探討鋼結構系桿拱橋梁施工

侯本和

(貴州省公路工程集團有限公司)

探討鋼結構系桿拱橋梁施工

侯本和

(貴州省公路工程集團有限公司)

隨著交通運輸的快速發展，橋梁工程建設的規模在不斷的擴大。在橋梁建設中，鋼結構系桿拱橋因其具有經濟、嚴禁以及美觀的優勢被廣泛的使用在橋梁建設中。但是在鋼結構系桿拱橋梁施工中，其施工過程非常復雜。主要闡述了鋼結構系桿拱橋梁施工技術。

鋼結構;系桿;橋梁;樁基

1 工程概況

某大橋橋墩基礎灌注樁→下部結構(承臺、橋臺、臺帽)→上部結構(系桿、橫梁、拱肋、風撐、橋面及其附屬結構)。大橋上結構為鋼結構系桿拱，拱肋為鋼管，管內填充混凝土，系桿(加勁梁)，端橫梁，中橫梁為預應力混凝土結構。橋面板及橋面系為普通混凝土結構。跨度為73.8 m，橋寬13.6 m，橋面凈寬10.75 m，為單幅橋。橋下凈空高度5 m，為五級航道。拱肋為二次拋物線，方程為y=4fx(L－x)/L2，矢高f=16 m，計算跨徑L=72 m。每側拱肋豎直方向設15根吊桿。兩拱肋水平方向由三根橫撐連成整體。端橫梁，中橫梁與系桿剛性連結后再與吊桿連成整體。每根系桿內共8束預應力束，上下共4層，每層2束，每束14根。

2 樁基施工

2.1 護筒的制作和埋設

樁基的護筒在本工程中利用的是鋼護筒，制作的材料為3cm厚的鋼板，在進行鋼護筒的制作中，為了防止護筒在使用中發生變形等現象，所在在制作中的上下以及中間的外面焊接一層加勁肋，形成兩半圓、在進行鋼護筒的埋設時，必須保證護筒的中心與樁位中心保持一致，并且在埋設中，必須要保證護筒的垂直，不能產生歪斜，并且必須保證其歪斜的程度和誤差在合理的范圍內。

2.2 泥漿制備

制漿池的尺寸設為3×8 m，深1 m左右，同一套循環系統內考慮設置2個，一個浸泡粘土，另一個攪拌制漿，輪換使用，制漿池在就近范圍灘地上由挖機挖成。調制泥漿時，先將粘土或膨潤土加水浸透，然后以攪拌機或人工拌制。

2.3 鉆孔

利用所選的鉆機進行有效的鉆孔，保證孔深、孔徑達到設計的要求。

2.4 清孔

清孔分二次清孔，在終孔檢查后，利用鉆桿進行首次清孔。下好鋼筋籠、導管后，進行第二次清孔，以此來對鋼筋與混凝土的粘結的強度進行保證。

2.5 鋼筋籠制作安裝

用于鋼筋籠制作的骨架應該在施工現象進行加工，形成模型之后，進行組裝，必須保證鋼筋表面的清潔，不能存在污物，并且要嚴格控制鋼筋的平直，產生彎曲的鋼筋不能投入使用。在進行鋼筋籠的制作時，其大小、制作、電焊質量及混凝土墊塊設置按圖紙和《技術規范》要求施工。

清孔完畢，經業主(監理)工程師批準用檢孔器對孔深、孔徑和豎直度進行檢查，發現問題及時處理，符合要求后即插放鋼筋籠。在進行鋼筋籠的插放時，應該利用鉆機對鋼筋籠進行分節投放，每一節之間的連接應該采用焊接的方式，在焊接的過程中為了避免焊接的時間過長而影響施工進度，所以在焊接中使用兩臺電焊機同時使用。在進行鋼筋籠的投放中，必須加快投放速度，以免吊放過于緩慢而使得孔底產生嚴重的回淤現象，影響工程施工。在進行鋼筋的焊接中，焊接頭的焊接的長度必須要根據相關要求以及設計要求進行確定，并且要保證焊接頭的平整。

2.6 水下混凝土灌注

在樁基施工中，成樁的主要工序進行進行水下混凝土的灌注，鋼筋籠吊放工程結束之后就可以進行水下混凝土的灌注，在進行灌注之前，必須要對孔底進行嚴格的檢查，保證其符合規范要求之后才能夠進行混凝土的灌注。

