無支架法大跨度鋼管拱肋吊裝施工技術研究

廖加和

(貴州省公路工程集團有限公司，貴州 貴陽 550003)

?

無支架法大跨度鋼管拱肋吊裝施工技術研究

廖加和

(貴州省公路工程集團有限公司，貴州 貴陽 550003)

將貴州百里杜鵑風景名勝區花瓣式拱肋施工工程作為主要參考對象，細致的分析了鋼管拱肋的施工方法與技術，為鋼管拱橋的施工建設積累工作經驗，推動我國橋梁建設事業不斷發展。

鋼管拱肋；無支架法；吊裝施工；施工技術

1 貴州百里杜鵑風景名勝區花瓣式拱肋施工概況

(1)拱肋整體近似于花瓣造型，主要由一個主拱和兩邊拱肋構成，主拱矢高為28.25 m，跨徑為84.65 m，圓弧曲線型軸線，其中心的半徑為45.387 m；拱筋鋼梁的斷面呈現出箱型，肋高、寬分別為1.5 m、0.9 m，在截面的各個側面中，頂底板壁厚均幾乎保持一致，為16 mm，所有側板都安裝3道加勁肋，在頂底板中按照一定順序依次安裝1道加勁肋，厚度、長度一致，均為20 mm、150 mm，沿中心線延伸方向，每隔2 m便安裝一道橫板，厚度為10 mm。

(2)邊拱矢高19.136 m，跨徑達到了53.127 m，圓弧曲線型軸線，其中心的半徑為27.786 m；拱筋鋼梁斷面呈現出箱型，肋高、寬分別為1 m、0.6 m，在截面各個側面中，頂底板壁厚均幾乎保持一致，為16 mm，所有側板都安裝2道加勁肋，在頂底板中按照一定順序依次安裝1道加勁肋，厚度、長度保持一致，分別為20 mm、120 mm，沿中心線延伸方向，每隔2 m便安裝一道橫隔板，厚度為10 mm。邊拱肋圍繞橋向軸的順時針方向旋轉布置，旋轉的角度為45°，此外，拱腳之前的連線以及順橋與水平夾角的30°方向上進行布置。

(3) 本拱順橋向為全焊結構，包括頂、底板、腹板、N18與N1、N2、 N3、N10、N11、N12間的連接，焊縫等級為Ⅰ級焊縫；加勁肋與頂(底)板、腹板以及橫隔板與頂(底)板、腹板焊縫為斷焊，焊縫等級為Ⅱ級。拱肋1、2落位前為鉸接連接，通過騎縫焊接后變為固端連接。鉸座按鋼梁廠提供的安裝位置圖進行預埋。

2 基于花瓣式拱肋的吊裝施工技術

2.1 工地預拼

將準備妥當的各個單元(拱肋1與拱肋2)運送到施工區域進行初次拼接，按照圖紙進行放樣，放樣就緒以后，使用汽車起重機等裝置拼接各個單元，并將其進行焊接，形成三個大段，最后在連接的位置固定螺栓。

2.2 工地終拼

按照圖紙進行放樣，放樣就緒以后，使用汽車起重機等裝置進行拼接，拼接完成時進行焊接，與預拼相同，需在連接的位置固定螺栓。在此當中，底焊縫可經過開焊接窗口的形式進行V形焊處理。

2.3 架設拱肋

(1) 拱肋1的架設

采用兩臺汽車起重機，并設置四個起吊點，旋轉拱肋，角度約為30°，在旋轉的同時如吊車工作半徑不足，可調換汽車吊位置加以解決，在旋轉的角度達到30°以后，將吊桿安裝就位，安裝完成之后，將其張緊至最大線性。拱肋鉸座焊接鋼板，澆筑強度為C30的水泥混凝土，各工序完成之后噴上銀灰色的面漆，以防止生銹。

(2)拱肋2的架設

采用兩臺汽車起重機，并設置四個起吊點，旋轉拱肋，角度約為45°，在旋轉的同時如吊車工作半徑不足，可調換汽車吊位置加以解決，在旋轉的角度達到45°以后，將吊桿安裝就位，安裝完成之后，將其張緊至最大線性。拱肋鉸座焊接鋼板，澆筑強度為C30的水泥混凝土，各工序完成之后噴上銀灰色的面漆，以防止生銹。雖然兩拱肋的架設過程極為相似，但由于二者存在相交，所以必須對拱肋2進行對應的避讓處理，在開挖的區域中最好補強，在焊接完成之后即可將臨時補強進行拆除。

