線型控制技術(shù)在大跨度鋼管拱橋上的施工要點(diǎn)

中鐵十五局集團(tuán)第二工程有限公司 趙杰

線型控制技術(shù)在大跨度鋼管拱橋上的施工要點(diǎn)

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一、鋼管拱橋線型控制技術(shù)線路

1．預(yù)拱度的確定。對(duì)于單跨中承形式的鋼管混凝土的拱橋結(jié)構(gòu)形式，因?yàn)榻ㄖO(shè)計(jì)的要求拱軸線建成后，在30年的歷史記載中，平均氣溫環(huán)境之下的拱軸線，所以在橋體的鋼管拱的制作過程中，拱軸線的空載下的拱軸線，因?yàn)殇摴笆褂玫氖欠侄沃谱鳎跹b進(jìn)行施工的技術(shù)，制作期間鋼管拱段作為空載的自由段，不受氣溫等環(huán)境的限制。吊裝期間因?yàn)槭┕し桨甘褂玫氖怯兄Ъ芊椒ㄟM(jìn)行安裝工作，拱軸線沒有考慮鋼管拱自身的重量問題，所以鋼管拱進(jìn)行吊裝的時(shí)候，與制作期間的拱軸線是一樣的。但是設(shè)計(jì)拱軸線是在氣溫環(huán)境、吊裝順序、施工技術(shù)等綜合條件的影響之下完成的，這兩個(gè)不同的環(huán)節(jié)產(chǎn)生了一定的差值。所以為了保證成拱橋的設(shè)計(jì)符合度，要在制作期間和吊裝期間設(shè)計(jì)好預(yù)拱度。

2．線型控制線路。合攏期的線型施控對(duì)象，主要的是合攏工藝、合攏時(shí)的氣溫等，合攏氣溫的差異將會(huì)造成成橋拱軸線的誤差產(chǎn)生。即使合攏期在支承支架，但是經(jīng)過溫差以及施工內(nèi)應(yīng)力的直接影響的成橋拱軸線。合攏工藝的不合格，將直接的導(dǎo)致橋體鋼管的拱內(nèi)產(chǎn)生一定的內(nèi)應(yīng)力，并且過長(zhǎng)的合攏期將導(dǎo)致氣溫產(chǎn)生較大的變動(dòng)。

工程的加載主要有3個(gè)階段。其中的第1個(gè)階段的任務(wù)是，壓注混凝土過程的不對(duì)稱偏壓，造成的鋼拱形狀的變化，在施工完成之后，要考慮到鋼拱及其填芯的混凝土的自身重量的作用下，支架的彈性形狀的變化，以及支架基礎(chǔ)的下沉；第2個(gè)階段是鋼拱的支架進(jìn)行拆裝之后，要綜合考慮到鋼拱在自身重力的作用之下的變形；第3個(gè)階段是加載之后的控制工作，指的是加載的吊桿的衡量，拱橋面板的安裝，以及橋面系統(tǒng)的澆筑等相關(guān)的加載過程，鋼拱發(fā)生的形狀的彈變，以及在加載時(shí)的偏壓力產(chǎn)生的拱軸線的形變等。

二、鋼管拱橋施工進(jìn)程中的線型控制技術(shù)

1．鋼管拱吊裝期線型控制。鋼拱的分支制作要根據(jù)合攏時(shí)候的拱軸線對(duì)其放樣和監(jiān)控，橫坐標(biāo)的控制點(diǎn)之間的距離是1.5m。吊裝時(shí)的控制點(diǎn)要均勻的分布在支架上的支承點(diǎn)部位。因?yàn)殇摴暗淖陨淼膭偠容^大的超出了空載時(shí)候的要求，所以要對(duì)各支間的拱部不予以變形控制。

在進(jìn)行吊裝時(shí)候，支承點(diǎn)位置的線型進(jìn)行調(diào)整和固定，主要包括縱向和橫向兩個(gè)體系，豎向的標(biāo)準(zhǔn)高度的調(diào)整，主要是在第一次的到位時(shí)，支承點(diǎn)的位置要比控制的標(biāo)準(zhǔn)高度低20cm左右，之后使用自制的馬鞍下的千斤頂進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)高度的調(diào)整。整個(gè)的調(diào)整和固定的技術(shù)被稱作下承上掛技術(shù)。

2．鋼管拱合攏期線型控制。合攏階段的控制內(nèi)容主要是溫度以及合攏產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。合攏時(shí)候的溫度要控制在20℃左右，合攏時(shí)期主要包括吊裝、到位、固定以及焊接等主要的工程項(xiàng)目。

