为组织综合管理体系的建立提供了方便。
2.1.4质量控制原则
⑴坚持质量第一
工程质量是建筑产品使用价值的集中体现，用户最关心的就是工程质量的优劣，或者说用户的最大利益在于工程质量。在项目施工中必须树立“百年大计，质量第一”的思想。
⑵坚持以人为控制核心
人是质量的创造者，质量控制必须“以人为核心'，把人作为质量控制的动力，发挥人的积极性、创造性。
⑶坚持预防为主
预防为主的思想，是指事先分析影响产品质量的各种因素，找出主导因素，采取措施加以重点控制，使质量问题消灭在发生之前或萌芽状态，做到防患于未然。过去通过对成品或竣工工程进行质量检查，才能对工程的合格与否做出鉴定，这属于事后把关，不能预防质量事故的产生。提倡严格把关和积极预防相结合，并以预防为主的方针,才能使工程质量在施工的全过程中处于控制之中。
⑷坚持质量标准
质量标准是评价工程质量的尺度，数据是质量控制的基础。工程质量是否符合质量要求，必须通过严格检查，以数据为依据。
⑸坚持全面控制
①全过程的质量控制。全过程指的就是工程质量产生、形成和实现的过程。建筑安装工程质量，是勘察设计质量、原材料与成品半成品质量、施工质量、使用维护质量的综合反映。为了保证和提高工程质量，质量控制不能仅限于施工过程，而必须贯穿于从勘察设计直到使用维护的全过程，要把所有影响工程质量的环节和因素控制起来。
②全员的质量控制。工程质量是项目各方面、各部门、各环节工作质量的集中反映。提高工程项目质量依赖于上自项目经理下至一般员工的共同努力。所以，质量控制必须把项目所有人员的积极性和创造性充分调动起来，做到人人关心质量控制，人人做好质量控制工作。
2.1.5质量控制的内容
⑴确定控制对象，例如一道工序、一个分项工程、安装过程等。
⑵规定控制标准，即详细说明控制对象应达到的质量要求。
⑶制定具体的控制方法，例如工艺规程、控制用图表等。
⑷明确所采用的检验方法，包括检验手段。
⑸实际进行检验。
⑹分析实测数据与标准之间产生差异的原因。
⑺解决差异所采取的措施、方法。
2.2施工质量控制的内容与方法
2.2.1事前控制
周密计划，做到事前控制，在施工前认真做好施工组织工作；做好技术资料准备工作，做好对原材料、设备、零配件等质量进行检查和控制工作、做好对新材料、新工艺、新技术、新设备的质量监定和施工工艺的组织论证工作、建立建全质量管理制度，不断完善质量保证体系，认真对待由建设单位组织的设计交底和图纸会审工作。努力做到对施工中的人员组织、材料供应、机械设备在施工中可能发生的问题有一个预见性的措施，使每一项施工过程都掌握在工程质量管理工作的规划之中，才可以发挥出在事前就把施工中的质理问题解决好，避免因没有做好事前控制造成建设工程施工质量的返工问题。
2.2.2事中控制
努力工作，积极的对待施工过程中的每一道工序，对发生无法预测的施工质量问题，做到不能在事前控制，一定要在事中控制，避免施工质量问题的进一步扩大化，造成无法返工或因返工产生很大的经济损失。工程质量是在工序中产生的，工序控制对工程质量起着决定性的作用。应把影响工序质量的因素都纳入到管理状态中，建立质量管理点，及时检查和审核质量统计资料和质量控制图表。要严格工序间的交接检查，对于重要的工程部位或专业工程，工程师应亲自进行试验或技术复核，并实行实时监控。根据工程施工特点，对完成的分部、分项工程，应极时的按相应的质量评定标准和方法，进行检查、验收。认真审核设计变更和图纸修改后对工程质量的影响，并对此向有关部门和建设单位提出建议和意见。组织定期或不定期的质量现场会议，及时发现问题，及时分析问题，通报批评工程质量状况，做好工程质量事故的处理方案，并对处理效果进行检查，才可以把施工中的质量问题，在每一个施工工序过程中，及时的做到事中控制。
2.2.3事后控制
事后控制是指对完成施工、形成产品后的质量控制。施工单位应按国家有关的质量评定标准和办法，对完成的分项、分部工程和单位工程进行自检，只有内部通过验收才能交给有关单位验收，才能保证一次验收通过，才能使整体的建设工程质量让建设单位满意。整理好有关的质量检验报告、评定报告及有关技术文件。向建设单位提供施工竣工图，使施工竣工图成为今后建设单位在维修工程中的一个重要资料。落实进度控制任务和质量控制任务是保证建设工程质量，满足建设单位对建设工程质量要求的必要条件。进度规划、进度控制、进度协调、事前控制、事中控制、事后控制是落实工程建设施工管理工作任务的具体施实。进度规划和事前质量控制是施工单位在建设施工中对工程施工做到心中有数，在进度规划和事前质量控制阶段发现问题解决问题，对施工中的每一道工序要有事前预测，对预测到可能发生的问题要有具体的调整方案，这样才可以减少施工进度和质量问题的发生量。