談鋼管混凝土系桿拱橋拱肋吊裝施工技術

白 玲

(中鐵二十局集團第一工程有限公司，江蘇 蘇州 215151)

談鋼管混凝土系桿拱橋拱肋吊裝施工技術

白 玲

(中鐵二十局集團第一工程有限公司，江蘇 蘇州 215151)

以申張線張家港復線船閘工程巫山大橋主橋上部結構系桿拱施工為背景，詳細介紹了拱肋吊裝施工方案，主要對拱肋吊裝工藝流程、拼裝臨時支架、吊點確定等施工技術及質量控制要點進行了闡述，為同類工程積累了經驗。

鋼管混凝土系桿拱橋，拱肋吊裝，臨時支架，鋼管

1 工程概況

巫山大橋全長332.78 m，分左右幅，主橋跨越張家港船閘上游引航道，跨徑布置左幅為(3×20+2×80+20+12.3+4×20)m，右幅為(2×20+12.3+2×80+6×20)m，主橋設計為剛性系桿、剛性拱、柔性吊桿的鋼管混凝土系桿拱橋。計算跨徑78 m，拱軸線設計為二次拋物線，矢跨比1/5，矢高15.6 m。拱肋設計為啞鈴形鋼管混凝土的結構，每個鋼管的外徑為90 cm，拱肋高度設計為220 cm，鋼管壁厚為1.2 cm，綴板壁厚1.4 cm，鋼管內及腹腔內充填C40微膨脹混凝土。系桿為箱形斷面，高230 cm，寬120 cm，壁厚為30 cm。吊桿間距5.0 m，每片拱肋設置吊桿14根；內側吊桿采用PESFD7-55的鍍鋅高強鋼絲索，外側吊桿采用PESFD7-73的高強鋼絲索，橋面以上2 m外包不銹鋼套管。中橫梁高度60 cm～140 cm，寬為60 cm。端橫梁為箱形斷面，高為100 cm～195 cm，寬為190 cm。橋面雙向的2%橫坡通過橫梁高度變化來調整。橋面板采用實心板梁，中板寬為99 cm、厚為25 cm，邊板寬為99.5 cm/124.5 cm、厚為25 cm。4道K形風撐組成風撐，K形風撐由外徑80 cm和60 cm的鋼管焊接而成，壁厚1.2 cm。系桿、橫梁為預應力混凝土結構(見圖1)。

2 拱肋吊裝施工方案

主橋鋼管混凝土系桿拱采用先梁后拱的施工方案，先在工廠分段加工鋼管拱，同步搭支架現澆三段系桿及拱肋預埋段、橫梁并按設計張拉，鋼管拱節段運輸到現場后，吊車吊裝拱肋鋼管，安裝肋間風撐，泵送鋼管混凝土，架設吊桿并完成張拉，安裝行車道板，現澆橋面板，完成護欄及橋面瀝青混凝土。

2.1 拱肋吊裝

巫山橋鋼結構南跨主拱在水面上成橋，東半幅緊鄰高壓線，難度比較大，主要表現在：

1)本橋整體施工步驟先橋面系系梁、橫梁后拱的施工方案；

2)水上吊裝作業受老橋和西側3.5萬V高壓線的影響。依據現場實際情況采用橫梁間搭設導機板，汽車吊上橋面分段安裝的施工方案進行鋼結構的安裝。為加快施工進度，先將每片拱節段Ⅰ和節段Ⅱ、節段Ⅳ和節段Ⅴ在橋址旁水平胎架上按拱肋線形分別拼接成吊裝節段，同時在拱肋安裝分段環縫位置搭設安裝支架，依照先兩邊段后中間合龍段的吊裝順序依次安裝。節段間焊接完成后，再安裝K撐。

2.1.1 拱肋吊裝施工工藝流程

拱肋吊裝施工工藝流程如下：

技術交底→橋址邊胎架制作(同時在南半幅老橋、北半幅路基上搭設安裝支架)→汽車吊上橋(拱肋節段轉至吊裝位置)→將鋼管拱吊至鋼管支架上拼裝(依次吊兩邊兩個節段，中間一節段為合龍段最后吊)→測量定位精調、監理驗收→環縫對接→同樣方法安裝第二片拱肋→焊接鋼管風撐(4道)→其他施工→成橋后涂裝最后一道面漆。