3 承臺、橋臺、臺帽施工

3.1 鋼筋制作安裝

鋼筋制作與安裝應嚴格按照施工圖紙及規范進行，鋼筋經加工場地制作后，人工運到工作面，鋼筋的搭接位置應相互錯開，鋼筋的數量、間距應符合設計要求，嚴禁少筋或漏綁，并與預埋鋼筋焊接牢固。

3.2 模板

鋼筋采用定制鋼模，注意拼縫和垂直度。模板安裝必須準確、穩固。待安裝完畢后，須用測量儀器進行校核，確保建筑物輪廓尺寸準確無誤，確保橋墩施工質量。

3.3 混凝土澆筑

混凝土統一由現場混凝土拌和機制備。混凝土自由下落高度不大于2 m，人工用鐵鍬入倉。混凝土采用分層澆筑法，分層厚度不超過40 cm，混凝土澆筑應連續進行，中斷時間不能超過混凝土初凝時間，振搗采用插入式振搗器，振搗時，嚴禁過振和漏振，并防止振搗器碰模板，以免模板變形和位移。混凝土在澆筑完畢12～18 h即可開始灑水，在氣溫較高、氣候干燥的情況下應提前灑水。操作時先灑側面，頂面在沖毛后進行灑水，當氣溫低于5℃時，應停止灑水養護。灑水養護期間，混凝土表面應經常保持濕潤。

4 橋梁上部結構系桿拱橋施工

4.1 系桿、橫梁支架基礎處理

利用老橋墩作為支架基礎。

4.2 支架搭設

系桿下采用單層Ⅰ20工字鋼縱梁，間距0.4 m，縱梁上放置一層木枋，橫排擺放，每一個木枋之間的距離控制在75 cm左右，并且還需要在縱梁上防治一層縱排木枋以及鋼槽，木枋以及鋼槽的尺寸為10 cm×10 cm。橫梁支架亦用Ⅰ20工字鋼縱梁，整個工字鋼縱梁采用12槽鋼焊接成整體。在進行支架搭設的過程中，必須保證用于搭設的鋼管以及扣件的質量滿足相關質量要求，所使用的鋼管必須將其外表進行刷漆，防止其產生銹蝕。在進行支架的搭設時，必須要對預留墩身模板位置進行嚴格的控制，模板的位置必須與支架保留一定的位置，以免在安裝的過程中產生碰撞。

4.3 系桿、端橫梁、拱腳段模板、鋼筋制安，鋼絞線預埋件安放

在進行底模以及側模的制作時，為了對混凝土的外觀以及內部質量進行保證，采取的材料應該為優質竹膠板，并且利用螺栓將模板進行固定，必須保證模板的剛度以及強度能夠滿足相關設計要求。在進行端模進行制作時，所選用的材料為木板，為了保證模板不發生漏水的現象，因此在模板的夾縫只能夠加一條海綿條，以此不僅避免漏水的現象，還能夠防止其產生漏漿現象。

施工中所需要的鋼筋應該在現場進行制作，并且鋼筋焊接的過程中，要保證焊接的焊頭以及捆綁的接頭滿足相關規范要求。進行鋼絞線的綁扎時，需要采用鉛絲對其進行綁扎，相鄰兩個鋼絞線的距離需要控制在50 cm左右。接著將管道定位筋進行焊接，焊接好之后將其穿入波紋管。

4.4 系桿及端橫梁的澆筑工藝

在進行系桿及端橫梁的澆筑時，首先要做的就是對系桿混凝土進行澆筑，然后再對端橫梁混凝土進行澆筑，在進行澆筑施工中，為了對系桿混凝土的密實度進行保證，所以采用插入式的振搗器對其進行振搗。混凝土澆筑的方法為整片灌注斜向分層，縱向分段，先澆筑兩端，對稱進行澆筑，然后往中間進行。分層澆筑的厚度應該控制在30 cm以內，澆筑的次數應該在4次，在進行混凝土澆筑的過程中，必須保證澆筑的連續性。