进度控制和事中质量控制是建设工程施工在施实阶段对施工进度和施工质量的跟踪与监控，保证施工进度和施工质量在进度控制和质量控制中互相协调的运行，对施工中出现偏离施工进度规划与施工质量控制方案的问题做出及时的调整和改进。进度协调是建设工程的单项工程、单位工程、分部分项工程中各施工单位之间，人员、材料、机械进场相互在空间和时间上的搭接，而事后控制主要是对工程建设项目质量的自检，对施工资料的整理交验，为建设工程进行质量验收做好工作准备。进度协调和事后控制虽然在施工管理中没有紧密的联系，但是进度协调是保证施工进度最重要的一个环节，如果施工单位之间的人、材、机在空间和时间上没有一个合理的搭接，将会造成窝工，严重的还会拖延工期，而事后控制是为了建设工程交验而做的一项重要工作，他对施工单位进行的建设工程竣工验收顺利通过,有着重要的意义。因为，建设工程的体形大、工期长、工艺复杂等特点，必须撑握好进度控制和质量控制工作的要点，才能使工作做的有效、准确。
2.3钢拱桥施工质量控制的特点
2.3.1采用的施工工序复杂
⑴搭设支架并预压，实测贝雷梁的变形值并与设计的预拱值相加铺设底模。
⑵现浇拱脚段，纵梁和端横梁，待砼强度达到设计强度的90％后张拉端横梁第一批预应力束，并压浆。
⑶安装位于风撑位置下的中横梁，并使其与纵梁铰结，暂不浇筑湿接头。
⑷左右两幅同时对称均匀地张拉，纵梁第一期预应力为2S1、2S2、2S3（断面图略），并压浆。
⑸在纵梁上搭设拱肋安装支架，考虑拱肋预拱度和支架变形值，吊装和拼接拱肋的1/4节段和1/2节段，合拢拱肋，安装风撑。
⑹安装吊杆并穿索，焊死吊杆套管两端，先跨中后两侧交替、对称均匀地在拱顶上单侧张拉吊杆钢丝束。下一期预应力（张拉值为设计值地一半）张拉顺序及图（略）。
⑺对称安装剩余的中横梁，张拉吊杆的二期预应力并压浆。
⑻浇筑中横梁接头砼，待接头砼达到设计强度后，先跨中，后两侧交替、对称、均匀地张拉中横梁第一批预应力束并压浆。同时先安装靠近纵梁两侧的行车道板，每侧各四块，以作为施工期间人形通道。
⑼拆除支架左右两幅，同时对称均匀张拉纵梁二期预应力束2S2、2S5、2S6并压浆。
　　⑽安装剩余的行车道板：先跨中后两侧，交替对称均匀张拉中横梁第二批预应力束并压浆，然后浇筑行车道板铰缝和其纵向接头砼。
⑾铺设桥面铺装，完成路缘石和栏杆施工。
2.3.2针对质量控制要点
⑴水中临时支架搭设。严格审查承包人的水中临时支架搭设技术方案，并验算钢管桩和贝雷梁的承载力。打钢管桩时，严格控制钢管桩的入土深度和垂直度。搭设支架时应注意其横向稳定性。针对施工拱肋支架放在纵梁上的情况，请设计院验算纵梁的承载力和变形能力，满足要求时才允许施工。对支架进行超载预压（尤其是临时墩处），以便得到弹性变形值和消除弹性变形，有效地检验临时墩外钢管桩的承载力。监理工程师必须控制预压时间和预压菏载，督促承包人做好沉降规划，确定变形稳定后方可卸载。
⑵现浇纵梁。现浇纵梁时，检查钢筋应注意中横梁预埋和波纹管位置，与预制场的相对应并采取有效固定措施。拱脚钢筋密集，此处受力又较复杂，C50砼配比应精心配制，并采用泵送砼。振捣时采用小型振动棒，配合插钎、插捣以保证密实。纵梁采取底板-腹板-顶板浇筑顺序，一次完成，防止出现施工缝。底板砼应适当少些，防止泛浆严重，并随时加强对临时板和贝雷梁的检测。
⑶拱肋吊装。严格审查承包人的拱肋吊装施工技术方案，确定浮吊的起吊能力，满足要求方可施工。施工过程中监理工程师应检查拱肋安装支架的稳定性，以及肋拱的横向稳定。对于拱轴线控制每个湿接头接点标高都用CAD计算，并结合纵横梁变形每个都量测，跨中应适当抛高2～3cm。拱肋湿接头钢筋不全部焊死（一般先焊顶层钢筋，四个角用槽钢顶死），用螺旋千斤顶调整。
⑷观测与记录。系杆拱没成拱之前变形较多，应随时加强观测，以便为后续施工提供数据，包括纵梁在安装拱肋之前、安装拱肋之后、卸落拱架之后、纵梁支架脱落后，纵梁二期预应力完成后的标高，监理工程师都应一一记录。
⑸预应力张拉压浆。所有波纹管管道都要穿PVC衬管,并严格遵循设计图纸中的张拉顺序；张拉的千斤顶和油泵表必须配套标定，张拉采用应力与伸长量双控制，超出伸长量±6％时停止张拉，并查明原因；钢铰线张拉采取102%бk超张拉。施工中出现断丝、滑丝现象应按规范处理。吊杆钢丝束张拉，上下套管应焊死，钢丝束下料时保证同束长度一致，以保证受力均匀，张拉105/%бk超张拉。
压浆时应控制好水泥浆配比，实际操作中两端锚头封死，露出钢铰线，并坚持稳压，直到沁出清水成滴状。
⑹卸落拱架时应对称均衡地由两侧向跨中卸落，以保证拱肋受力稳定。
⑺中横梁标高调整，其底应设置螺旋千斤顶，吊杆张拉后应复测标高。
⑻湿接头处钢筋焊接应满足规范要求，砼应精心配制，采用同标号的膨胀砼。