2.1.2 拱肋拼裝臨時支架

拱肋拼裝臨時支架設置在距3(5)號墩約30 m的地方，南端臨時支架支設在老橋中跨上，北段臨時支架支設在原有路基上。

為了保證安裝過程中拱肋不發生變形及扭曲，臨時支架的基礎要求必須堅實可靠，現場工程地質條件比較好，無不良地質，南跨航道上支架利用老橋橋面上部搭設鋼支架，北跨陸地基礎在搭設現澆系梁支架時考慮拱肋安裝支架基礎采取局部加強。

1)臨時支架基礎要求。

C25混凝土基礎尺寸設置為300 cm×300 cm，厚度20 cm～40 cm。混凝土表面須平整，保證臨時支架搭設的垂直度。

在基礎混凝土表面預埋四塊規格為60 cm×60 cm×10 mm的鋼板，混凝土基礎底部鋪設一層雙向Φ12@200 mm的鋼筋網片，保護層厚度設計為5 cm。

支架混凝土基礎表面平整度誤差要求控制在1 cm以內。拱肋拼裝支架搭設時，將支架鋼管底部與預埋件進行焊接，保證支架鋼管的穩定性以及受力狀況良好。

拱肋安裝支架由φ325×8 mm的鋼管和Ⅰ25工字鋼組合而成。支架搭設根據現場實際情況和設計施工要求，支架鋼管避開系梁和橫梁直接與老橋面和地面基礎連接。

2)臨時支架搭設要求。

鋼管支架在水平方向和垂直方向用槽鋼聯結搭設成剪刀撐以增加支架的剛性及穩定性；鋼管和支架混凝土基礎接觸的部位用鐵板進行封口焊接；為了保證工期要求，主拱拼裝支架與拱肋生產同時進行施工；每個支架前后左右拉風纜繩，確保支架穩定。

2.1.3 南半幅汽車吊及拱肋節段上橋

由于該橋施工順序是先橋面系后拱，南半幅位于航道上，汽車吊需要上橋面安裝，因此在間隔5 m的橫梁間架設兩道1.5 m寬導機板貫通全橋，每跨導機板兩端制作鋼支撐或用貝雷架與地面連接，以便汽車吊前行和停位，并且汽車吊在吊裝時打腿必須在老橋面或老路基上(必要時利用貝雷架或鋼支架作腿基礎)，以確保橫梁不能受力和吊車的穩定性。拱肋節段上橋面采用兩部吊車轉位移動至吊裝位置，下方利用老橋面或老路基制作高于橫梁的型鋼托架，拱肋位移后放置于上方時避開橫梁受力。

2.1.4 北半幅拱肋吊裝

在橋址旁水平胎架上將廠內制作節段Ⅰ,Ⅱ(節段Ⅳ,Ⅴ)拼接成吊裝節段；在系梁上搭設安裝支架，支架四根鋼管橫向內寬度大于系梁寬度直接與下部支架連接，以防止系梁受力；用汽車吊對稱吊裝節段Ⅰ+Ⅱ(節段Ⅳ+Ⅴ)，需保證拱軸線的安裝精度及節段間匹配錯邊量；用汽車吊吊裝合龍段。合龍口時，準確量測合龍口的距離，再對合龍段依據測量統計結果進行配切，確保合龍段的長度。

同法安裝另一側拱肋，待拱肋裝配、焊接完成后吊裝風撐。

2.1.5 吊點確定

吊點選取在吊點位于距拱肋兩端(0.22～0.24)L的地方(L為拱肋分段的長度)，即對值相等的地方。

采用鋼絲繩捆綁的方式起吊。在吊點處要對拱肋鋼管進行保護，保護方法為在拱肋鋼管外前后半圓包上寬為1 m的橡膠塊，橡膠塊外包16 mm厚、寬度1 m的鋼板。

2.1.6 吊車選擇

本工程主要安裝機械設備采用汽車吊(50 t，30 t各一臺)，每個節段安裝利用兩臺汽車吊抬吊安裝，50 t吊車吊最高點，30 t吊低點，可滿足全橋每個節段的吊裝。

