爱华网一、钢管混凝土拱桥概述
自1879年英国赛文（sevem）首次将钢管混凝土应用在铁路桥墩上以后，上世纪30年代前苏联的学者建造了跨径140m的钢管混凝土桁拱桥。我国钢管混凝土在土建中的应用，虽在60年代初就有应于建筑上的报道，但真正运用到桥梁上，还是1990年建成的四川旺苍东河大桥，主跨115.0m下承式钢管混凝土刚架系杆拱，它是我国桥梁史上的一座丰碑。由于拱桥能充分发挥圬工抗压强度高的特性，而钢管的自重轻可采用悬索吊装、转体法（平转、立转）或浮运、拖拉等施工工艺，省去了庞大的拱架且又兼作浇筑的模板，并对混凝土产生紧箍作用，使之处于三向受力状态，克服了高强混凝土的脆性，改善了混凝土的塑性性能，大大提高了承载能力。同时混凝土也给予薄壁钢管以有力支持，提高了钢管抗局部失稳的能力，增强了钢结构的刚度。这种相辅相成、相得益彰的作用，随着荷载的增加，混凝土的泊松比µc逐渐大于钢管的泊松比µs时而越发凸现。这是两种不同性质材料的扬长避短最有效地结合。随着我国经济和交通的发展、钢产量的不断增加，钢管混凝土拱桥，这一具有民族特色的桥型，在大跨径桥型的角逐中，更具魅力。
二、钢管混凝土拱桥在我国的发展
拱桥起源于哪里，众说纷纭，莫衷一是。但现今尚存最大跨度的古代石拱桥是我国河北赵县的济安桥—37.4m。石拱桥因其自重大，对地基要求高，跨越能力小，加之拱架费用高，耗费工力等原因，而受到限制，但在我国近代修建的还较多，跨径在100m以上的石拱桥就近20座，最大跨度接近150m。
钢管混凝土拱桥在我国虽然只有十几年的历史，但经过广大桥梁工作者的不懈努力，对钢管混凝土结构的理论研究，已走在世界各国的前列，同时也将钢管混凝土拱桥的跨径提升到了400多米。四川省万县长江大桥，跨径为420m的上承式拱桥，建成于1997年，已是世界同类桥梁之最。在2005年元月建成的四川巫山长江大桥，计算跨径为492m,净跨460m的钢管混凝土桁拱公路桥，更为当今“世界殊”。但我们也应看到钢管混凝土拱桥无论是设计稍有不慎或是施工质量得不到有效地控制，都会带来灾难性的后果。四川地区某座钢管混凝土拱桥倒塌及大家熟知的四川綦县彩虹桥，由于工程质量低劣及其它原因而造成桥毁，夺走四十多条生命的惊天惨案。人们已清醒的认识到，工程建设离不开施工监理，作为大跨径钢管混凝土拱桥——这一新鲜事物，更离不开施工监理。笔者就钢管混凝土拱桥上部结构的施工监理，谈几点看法，以资抛砖引玉。
三、钢管混凝土拱桥上部结构监理要点：
（1）监理人员素质
钢管混凝土拱桥的拱肋形式虽多种多样，但都是钢结构。这就要求监理人员中必须要有2名左右从事和熟悉钢结构的工程监理人员。在测试方面除了至少2名专业测量监理人员，负责三维同步控制测量外，最少有1名能掌握钢结构无损探伤的检测人员。如工程规模较大，结构很复杂，则上述人员还得相应增加。监理组如不具备上述人员素质，将无法完成钢管混凝土拱桥上部结构施工质量控制的监理任务。
（2）拱肋加工厂的选择
我国钢桥生产专业厂家屈指可数，随着经济和大交通的高速发展，钢结构桥梁日益增多，这些厂家的生产任务非常暴满，无暇接纳其它钢结构加工。一般而言钢管拱肋为确保制作精度，要求在工厂加工。故只能退而求其“次”，委托造船厂或压力容器厂之类厂家进行。在选择加工企业时，监理就必须对外委企业的技术装备、生产能力、检测手段、质保体系、运输条件等方面，详细考察后提出意见，和业主及施工单位，共同把关决策。
（3）设计图纸和安装方案审查