3.案例分折

3.1工程概况
霞飞桥位于厦门市新阳工业区，为该区北部主排洪渠上跨越排洪渠连接两岸城市交通的城市桥梁。大桥全长77米， 标准宽度38米，桥型采用净跨66米的下承式钢管混凝土系杆拱桥结构。工程由中铁二十四局集团有限公司承建，2005年10月10日开工，2007年6月10日完工。

图3-1 厦门市霞飞桥实景图
3.2地质条件
通过勘察，在钻探深度范围内均为第四系地层软土地基，场地分布有：素填土、淤泥—淤泥质土、粉质粘土—粘土、中粗砂、残积粘性土、全风化花岗岩、砂状强风化花岗岩、碎块状强风化花岗岩、中风化花岗岩。

图3-２ 霞飞桥立面图

图3-3 霞飞桥平面图
3.3质量控制内容
3.3.1拱肋钢管加工焊接质量控制
⑴施工工艺流程
施工工艺流程：材料复验→放线、划线→检查→刨边、喷砂、切割→单元节拱肋管卷制、焊接→检查矫圆→运输段拱肋组装接焊→加筋箍拼焊→检查→整孔拱肋试拼装→由厂内运输至现场→焊接腹板哑铃形成形→检查。
⑵霞飞桥工程结构概况
主拱采用钢管混凝土结构，采用悬链线系杆拱，计算跨径L=70m，计算失高f=14m，失跨比f/L=1/5，拱轴系数m=1.2。每一拱肋为双哑铃断面：上下弦杆为4xφ800的钢管混凝土构件；一侧上下弦管间用2块腹板连接形成一个哑铃型断面；两个哑铃间采用横膈板连结形成整体；组成一条拱肋。拱肋断面的外形尺寸为2.10m（宽）x2.40m（高）。弦管采用φ800x14mm的圆管，在拱脚段埋入拱座。腹板采用14mm钢板。全桥横向由两条拱肋构成，拱肋轴线间距29.0m。两拱肋间共设有三道横撑，横撑断面的外形尺寸为2.10m（宽）x2.10m（高），采用“一”字型，全桥共三道一字撑，横撑主管采用φ500次管采用φ299的空钢管桁架。