2.1.7 風纜繩設置和埋制風纜繩地錨

每片拱肋支架設置2根風纜繩，順橋向斜拉于拱腳處，風纜繩直徑為24.5 mm,在拱肋吊裝定位前采用10 t手拉葫蘆收緊。

2.1.8 鋼管拱肋起吊

拱肋節段起吊前，在設計的吊點處捆綁直徑為56 mm鋼絲繩，同時在各吊點位置對拱肋鋼管進行保護。鋼絲繩系好后，用汽車吊垂直起吊直至達到理論的支架位置再落架。起吊過程中應派專人觀察各吊點處鋼絲繩的情況，一旦發現鋼絲繩有受力不勻、存在滑移等情況，應立即停止工作。

2.1.9 拱肋吊裝測量控制

吊裝過程中主要是測量控制拱軸線。拱肋拼裝時在拱頂的背面用紅色標線畫出拱肋的頂部中線，作為控制點。安裝之前對拱軸線進行復測，即：在離拱軸線延長線的兩拱腳2 m的地方標記兩點，通過全站儀能夠看到這兩點，計算出拱肋上實測點的坐標。根據點的坐標，并考慮預拱度，得出拱軸線是否與設計拱軸線

的位置吻合。安裝拱肋時，在位于拱軸線的延長線的兩端各架設一臺全站儀，用于觀察該紅色標線的位置是否與拱軸線重合，若不重合，用纜繩進行反復調整，直至拱背的紅色標線與設計軸線相重合為止。

觀測項目、觀測方法及主要目的見表1。

表1 觀測項目、觀測方法及主要目的

2.2 風撐安裝

風撐的安裝需在兩片拱肋安裝就位拱腳焊接后進行。其安裝方法為：拱肋加工時側面焊接25 cm～45 cm的風撐短接頭，在挑出的風撐、鋼橫梁短接頭處的外下方焊接限位板。風撐、鋼橫梁用吊車按照安裝順序進行吊裝，將風撐緩慢放下置于限位板上即可(必要時可增焊加固碼板)。直撐吊裝就位后，工人方可進行風撐對接焊縫的焊接，最后安裝、焊接斜撐。

3 結語

鋼管混凝土系桿拱橋的施工技術越來越趨于成熟，鋼管混凝土拱肋的吊裝作為鋼管混凝土系桿拱橋施工過程中的關鍵工序，卻是一個極為復雜的過程，根據巫山大橋施工現場的實際情況，制定了詳細的拱肋吊裝施工方案，施工中既保證了工程質量，又保證了施工過程中無安全事故發生，為同類工程提供了經驗。

[1] 周水興，何兆益，鄒毅松.路橋施工計算手冊[M].北京：人民交通出版社，2006.

[2] 張俊義.橋梁施工百問[M].北京：人民交通出版社，2003.

[3] 陳寶春.鋼管混凝土拱橋發展綜述[J].橋梁建設，1997(2)：32.

[4] 呂俊平.鋼管混凝土系桿拱橋施工控制[D].杭州：浙江大學，2013.

On arch-rib hoisting construction technique of steel pipe concrete tied-arch bridge

Bai Ling

(No.1EngineeringCo.,Ltd,ChinaRailway20thBureauGroup,Suzhou215151,China)

Taking the tied-arch structure of the upper structure at Wushan Bridge of Zhangjiagang multiple track hip-lock project along Shenzhang Line as the background, the paper mainly introduces the construction scheme, craft procedure of the arch-rib hoisting, the assembling temporary framework, identification of hoisting points and quality control points of the arch-rib hoisting construction, so as to accumulate experience.

steel pipe concrete tied-arch, arch-rib hoisting, temporary framework, steel pipe

2015-02-02

白 玲(1982- )，女，工程師

1009-6825(2015)11-0179-02

U445

A