在监理合同签定后，首先应组织有关监理人员，对设计图纸和初步拟定的拱肋安装方案进行认真消化和审查。除了对设计部门的勘察资料与现场地质情况作符合性审查及下部基础结构重点的审查外，应特别对钢结构拱肋及安装进行审查。审查设计文件是否齐全、各部几何尺寸是否吻合、构件之间的连接是否合理得当、加工制造和节段划分是否可行、焊缝符号是否正确、制定的加工容许误差是否与制造工艺、测试手段和检测精度相吻合及拱肋吊装方案是否合理可行、安装过程中各构件是否安全、稳定、工序衔接与工期安排是否合理等。
（4）钢管拱肋加工的监理
钢管及其构件的加工精度要求很高，各种形式连接的焊缝质量要求也很高。监理人员必须熟悉和掌握钢结构加工、焊接、检测等方面的国家有关规范和现行标准，才不至于“以其昏昏、斯人昭昭”。监理工作重点如下：
①监理应参加对原材料，如钢板、焊接材料等入库前的抽检工作。
②必须参与钢材的可焊接试验、焊接评定试验工作。
③对制造加工方案和组拼方案中有可能影响结构受力的不尽合理之处及难以避免的焊缝交叉处理等关键性问题提出意见和建议。
④加强日常监理巡查，对加工条件、加工方法、零件及半成品质量和不同焊缝的相应焊工等级进行巡视和抽查。对发现的问题及时纠正处理。
⑤检查核对焊缝和相应焊工等级的有效证件。对不能胜任的焊工提出撤换意见，确保焊接质量。
⑥对钢管加工成品、隐蔽焊缝、组装节段等，按确定的加工精度检查验收签证。
⑦参加所有焊缝按其等级的外观检查和超声波检查及X射线拍片检查的评定验收工作。
⑧对工厂预拼作出厂前的检查验收。对拱跨几何尺寸预拼拱肋的中心轴线、各节段形位尺寸、吊杆（或竖杆）的坐标位置作三维控制测量并详细记录，符合预拼精度后验收签证。
⑨对缺陷修补的重新检测认定与记录工作。
（5）钢管拱肋吊装的监理
拱肋吊装过程是各节段受力体系不断转换的过程，监理应根据已确定的安装方案对各拼装状态下的稳定性验算和安全防范措施予以认真审查。在整个安装过程中监理的工作重点如下：
①现场吊装方案：必须严格按已批准的吊装方案进行。若现场条件改变，须对方案作较大调整时，应按原程序批准后实施。
②吊装顺序及焊接的方法、顺序、方向等都应严格按既定方案进行，不得随意改变。在吊装全过程督查安全技术措施的贯彻执行。
③用全钻仪对各拼装特征点进行三维同步控制跟踪测量工作，及时与设计值相比较，发现问题及早和监理单位反映，以便研究对策、调整修正。
④检查各节段拼装后的临时锁定及横联、风缆等结构稳定措施的落实情况和吊装设备的正常运转情况。
⑤对拼装所有焊接缝，作外观检查，参加无破损检测的评定和签证工作。
⑥按照国家有关验收标准，对全桥拱肋安装质量作出验收评定工作。
（6）拱肋混凝土灌注的监理
从多篇钢管内混凝土的密实性对其力学性能影响的研究报告中，可以看出钢管混凝土的内部混凝土与钢管壁发生脱粘现象时，柱体承载力会大幅下降，纵横向变形明显增大，导致偏心和失稳加剧。对钢管混凝土拱肋，这一压弯构件来讲是极其不利的。因此，管内混凝土浇注质量的严格监理，也是保证全桥质量的关键之一。监理工作重点如下：
①灌注方案的审查：根据工程规模、拌和及运送能力、设备条件、确定一次性连续浇注，还是分仓分段灌注；审查灌注顺序、泵站设置、管路布置和检测方法及灌注预案。
②灌注试验：根据确定的灌注方案，作同条件下顶升灌注试验，以评定方案的可靠性。
③混凝土配比审查：自密实微膨胀混凝土，是八十年代从日本传入的。它不但要符合强度高，而且具有低水灰比、低气泡、高流塑性、微膨胀和可泵、缓凝、保塑符合顶升法施工需要。故需掺入一定量的活性矿物料、高强减水剂和膨胀剂，通过多组试验，选择满足设计强度、硬化后微膨胀和3~5h时后具有良好流塑性，坍落度保留值≥150mm的配比。
④密实度检查：在灌注时以小锤轻击管壁，即可检查该处密实程度。混凝土硬化成形后必须通过无破损检测，探明混凝土的内部缺陷、密实程度和脱粘范围。经多座大桥的实践证明，超声波检测是行之有效的检测方法。根据检测结果，确定是否需要开洞二次灌浆及缺陷处理。有研究表明，经灌浆处理后，钢管混凝土的承载力将基本恢复。