图3-4 双哑铃型断面实体图

图3-5 两条拱肋三道风撑实体图
⑶拱肋加工焊接质量控制
钢管采用Q345q钢钢板卷制的直缝焊接管，拱肋钢管均在专业工厂制作。卷制前，应逐张仔细检查使用的钢板以满足设计中对材料的要求。首先分段卷制，按拱线坐标控制，焊接成吊装节段，每段长度28m左右，钢管焊好后，在厂内的预拼台架上进行试拼，预拼台采用混凝土制作。拼装时，先在平台上按设计轴线放样，设置限位基线平台，然后放出吊杆及段间接头位置，并定出吊装时所需观测点的位置，同时，在吊杆位置按预先放好的大样位置画线开孔。经检查验收后，在拼接口处设置定位螺栓或定位块后，拆开运往工地。
控制要点：
①焊前准备
施工技术部门要依据设计文件，参考有关标准、规范、规程，制订焊接工艺原则，明确焊接方法、工艺措施、质量标准和验收规范等。本桥杆件连接焊缝均为Ⅰ级焊缝，钢件的组拼焊缝也为Ⅰ级焊缝，且需全部探伤检测。上下弦管接头采用全熔透焊缝，对接时应将各节钢管的焊缝位置错开150mm以上。焊接时，应在钢管内加厚4～6mm，宽度100mm左右的环向钢衬垫。采用CO2气体保护焊打底，手工电弧焊。
工艺评定：焊接工艺评定是钢结构制造的根据，施工单位必须结合工程实际完备工艺评定文件，并作为竣工文件存查。根据对接、搭接、T形接头的焊缝形式，确定相应焊接方法，不得随意改换。
焊前处理：焊接所有构件的坡口内及正、反面25mm范围，应按要求清理，去除表面油、锈、氧化皮和尘污等，处理干净后方可焊接，衬垫必须按操作细则施工。
生产试板：为确保焊缝质量，拱肋结构均设生产试板，试板与相应焊缝同材料、同厚度、同坡口、同轧制方向，并按相应技术标准做机械性能试验，保证其参数符合规范要求。制订《生产试板评定工艺》，对目的、适用范围、参考标准、工艺内容作出明确规定，以确保焊缝焊接质量。
②焊接工艺参数的确定
焊接工艺参数主要有:坡口的形式和角度,焊条、焊丝的规格型号,焊剂种类、电流、电压强度,焊接行进速度及各种焊缝的施焊层数等。管道焊接时确定坡口的角度为(60±5)°,采用CO2气体保护焊打底时,用直径1.2mm的焊丝,电流强度为200～210A,电压为26～28V,CO2气体流量为7～8L/min,行进速度为30cm/min;采用埋弧自动焊罩面时,焊丝直径为4.0mm,电流强度为600～650A,电压为38～40V,焊接行进速度为25m/h。
③焊接要求
工厂焊缝：上下弦管接头采用全熔透焊缝，对接时应将各节钢管的焊缝位置错开150mm以上。焊接时，应在钢管内加厚4～6mm，宽度100mm左右的环向钢衬垫。采用CO2气体保护焊打底，手工电弧焊。焊缝填充工艺分四道，采用CO2气体保护焊打底填充两道，埋弧自动焊填充一道、盖面一道。纵缝焊接的起止端分别安装引弧板和熄弧板，坡口型式与纵缝相同。环缝焊接采用滚动胎架，以俯焊方式焊接。每道工序焊缝焊接应一次完成，因故停焊又续焊时，不得从母材上引弧，必须将引弧处气刨或打磨成1∶4斜坡搭接，搭接长度不少于50mm。焊接工艺应注意消除焊接残余应力，采用砂轮打磨。
工地安装：工地安装均采用手工电弧焊接，风撑与拱肋、风撑间相贯线、节段对接均采用对称焊。拱肋合拢段，在定位后，须待符合设计合拢温度时，方可焊接。
④焊接质量的控制
焊管是在自动流水线上生产，焊接质量易于保证。焊接质量控制的重点在钢管拱加工厂和工地。
正式开焊前，应根据工厂的设备、人员、采用的焊接材料、焊接工艺等进行焊接工艺评定试验，以此确定适合工厂设备、人员、管理等方面的最佳工艺参数。焊接工艺评定试验的主要项目有强度试验、弯曲试验、冲击试验、硬度试验以及化学成分和金相试验等。本桥根据不同的接头型式和焊接方式，共进行相应类型的焊接工艺评定试验。
焊接工艺评定试验完成后，应编制焊接工艺规程，依此指导施工。施工过程中，除了严格执行焊接工艺操作规程外，还需要对焊缝的内外质量进行检验。螺旋焊管焊缝要求通过100%超声波和100%X射线检测。工厂和工地焊缝进行100%超声波检测，10%(并不得少于1个接头)X射线检测。检测不合格的焊缝应返修，同一位置返修次数不得超过2次。
⑤焊缝质量检验
焊接、焊接试验、焊缝外观质量符合《公路桥涵施工技术规范》的规定，焊缝的超声波探伤质量为I级。焊缝外观质量要求成形美观、整齐，尺寸符合设计和工艺要求，做到无裂纹、无气孔、无夹渣、无焊瘤、无弧坑等焊接缺陷。其内在质量要求在焊接完成24小时后，按焊缝长度的100％做超声波检测。

