一、研究背景

随着交通事业的快速发展，桥梁建设已成为重要的基础设施之一。钢管混凝土拱桥作为一种具有良好性能的桥梁结构形式，在跨度较大、承载能力要求较高的桥梁建设中得到了广泛应用。然而，钢管混凝土拱桥的施工工艺相对复杂，需要高水平的施工技术和严格的质量控制措施。因此，研究钢管混凝土拱桥的施工工艺，提高施工质量具有重要意义。

二、研究目的

本研究旨在探讨钢管混凝土拱桥的施工工艺，分析施工过程中的技术难点和质量控制要点，提出相应的解决方案和控制措施，为提高钢管混凝土拱桥的施工质量提供理论支持和实践指导。

三、研究方法

本研究采用理论分析和实地观测相结合的方法，对钢管混凝土拱桥的施工工艺进行深入研究。首先，通过文献综述和理论分析，总结出现有研究成果和工艺技术；其次，结合实地观测和数据分析，对钢管混凝土拱桥的施工过程进行全面了解和分析；最后，综合以上研究成果，提出适用于钢管混凝土拱桥施工的工艺流程和技术要求。

四、研究过程

1、施工前准备

施工前准备是保证钢管混凝土拱桥施工质量的重要环节。具体包括以下方面：

1.1施工图纸审查：对施工图纸进行详细审查，确保设计符合规范要求，明确施工过程中的技术难点和质量控制要点。

1.2施工现场勘察：对施工现场进行全面勘察，了解现场地形、地质、水文等条件，为制定合理的施工方案提供依据。

1.3材料选择与检验：选择符合设计要求的钢管、混凝土等材料，并进行进场检验，确保材料质量合格。

1.4施工设备准备：准备好所需的施工设备，如吊机、泵车等，并进行调试和维护，确保设备运行正常。

1.5人员培训：对施工人员进行技术交底和安全培训，提高施工质量和安全意识。

2.钢管安装与焊接

钢管安装与焊接是钢管混凝土拱桥施工的关键环节之一。具体包括以下方面：

2.1钢管安装：根据设计要求，采用吊装或滑移等方式将钢管安装到预定位置。安装过程中应保证钢管的垂直度和稳定性。

钢管焊接：采用手工电弧焊或自动焊等方式将钢管焊接成稳定、牢固的结构。焊接过程中应控制焊接质量，防止出现夹渣、气孔等缺陷。同时应采取相应的加固措施，确保焊接过程中不出现变形或损伤。

2.2钢筋网片绑扎与固定

在钢管安装与焊接完成后，进行钢筋网片的绑扎与固定。按照设计要求将钢筋网片绑扎在钢管上，确保钢筋网片的平整、牢固。同时，为保证钢筋网片的稳定性，可在网片间设置支撑和固定装置。

2.3模板安装与调整

在钢筋网片绑扎与固定完成后，进行模板安装与调整。模板应选用具有足够强度和刚度的材料制作而成，表面应平整、光洁。安装过程中应保证模板与钢管之间的密贴程度和稳定性。同时，为保证浇筑质量，应设置合适的排气孔和观察孔。

2.4混凝土浇筑与振捣

在模板安装与调整完成后进行混凝土的浇筑与振捣。混凝土应按照设计配合比进行拌制，确保满足强度和耐久性要求。浇筑过程中应控制浇筑速度和高度，避免出现混凝土离析现象。同时应采用合适的振捣设备对混凝土进行充分振捣以保证密实度和平整度符合要求