⑤灌注过程中的监测：在钢管混凝土灌注过程中，必须对拱轴线及各特征断面进行三维控制测量。发现情况异常及时反馈给监控单位，以便采取措施，启动控制预案予以解决。
（7）钢管拱肋涂装监理：
大型钢结构的涂装，一直是世界各工业发展国家十分关心的课题。早期基本上均采用油漆防腐。油漆防腐寿命短最多8~10年。许多举世闻名的大桥都因钢桥被大气腐蚀而灾难性地坍塌。随着科学发展，钢结构防腐有了长足进步。长效耐候涂料相继问世和热浸、热喷涂等工艺日趋成熟，使钢结构在20年甚至40年内涂装不维修成为可能。涂料的实际使用效果除了与设计所用涂料有密切关连之外，还与底材的表面处理和涂装时的环境、时间间隔等密切相关。这就需要通过严格监理，确保涂装质量。涂装的监理要点简述如下：
①阅读、理解涂装设计文件领会设计意图和要求，并对设计有欠合理之处，或难以达到的工艺要求，提出改进建议。
②底材表面处理等级由设计方确定。一般而言拱肋在使用之前，对钢铁表面处理需达到瑞典标准Sa2.5级，即彻底地喷丸除锈，除去所有氧化皮、锈及污物，最后表面用吸尘器、清洁干燥的压缩空气或干净的刷子清理。上述方法达不到的部位，辅以打磨补充处理。
③监理须按表面的清洁等级目测评定，并按有关规定的比较样块和标准，进行表面粗糙度目视和触觉评定及仪器检查。
④表面清洁处理后，涂装涂层有其相应的环境湿度、气温和时间间隔的要求，否则会影响漆层的附着效果与强度。监理应按设计要求或相关技术规范监督执行。
⑤每道漆层之间要干后再漆，且时间连接紧凑。目前各国基本都采用“二底、二中、二面”共六层（或五层），其中底层漆与中间过渡层漆应在工厂内进行，保护层面漆在工地实施。
⑥监理须对各层干膜厚度用仪器测量，确保每层均达到设计要求。
⑦目测检查要求平整均匀，不起邹、剥落、裂纹、气孔、流挂。
⑧达不到上述要求应进行修补并记录。除上述检查外，还须对涂层的附着力按规定作划格检验。
钢管混凝土拱桥上部结构监理要点，除上述各点外，还有系杆的浇筑、力筋的分级张拉、压浆及吊杆的分级张拉等重要内容同样十分重要，这些都与其它桥梁施工监理要点相同，不再一一赘述。
四、结束语
因为钢管混凝土拱桥具有良好的力学性能、日趋成熟的架设工艺、对不同的地形、地质条件有较强的适应能力、壮丽的外观和较好的经济性，在我国得到了蓬勃地发展，走在了世界的前列。然而，也因设计特别是施工质量问题也给世人留下桥毁人亡血的教训。故需努力提高监理人员业务素质，严格把好钢管混凝土拱桥施工质量关，真正当好“工程卫士”。
参考文献：
（1）陈宝春钢管混凝土拱桥设计与施工人民出版社2005.5
（2）王庭英金志展钢(管)结构制造与安装人民交通出版社2003.12
（3）刘吉士李宁军桥梁与隧道施工监理指南人民交通出版社2000.5
（4）李芬芳钢管拱肋制作监控措施上海铁道科技2004.1
（5）罗代松李连久 朱凤云钢管混凝土拱桥上部监理要点
黑龙江交通科技2002.6
（6）叶跃忠李固华等二次灌浆后钢管混凝土性能研究公路2003.8
（7）庞超明秦鸿根等C50自密实微膨胀混凝土的配制及其在钢管混凝土
拱施工中的应用混凝土与水泥制品2002.6
（8）童寿兴 商涛平超声波检测拱桥拱肋钢管混凝土质量桥梁建设2002.4
（9）周庆文郑国枝 孟维华钢管拱混凝土压注技术森林工程1998.3
（10）王慧东 李云山 王俊如 大跨度钢管混凝土拱桥施工铁道标准设计1998.8
（11）赵金榜大型钢结构用长效防蚀耐候涂料配套设计方案及施工方法
上海涂料1995
（12）徐建富 杨传良千岛湖南浦大桥防腐蚀涂层方案的分析与确定
桥梁建设2002.4