2.4 鋼箱梁焊接

焊接過程由中間位置開始逐漸向兩側延伸，按照固定的順序進行焊接，需保證焊接的對稱性。焊接過程中，需完成按照圖紙以及工藝方面的要求進行，焊接的順序、方式以及材料不可以在未經允許的情況下進行更改。如而必須進行更改，需在制定對應的工藝流程之后向工程的監理部門遞交申請，得到批準之后才能進行施工。

焊接操作的工作人員必須持有上崗證，并且在實際焊接之前進行多次試驗焊接，射線探傷切實合格且得到監理部門的批準之后即可進行正式的焊接作業。焊接過程所用的材料必須得到評定，在有需要其他種類焊接材料的需求時，應重新進行評定，在得到許可之后才能在施工中使用。

按照標準對焊接所需材料進行烘干等處理，并將其存放至保溫桶當中，保證材料具體合格的干燥性。

對底板與腹板進行焊接時，通常使用二氧化碳氣體保護進行，對底板進行焊接時，需將陶瓷作為襯墊，立焊與仰焊運用焊條手把進行焊接，而頂板使用二氧化碳氣體和保護進行打底，在對頂板進行焊接的過程中需將鋼材作為襯墊。

為保證工期，科學的安排施工的時間，需要安排兩個施工隊伍。切實做好周密的計劃與安排，每個焊縫都需要落實到具體的人，同時完善工作記錄，確保施工安全。

在焊接過程完成以后，需進行射線探傷工作，對檢驗合格的焊縫進行評定與記錄，而那些不合格的焊縫需重新進行焊接，檢查焊縫必須嚴格仔細，確保每一條焊縫都能滿足合格的標準。

2.5 支座固定及落位

在鋼箱梁對接合攏完成以后，需將支座進行固定，在固定之后，再進行落位。在落位之前，還需對鋼箱梁焊接情況進行檢查，確認無誤之后在進行落位，如果焊接存在一定問題，應采取相應的措施進行整改。

落位實際上就是鋼箱梁擺脫安裝過程的支撐形式向設計支撐形式轉化的過程。對于多跨的連續鋼箱梁工程建設而言，落位是其中非常重要的環節，所以整個過程必須有周密的安排和組織。落位應在相鄰的箱梁完成焊接之后進行，落位需由中間逐漸向兩側延伸，支撐位置設置一個千斤頂，千斤頂設置好以后將鋼板扯掉，所有千斤頂同時減少支撐力，直至不再起到支撐作用。最后，使用全站儀的儀器對落位的情況進行測量，同時做好記錄。

2.6 測量

(1)基礎軸線與預埋件的實際標高需進行反復測量。

(2)在進行安裝之前，需要對鋼梁子塊段進行檢測，明確其尺寸是否滿足相關要求。安裝完成之后對位置及標高實施測量。

(3)安裝完畢之后，需進行驗收。除了正常的流程與要求，還需加設分段頂端標高與支座位移情況的實時測量，此環節可以借助全站儀等儀器進行。

(4)運用全站儀測量縱向與橫向的軸線，并使用經緯儀對軸線進行測量放線。

(5)在對各個環節的標高進行測量時，需根據土建施工所提供的控制點，使用水準儀對測點進行標高測量，并且還需在每一個區間中重新設置一個控制點。

3 總 結

總而言之，花瓣式拱肋施工因地制宜，很好的滿足了使用要求與施工技術兩方面的需求，解決了該橋工程量大、鋼結構體系多等因素帶來的實際問題，為國內的橋梁設計與施工領域提出了全新的方法，同時也推動了拱肋吊裝施工技術的進一步延伸和發展，為后續同類型橋梁設施的建設打下了良好的基礎，并在很大程度上節省了施工成本，更好的保證了施工的總體質量，具有更好的經濟效益與社會效益，具有很高的推廣與普及價值。

[1] 馬智永,黃新河,劉海龍.橋梁工程施工力學問題的研究和應用[J].河南科學,2013,10(4):554-557.

[2] 張建民,鄭皆連,秦榮.大跨度鋼管混凝上拱橋吊裝過程的優化計算方法[J].橋梁建設,2012,2(3):223-226.[3] 沈成武,杜國東,何雄軍,等.大跨度鋼管混凝土拱橋吊裝過程索力的逆分析[J].武漢交通科技大學學報,2013,22(3):223-226.

2016-05-11

廖加和(1978-)，男，貴州遵義人，高級工程師，主要從事公路道橋方面研究。

U445

C

1008-3383(2016)11-0098-02