4.5 預應力施工

系桿拱橋預應力施工有:系桿、吊桿、橫梁張拉。

(1)系桿、橫梁預應力施工。系桿張拉錨下控制應力為0.72pk;中橫梁張拉錨下控制應力為0.75pk，端梁張拉錨下控制應力為 0.75pk。

根據張拉力及進度要求，擬配備多臺千斤頂，使用前需經標定后再使用。為確保張拉預應力時達到混凝土設計強度90%以上，在混凝土澆筑時，同步制作試塊，同條件養護，試壓達到規定強度方可施加預應力。預應力張拉前，將錨墊板和錨板接觸面清理干凈，以保證錨墊板和錨板緊密結合，張拉程序采用0→初應力(持荷2 min)→δcon(錨固)。錨下墊板采用16錳鋼。

張拉前，先將鋼絞線編束，編束在鋼筋場進行，編束時，其下料長度按圖紙提供值確定，每隔50 cm設置一道定位筋并綁扎牢固，采用人工結合卷揚機穿束。張拉時，確保錨具變形值不得大于6 mm，放松千斤頂壓力時，宜緩慢進行，以免震動錨具和預應力鋼絞線。并做好張拉記錄。

張拉擬成立專業張拉隊，由具有專業張拉資格的技術人員、高級技工組成專業張拉隊，以保證張拉質量。

孔道壓漿，采用活塞壓漿泵施工，水泥漿強度與梁體同標號，配比試驗確定，摻入適當微膨脹劑。膨脹劑性能及使用方法符合《混凝土外加劑應用技術規范》的規定，水泥漿不受約束的膨脹亦小于10%。壓漿前用吹入無油份的壓縮空氣清洗管道，接著用含有氫氧化鈣的清水沖洗管道，直到松散顆粒除去及清水排出，管道再用無油份的壓縮空氣吹干，然后壓漿，壓漿過程應以0.7 MPa的恒壓施壓，稠度在14～18 s之間，有排氣孔的一個接著一個在水泥漿流動方向封閉出氣孔。保證壓漿的水泥漿泌水率最大不超過4%，拌和后3 h泌水率應小于2%，壓漿后24 h需全部吸收，所有壓漿管道均須漿體飽滿，若氣溫或構件溫度低于5℃時，暫停壓漿，當白天氣溫高于35℃時，壓漿改在夜間進行。

(2)吊桿預應力施工。吊桿計60根，單副每側15根，全橋共60根，每根吊桿采用Q345C無縫鋼管。鋼絞線、錨具，按規定進行試驗，合格后使用。

吊桿預應力施工應按拱肋成形后的實測標高復算后下料高強碳素鋼絲，下料應包括每端墩頭及錨杯的長度。鋼絲束下料完成后，即可進行編束，將鋼絲的一端穿過錨杯后墩頭，待鋼絲束的另一端穿過孔道及另一端錨杯后再墩另一頭，墩頭頭型要圓整、不偏斜，強度不低于鋼絲標準強度的98%，頸部母材不受損傷。吊桿張拉采用4臺千斤頂，4臺油泵配套張拉，使用前亦需經標定后使用，張拉采用單向、雙控工藝，遵照對稱、同步、荷載均衡上升的原則。

4.6 行車道板安裝

行車道板安裝采用汽車吊安裝或浮吊進行吊裝施工。行車道板安裝完成后，進行全橋最后預應力張拉、壓漿。

5 結語

通過系桿拱施工實踐，我們認為這種橋型的施工主要難度在于長直系桿張拉，長直系桿標高及平面位置控制，拱肋制作安裝及空中對接，吊桿分階段的索力張拉調整。只要精心施工，合理安排，是能夠得到圓滿解決的。系桿拱式橋結構受力合理，造型美觀，在現代城市橋梁中有它廣闊的應用前景。

［1］劉立鵬.鋼管混凝土系桿拱橋施工技術難題及對策［J］.科技致富向導，2011，(11):56 －57.

［2］ 范海軍.曹建安.曹霖.下承式鋼管混凝土系桿拱橋施工監控概述［J］.公路工程，2012，(2):34 －35.

［3］陳立軍.方華美.王顯波.鋼管混凝土系桿拱頂升混凝土施工技術研究［J］.林業科技情報，2007，(3):23－24.

U442

C

1008－3383(2014)04－0105－02

2013－11－11

侯本和(1983－)，貴州錦屏人，助理工程師，主要從事公路建設工作。