3、拱脚施工工艺

拱脚施工是钢管混凝土拱桥施工的关键环节之一。具体包括以下方面：

3.1拱脚安装

3.1.1根据施工图纸要求，确定拱脚的位置和高度，并进行标记。

3.1.2采用吊装设备将拱脚安装在指定位置，确保拱脚稳定。

3.1.3对拱脚进行固定，防止在施工过程中出现移位。

3.2拱脚固定

3.2.1在钢管内部安装支撑和固定装置，确保拱脚在受力情况下保持稳定。

3.2.2对固定完成的拱脚进行质量检测，确保符合设计要求。

3.3质量检测

3.3.1对完成的拱脚进行外观检测，确保外观质量符合要求。

3.3.2对拱脚进行承重检测，检测拱脚的承载能力是否符合设计要求。

3.3.3对检测不合格的拱脚进行整改和修复，确保质量达标。

4、吊杆安装

吊杆安装是钢管混凝土拱桥施工中的一个重要环节，其安装质量直接影响到拱桥的整体性能和安全。以下是吊杆安装过程中的主要步骤：

4.1.测量定位：在拱桥的两端和中部设置测量控制点，对拱桥的垂直度和标高进行测量和定位，为吊杆安装提供依据。

4.2.基础处理：对吊杆的基础进行处理，包括基础开挖、钢筋绑扎、模板支设等，确保基础牢固稳定。

4.3.吊杆制作：根据设计要求，制作合格的吊杆，包括吊杆的长度、直径、材质等参数，确保吊杆的质量符合要求。

4.4.吊杆安装：将制作好的吊杆按照设计要求进行安装，包括吊杆的定位、固定等操作，确保吊杆的安装位置和垂直度符合要求。

4.5.连接和固定：将吊杆与拱桥的拱肋和横梁进行连接和固定，确保吊杆与拱桥形成一个整体。

5、拱桥支撑体系

在吊杆安装过程中，需要设置支撑体系来支撑拱桥的重量和施工荷载。以下是拱桥支撑体系的设计和施工方法：

5.1.支撑体系设计：根据拱桥的结构形式和跨度等因素，设计合理的支撑体系，包括支撑的位置、形式和数量等参数。

5.2.支撑体系施工：按照设计要求进行支撑体系的施工，包括支撑的安装、固定等操作，确保支撑体系牢固稳定。

5.3.支撑体系监测：在施工过程中对支撑体系进行监测，包括支撑的变形、位移等情况，及时发现问题并进行处理。

6、施工监控

在吊杆安装施工过程中需要进行施工监控，对施工过程中的各种参数进行监测和控制，确保施工质量和安全。以下是施工监控的主要内容：

6.1施工过程监测：对吊杆安装过程中的各项操作进行监测，包括吊杆的定位、固定等操作是否符合设计要求。

6.2施工荷载监测：对拱桥的施工荷载进行监测，包括施工车辆、施工人员等荷载的大小和分布情况，确保拱桥的安全承载能力。

结构变形监测：对拱桥的结构变形进行监测，包括拱肋和横梁的变形情况，及时发现问题并进行处理。

6.3支撑体系监测：对支撑体系的变形和位移进行监测，确保支撑体系的牢固稳定。

6.4施工安全监测：对施工现场的安全情况进行监测，包括施工现场的防护措施、人员安全操作等情况，确保施工现场的安全生产。

7. 质量控制与检测

在施工过程中应对各个工序进行严格的质量控制以确保最终拱桥的质量符合要求具体质量控制措施包括以下几点：

7.1建立完善的质量管理体系明确各级人员的职责和权限并制定严格的质量考核标准；

7.2对进场的材料进行严格的质量检验包括外观尺寸强度等指标不符合要求的材料不得用于施工；

7.3加强施工现场的巡视和检查发现存在质量隐患的部位及时进行处理和整改；

7.4对关键工序和隐蔽工程进行严格的验收如钢管焊接钢筋网片绑扎等环节应进行质量检验并做好记录；

7.5采用先进的施工设备和技术提高施工质量和效率减少人为因素对工程质量的影响

五、研究结果

通过理论分析和实验验证，本研究得到了以下研究结果：

1.钢管混凝土拱桥的施工工艺主要包括支架安装、拱肋制作、灌注混凝土、卸架等步骤。其中，支架安装是关键技术之一，需要保证支架的稳定性和承重能力；拱肋制作、吊杆安装是施工工艺的核心部分，需要考虑到材料的强度、刚度、稳定性等因素；灌注混凝土是保证工程质量的关键环节之一，需要选择合适的混凝土材料和配合比，并保证灌注质量；卸架是最后一个步骤，需要保证支架安全、平稳地卸载。

2.传统施工方法主要包括满堂支架法和悬臂拼装法。满堂支架法具有施工方便、速度快等优点，但需要大量支架材料，且卸载难度较大；悬臂拼装法则具有施工精度高、速度快等优点，但需要高强度材料和精确的安装技术。

3.提出了一种新型的钢管混凝土拱桥施工工艺——分段悬臂拼装法。该方法结合了满堂支架法和悬臂拼装法的优点，避免了它们的缺点。具体来说，分段悬臂拼装法只需要部分支架材料，且可以分段卸载，大大降低了卸载难度；同时，该方法也具有施工精度高、速度快等优点。

4.实验验证结果表明，分段悬臂拼装法具有较好的施工效果和工程质量。与传统的满堂支架法和悬臂拼装法相比，分段悬臂拼装法具有更高的施工精度和更快的施工速度，且卸载难度也大大降低。

六、结语

本研究通过对钢管混凝土拱桥的施工工艺进行研究，得到了以下结论：

1.钢管混凝土拱桥是一种具有受力性能优良、造型美观、施工方便等优点的桥梁形式，被广泛应用于公路、铁路、市政等桥梁工程中。其施工工艺主要包括支架安装、拱肋制作、灌注混凝土、卸架等步骤。

2.传统施工方法主要包括满堂支架法和悬臂拼装法。虽然这两种方法都具有各自的优点，但也存在一些缺点。例如，满堂支架法需要大量支架材料且卸载难度较大；悬臂拼装法则需要高强度材料和精确的安装技术。

参考文献

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[4]吕俊平（导师：阮连法） 钢管混凝土系杆拱桥施工控制，浙江大学，硕士（专业：项目管理)；2013

[5]孙吉堂（导师：李乔;陈佑新）莲沱特大桥钢管混凝土拱肋施工工艺和监控研究，西南交通大学，硕士（专业：建筑与土木工程)；2002。