拱主體鋼結構施工技術研究

劉 曉 劍

(山西汾西工程建設有限責任公司介休分公司，山西 介休 032006)

1 概述

拱橋結構作為建筑的一種特殊結構，主要用于橋梁建設中。建造材料從以前的磚石材料發展到鋼結構，跨徑不斷增大，造型更加優美，觀賞價值更高。第一座鋼拱橋是美國跨越密西西比河的Eads橋[1-3]，是現代橋梁發展的一座里程碑建筑。我國鋼拱橋的典型案例是上海黃浦江上主跨為550 m的盧浦大橋，是刷新了我國歷史上最大的主跨記錄，目前世界上主跨記錄排名第一的是重慶朝天門大橋，主跨長552 m。

目前關于鋼拱橋的施工方法有大段吊裝法、整體頂推法、纜索吊掛施工、懸臂施工、支架法施工以及多種施工方法組合。

本文結合多年來從事國內市政鋼拱橋的施工實踐經驗，針對典型提籃拱橋梁鋼結構部分的施工關鍵技術要點進行了研究。

2 加工制作

1)鋼箱梁制作。外觀及線型控制要根據圖紙進行嚴格設計，確定橋梁的外觀尺寸，需要將設計單位的設計圖紙進行重復確認，盡量減少施工和設計之間的偏差。確認后設置投影控制點，投影控制點要根據全橋線性進行放置，同時要對加工外形的精度準確測量確定，構件成型測量精度后再進行拱肋的整體安裝程序以及要根據項目的實際情況，對接端口需設置固定端口的工裝措施也要嚴格控制精度，制定大口徑箱型構件組裝的專項工藝方案。

質量控制要求主要針對零件下料、組裝的環境條件以及精度控制，零件之前要建立三維模型，確定連接方式和構件的物理空間位置，然后根據模型進行放樣，對于零件要在切割完成后進行詳細校對檢驗，確認無誤后進行組裝[4-7]。組裝過程中的焊接應嚴格控制環境的溫度、濕度，確保焊接的準確和外觀。組拼構件定義誤差，只允許在誤差范圍之內，同時不應產生對接板邊差。

2)鋼拱工廠預拼裝。

為了使得構件在現場安裝不出錯，一般要出廠時在工廠進行預拼裝流程，對構件的精度進行進一步檢驗，之后才可以出廠進入現場。根據鋼拱肋的外形確定預拼裝的次數，對于尺寸較大的鋼拱要進行多次分段拼裝才能完成整個結構的安裝，具體次數根據實際情況進行確定[8-10]。鋼拱之間均存在拱肋橫撐即錨箱等結構，連接定位精度要求更高，在預拼裝過程中重點控制。

3 現場安裝及拼接

對于外形尺寸較大的鋼箱梁節段，為了解決運輸的問題，將小型加工單元在工廠進行拼裝，滿足運輸的最大單元，然后運輸至工地，在工地現場進行拼裝，為了滿足實際現場的精度控制，可以在現場先進行再次預拼裝后再通過空門吊進行吊裝就位。鋼箱梁組拼可以采取“順序整體組裝焊接”，然后分幾輪次進行實際現場組裝，先兩邊后中間，通過橫隔板單元定位焊接，隔板作為支撐系統定位焊接腹板單位，最后組裝頂板單元。

現場拼裝平臺的設置要根據現場的實際情況和構件的外形情況進行確定，現場拼裝平臺要承受較大的力，承載力要求較高，同時平臺設置完后要進行抹平加固處理，防止出現不必要的破壞，中部位置按照縱橫方向交替布置承重性路基[11-14]，連接體系將相鄰路基進行連接，保證上部結構的穩定性，路基箱上焊接胎架支撐體系。

安裝步驟包括底板上胎架定位，隔板單元組裝，縱橫腹板組裝，頂板單元的組裝。

4 臨時支架設計

鋼拱結構安裝支架分段吊裝，臨時安裝支架布置在結構分段位置，支撐結構采用格構式，頂部要使用定位模板以及考慮調節措施，結合部位機箱采用剛性材料，臨時支架的連接采用橫向方式，確保支架結構的安全穩定性。

5 鋼管樁施工要求

鋼橋的兩端設置龍門吊機的行走軌道，承重基礎按照實際需求進行配置安裝，間距合理安排，滿足荷載要求，行車支撐樁與橋分段支撐樁之間的連接要承受水平作用力，可以使用工字鋼進行連接，同時要考慮施工過程中的沉降問題，為了防止沉降，要嚴格控制打樁條件，確保承載力達到設計要求，加強沉降觀測，設計可調節的措施，不要在精度上出現任何差錯。但實際過程中，沉降是必不可免的，只能在前期盡可能減少其帶來的影響，若是實際發生沉降則要采取有效措施進行調節，沉降作用小的，一般采用增加平鋼板的方式進行；沉降較大的情況則需要使用千斤頂。同時需要注意的是鋼管樁施工完畢后不可立即投入生產使用，待沉降穩定后使用。

6 結語

提籃拱橋梁鋼結構部分的施工過程中要嚴格進行質量和精度控制，形成穩定的結構體系后再進行實際使用。

參考文獻：

[1] 柳 麗.綠色建筑的設計特點及施工措施分析[D].淮南：安徽理工大學,2017.

[2] 逯俊甫.綠色建筑與綠色施工的應用研究[D].淮南：安徽理工大學,2017.

[3] 高 歌.中外綠色建筑評價標準研究[D].長春：吉林建筑大學,2017.

[4] 鄒 苒.綠色建筑規模化推廣困境的經濟分析[D].濟南：山東大學,2017.

[5] 劉艷艷.綠色建筑全生命周期經濟性分析及綜合評價研究[D].上海：華東理工大學,2017.

[6] 孟宏偉.受火淺圓鋼拱的行為模擬及參數分析[D].濟南：山東建筑大學,2017.

[7] 張 珉.綠色節能建筑施工管理研究[D].北京：中國科學院大學(中國科學院工程管理與信息技術學院),2017.

[8] 郭 薇.高溫下鋼拱結構的力學性能分析[D].合肥：安徽建筑大學,2015.

[9] 秦 旋,荊 磊.綠色建筑全壽命周期風險因素評估與分析:基于問卷調查的探索[J].土木工程學報,2013,46(8):123-135.

[10] 張文琦,張 勇.工形截面鋼拱結構腹板在徑向均布荷載作用下的彈性屈曲[J].工業建筑,2011,41(2):52，90-96.

[11] 熊仲明,曹 欣,韋 俊,等.大跨度多弧形鋼拱結構的受力性能試驗與分析研究[J].土木工程學報,2010,43(1):22-28.

[12] 熊仲明,韋 俊,曹 欣,等.46.5m大跨度弧形鋼拱結構的穩定及其缺陷影響分析[J].工程力學,2009,26(11):172-178.

[13] 郭彥林,竇 超.鋼拱結構設計理論與我國鋼拱結構技術規程[J].鋼結構,2009,24(5):59-70.

[14] 趙 陽,陳賢川,董石麟.大跨橢球面圓形鋼拱結構的強度及穩定性分析[J].土木工程學報,2005(5):15-23.