3．銅橫撐安裝期主拱線型控制。鋼拱橫撐的安裝控制主要是有效的減少剛橫撐，因?yàn)樗倪^度收縮產(chǎn)生的主拱內(nèi)收問題，使得拱軸線與原來的設(shè)計(jì)位置產(chǎn)生了一定的偏離。如果焊縫小鋼橫撐沒法嚴(yán)格到位，焊縫大鋼橫撐將會(huì)產(chǎn)生過度的收縮現(xiàn)象，導(dǎo)致主拱向橋的中心軸線部位收縮，鑒于這樣的情況，可以使用鋼橫撐的瞬間合攏施工技術(shù)對(duì)其安裝。

4．填芯混凝土壓注期線型控制。填芯混凝土作為壓注階段的鋼拱的第一次施載，其安裝的原則是對(duì)稱均勻加載形式，主要的壓注次序?yàn)橄认旅婧笊厦妗⑾壤锩婧笸饷妗Ｃ恳粋€(gè)主弦管的混凝土壓注，要從二拱角的部位開始施工，與此同時(shí)要控制組織好2組人工及其設(shè)備分別從這一部位進(jìn)行壓注；對(duì)稱性的控制指的是，從混凝土的壓注數(shù)量、錘擊鋼管壁檢查壓注的進(jìn)行度，以更好的保證兩端混凝土差的合理范圍；連續(xù)性控制指的是通過使用機(jī)械儀器、電源以及相關(guān)的壓注設(shè)備等的實(shí)現(xiàn)。勻速性的監(jiān)控是按照壓注之前先使用水碓管內(nèi)壁進(jìn)行沖洗，混凝土的初凝時(shí)間要大于8個(gè)小時(shí)，坍落度控制在200mm，混凝土泵的速度要低檔進(jìn)行施工，以保證質(zhì)量。

5．支架拆除期線型控制。對(duì)支架的拆除工作主要是進(jìn)行控制割除支撐部位的馬鞍，剩余的支架可以隨時(shí)的實(shí)施，支架拆除為鋼拱的二次承載，按照加載的原則，確定為“對(duì)稱的均勻”，施工現(xiàn)場(chǎng)使用的馬鞍割除的次序?yàn)椋阂弧⒍⑷⑺摹⑽澹奈恢靡黄疬M(jìn)行切割，這樣能夠保證每次進(jìn)行4個(gè)馬鞍的割除。割除使用的技術(shù)是氣割法。

三、鋼管拱橋施工進(jìn)程中的線型監(jiān)控要點(diǎn)

鋼拱在實(shí)施合攏工作之后，分別在每個(gè)鋼拱的拱角以及其他的線型施控位置，每個(gè)鋼拱的榀拱有5個(gè)，全部的橋共有10個(gè)。檢測(cè)使用的工具是高度精密的全站儀，檢測(cè)的主要內(nèi)容是監(jiān)控點(diǎn)及其相關(guān)的標(biāo)高和坐標(biāo)值等，實(shí)施監(jiān)測(cè)的次數(shù)要在合攏之后監(jiān)測(cè)1次；進(jìn)行混凝土填芯壓注之后監(jiān)測(cè)1次；支架拆除時(shí)候，每當(dāng)拆除4個(gè)馬鞍時(shí)候監(jiān)測(cè)1次；吊桿的橫梁進(jìn)行吊裝的時(shí)候要完成2個(gè)階段的每次檢測(cè)；橋的面板吊裝結(jié)束后檢測(cè)1次；橋面系統(tǒng)安裝完成后檢測(cè)1次。每次進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，要對(duì)當(dāng)時(shí)的氣溫進(jìn)行適時(shí)的監(jiān)測(cè)，按照監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)來進(jìn)行鋼拱線型的動(dòng)態(tài)控制網(wǎng)的繪制等。

根據(jù)各個(gè)階段的施工設(shè)計(jì)共拱度和實(shí)際監(jiān)測(cè)的拱度進(jìn)行對(duì)比，以更好及時(shí)地掌握施工階段的線型變化現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)施工的異常現(xiàn)象和問題時(shí)候，要及時(shí)的找出癥結(jié)所在，調(diào)整施工的技術(shù)，保證拱軸線的施工的變化在允許的范圍之內(nèi)。通過以上施工每個(gè)環(huán)節(jié)線型控制措施的落實(shí)，在成橋的時(shí)候，拱軸線與設(shè)計(jì)的規(guī)格相符合，從而達(dá)到一個(gè)良好的控制效果。