图3-6 拱肋大接头超声波检测图
⑷经验和总结
随着拱肋钢管焊接的施工全过程监控和管理，现对钢构焊接容易出现的几个问题，总结归纳，以供同仁们在工作中参考或借鉴。
①没有熔透。电焊时焊条在电弧力下熔化滴向焊缝，同时母材也有一部分受热熔化和焊条的熔化金属结合在一起。母材受热熔化的深度叫熔透深度，是保持焊接强度的重要因素。母材和熔化金属间如有局部没有熔合便会形成没有熔透现象。焊缝没有熔透是严重的焊接缺陷，它消弱焊接连接的强度可达60%-80%。没有熔透的缺陷在施工中经常有发生。
通常造成没有焊透的原因是：
A电焊工本人技术差或该开坡口施焊的未开坡口。
B焊缝边修切不正确或组焊时拼装不良。坡口的斜度不够、缝隙太小，坡口的纯边留得太厚或太薄或两边厚薄不一致。
C施焊时速度太快或焊接电流过小。
D焊接前焊缝没有清理干净，有锈，有渣子或气割残留物没有清干净。使母材的边缘熔化不良。
E操作时焊条角度不对，以致熔池偏向母材的一边。
②夹渣。焊缝内含有熔渣杂质称为夹渣。夹渣会消弱焊缝断面，使焊缝的强度大大降低。熔渣杂质可能是由于熔化的金属内混入了其他杂质颗粒而形成，也可能是熔化的金属和周围大气发生化学反应或熔化金属本身内发生化学反应形成的。前一种杂质的产生通常是焊接边缘不清洁造成的。如氧气切割后残留的氧化铁或母材上的铁锈以及前一道焊缝焊完后焊渣没清干净等原因造成的。后一类熔渣杂质的产生是因为熔化金属溶液冷却凝固时某些化合物沉淀和杂质氧化形成的。在正常情况下电焊条药皮形成的熔渣应完全浮在焊缝表面上形成一层保护皮。如果电焊时电流过小或周围的环境温度过低，这就可能会造成焊缝的熔化金属凝固速度快，熔渣来不及浮出熔化的金属而造成一部份熔渣留在焊缝里造成夹渣。夹渣造成焊缝应力集中，大大减少焊接接头的冲击强度，特别是在焊缝根部有较大颗粒的杂质危害性更大。
③裂纹。裂纹是焊接接头中危害严重的缺陷。它减少焊缝断面面积同时引起受力应力集中，使得裂纹扩大造成接头破坏。
裂纹一般分为纵向裂纹和横向裂纹。纵向裂纹在焊缝的熔池凹口内最常见，因为熔池凹口没有填满，又容易积沉有害杂质使局部朔性降低。而且凹口处又焊缝冷却时最后凝固处，冷却收缩应力也集中在此。横向裂纹一般常见于合金钢焊接时。低碳纲在冷却过快或冷却不均匀时也可能产生横向裂纹。
形成焊接裂纹通常是因下列5种原因：
A母材的化学成分，结晶组织、冶炼方法等有关。如钢的含碳量越高或合金量越高，钢材的硬度就越高，通常越容易在焊接时产生裂纹。
B焊接时冷却速度高容易产生裂纹。所以焊接时应避开风口和避免被雨水淋湿。在焊接中、高碳钢或合金钢时，要根据母材的成分或特性，有的要采取加热保温措施后方可施焊。
C焊条内含硫、磷、碳高焊缝容易产生裂纹。硫磷是有害元素,含硫高焊缝有热脆性，含磷高焊缝有冷脆性，焊条含硫磷量都必须在0.0035以下。
D构件的焊接顺序不当也容易产生裂纹。当顺序安排不当时会形成焊接收缩力的死结，妨碍焊缝的自由收缩，以致产生较大的收缩应力而产生焊缝裂纹。
E焊接时周围的环境温度低，或在风口散热条件过好造成散热过快也会引起裂纹。
④溢流。溢流是焊接时有过多熔化金属流到焊缝附近没有熔化的母材上的现象。
溢流不是重大焊接缺陷，但母材表面有超3mm以上的溢流应铲去，再用砂轮磨光。溢流是因为焊接时焊条快速熔化，熔化的金属液沿池边流到母材上凝固而成的。溢流的形成往往是焊接时电流选择过大或操作时电弧拉得过长产生的。它较容易发生在立焊或仰焊时。在发生溢流现象时可能会有母材熔透不足的现象伴随发生。在发现有溢流现象是要注意检查溢流缝的背后有无没有熔透的缺陷。
⑤啃边。啃边是指焊缝边有焊接烧熔的凹槽。啃边现象如下三图所示。造成啃边的原因是焊接时电流、电压过高或焊缝空间位置不合适造成熔化金属分布不均。啃边是焊缝的外部缺陷，在检查时肉眼就可以发现。啃边现象会消弱母材断面积并形成局部应力集中造成构件受力时破坏。
⑥气孔。在焊接时在熔化的金属溶液内的气体要排出去，但遇到金属液体凝固的阻力而留在金属内形成了气孔。气孔降低焊缝的强度同时可能使接头处产生渗漏。焊接形成的气孔有均匀的、成群的、链形的或单个的几种情况，在焊缝检查时发现有均匀的成群的链形的气孔必须对这一段焊缝铲去重新补焊，对于单个气孔则根据所在位置的重要性来决定是否处理，产生气孔的原因主要是：
A焊接时母材表面有污垢,铁锈、油漆、油渍等。
B焊条没有烘干，焊条药皮太潮。
C焊接速度过快，熔化的金属快速凝固而使溶液内气体来不及排出。
D焊接时操作不当，电弧拉得过长，使得有较多气体溶入金属溶液内。
E母材材质不佳或用错焊条。（不同的母材要配用不同的焊条）。
以上六种焊接缺陷是比较常见的，监理在检查钢结构构件时可作为参考。在实际工作时，我们首先要搞清楚设计的要求，并严格按照“钢结构工程施工及验收规范”和“建筑钢结构焊接规程”等法规执行。
3.3.2拱肋吊装合拢施工控制
⑴施工布署
由于拱肋线型复杂，构件尺寸较长，并且吊装场地有限，地层土质主要是回填土，地下水位较高，所以吊装难度较大。经公司领导组织专业吊装人员及相关技术人员，现场勘察反复研究，初步确定用两部重型汽车吊(100T和70T)同时抬吊的方法进行吊装。
⑵吊装构件详细情况
每次吊装包括拱肋弦管、腹板及膈板等构造，按双肢体截面吊装。
①拱肋：把拱肋分成三个节段（如下图）：
2#台1#台
图3-7 拱肋分节段断面布置图
一根拱肋外形尺寸和每节段重量（如下表）：
表3-1 拱肋外形尺寸及重量分折表
部位
上弦钢管
下弦钢管
腹板
其它构件
合计
轴线长(m)
重量(kg)
轴线长(m)
重量(kg)
轴线长(m)
重量(kg)
重量(kg)
重量(kg)
第一节段
25.352
13761
24.713
13414
22.522
9666
8594
45436
第二节段
27.340
14840
16.419
14340
26.880
11537
10865
51582
第三节段
25.352
13761
24.713
13414
22.522
9666
8594
45436
合计
78.044
42362
75.845
41168
76.944
30869
28053
142454
②横撑：横撑总重G=70407.2kg，全桥共三个横撑，每个横撑结构尺寸一致，重量均为23469.07kg。
⑶搭设支撑架
①搭设顺序：支撑架1—支撑架2—支撑架3—支撑架4—支撑架5—支撑架6—支撑架7—支撑架8。
②施工控制
A打钢管桩
根据本方案及现场土质情况，作业环境和作业能力，钢管桩为φ529x7mm，计划采用16t汽车吊配备30KW振动锤。钢管桩由半挂车从材料堆场或现场租用场地运至施工现场，并且在施工现场进行钢管桩对接，并在焊接处采用钢板进行加固，周圈不得少于3处，确保焊接质量。在钢管桩施工前做好测量控制点的交接和核对工作，施工中使用仪器及时做好对每根桩的定位工作（如下图）。

图3-8 拱座边缘支撑架钢管桩平面布置图（单位:cm）
支撑架1、4、5、8各有四根钢管桩（上图左边四根桩，其中两根要斜撑在两边台帽边缘，与拱肋投影中心线成15度角牵固地焊接在预埋构件上。）支撑架2、3、6、7也有四根钢管桩（上图右边四根桩）。实际施工中各桩间距均按上图尺寸施工。
钢管桩以最终贯入度控制为主（控制贯入度2cm/min），桩尖标高为校对，一般控制桩尖的入土深度不少于5.0m，当控制标高和贯入度相差较大时，及时查明原因。
B工字钢梁、槽钢
钢管桩施工完毕后，立即按设计标高修平钢管，并且及时焊接桩顶钢板，用两根I40工字钢横梁对钢管桩进行连接，并注意与钢管桩的桩顶钢板焊牢。按剪刀撑的形式槽钢和钢管桩外壁要焊牢。
C落架钢板
落架钢板由1.4cm厚的钢板按下图（单位为mm）加工后，和I36的工字钢焊接，焊接要求满焊，焊缝和焊高要达到焊接规范要求。并在拱肋外弧最底点沿落架钢板边缘焊接两块10cmx10cmx1.4cm的钢板，用来加强落架钢板的稳定性。在与落架钢板垂直方向设置防下滑挡块，防止拱肋下滑。

图3-9 落架钢板详图（单位:cm）
D钢板
预埋构件由80cmx40cmx1.4cm的钢板和8根15cm和的φ20钢筋双面焊接为一个整体，内侧和台帽混凝土连接，外侧和在水平方向的夹角成15度支撑在台帽上φ529的钢管围焊连接。其中预埋构件如下图所示（单位：cm）。

图3-10 预埋钢板详图（单位:cm）
E检查
在施工时，注意对各连接处进行加固处理，构件联接是否严格按设计各规范要求进行施工。如发现不合格的地方，要即时进行补焊等补救措施，如果情节严重的，影响支撑架使用的，应进行返工处理。支撑架施工全过程，我项目经理部，会安排专门负责人，对支撑架施工进行全过程的监督和检查，并配合监理工程师对支撑架进行全方位的复检工作。确保支撑架在施工和使用阶段能保质保安。
F其他
拱肋吊装支撑架图：

图3-11 支撑架现场实图
⑷支撑架的受力验算
支撑架稳定性计算
①设计依据
《霞飞桥施工图》
《公路桥涵设计通用规范》JTJ025-89
《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《公路桥涵施工技术规范》JTJ021-89
②设计要点
霞飞桥钢管拱安装支架拟采用钢管桩基础，钢管桩计算跨径L=66.00m，临时钢管架共分为三跨，跨与跨之间的距离为16.75m，靠两个桥台侧的临时支墩纵向单排横向两根桩，跨中两个临时支墩纵向双排桩横向两根桩，钢管桩采用DZ30振动锤打入。支架结构图附后：
③支架验算
A内力计算
靠桥台侧的临时支架受力最大
钢管拱自重q1=45.436/21.75=2.089t/m

图3-12 受力计算简图（单位:cm）
内力计算结果如下：
钢管拱最大弯矩：Mmax=66.73t.m
钢管拱A支点：RAmax=0.00t
钢管拱B支点：RBmax=29.50t
钢管拱C支点：RCmax=15.94t
B支点钢管桩受力验算
B支点钢管桩受力最大，B支点共有2根钢管桩。
单根钢管桩的竖向力V=1.2x29.5/2=17.7t。
φ50x0.7cm钢管：A=50x3.14x0.7=109.9c