橋梁下承式系桿拱鋼管混凝土拱肋的施工技術

龍騰云

（中鐵十六局集團第三工程有限公司， 浙江 湖州 313000）

1 拱肋施工工藝概述

所謂拱肋施工工藝，就是對支架進行預壓，將其坐標和高程調整到符合設計標準之后，通過機械設備，逐段地把鋼管拱拱肋吊裝至支架上，進而實現逐步拼裝和焊接，滿足施工要求[1]。對拱肋進行吊裝作業的時候，需要按照前后對稱、左右對稱原則實現吊裝，保證不平衡安裝最多不多于2 個吊裝節段。

2 工程概況

某橋梁的108#墩和109#墩屬于兩側主墩，同在一個半徑為1200m 的圓曲線上。橋梁線路大里程方向和河道有70°的夾角，主橋設計有1 孔96m 的平行系桿拱橋，橋梁各方面參數可見表1。

表1 某橋梁工程參數

該橋梁的拱肋橫截面是一個啞鈴型鋼管，高度是3m，由鋼板（16mm）和鋼管（16mm×1000mm）所組成。拱肋腹板內部和上下弦管的內部都由強度為C55的無收縮混凝土進行填充。橋梁吊桿屬于尼爾森體系，橫線間距是9.6m，縱向間距保持在8m。橋梁的系梁通過單箱雙室預應力混凝土箱形截面，鋼管混凝土拱肋當中懸掛模板，使用先拱后梁方式進行施工。

3 橋梁下承式系桿拱鋼管混凝土拱肋的施工技術要點

3.1 確定施工方案

由于該橋梁橋下通航能力有限，所以上部結構要通過先拱后梁方式進行施工。為了更加順利、高效地安裝拱肋，選擇浮吊安裝法進行拱肋安裝，以保證技術性基礎上，兼顧經濟性[2]。首先，對拱腳預埋段和拱肋兩邊系梁節段對應的現澆段1進行施工，兩節段長度都保持在15m，通過支架安裝法實現合理施工。通過工廠分節段的對大節段鋼管拱進行加工，在施工現場進行拼裝，之后對整體加以吊裝。通過固定泵當中的四趾對鋼管拱混凝土實現同時頂升，并通過掛籃懸臂澆筑系梁。

3.2 節段1 和拱腳施工

（1）對支架樁基還有冠梁進行施工作業。吊桿張拉操作之前，系桿拱對應的風撐、拱肋以及系桿等荷載都施加在了支架縱梁當中，進而向鋼管樁傳遞。鋼管樁支架通常都在水中，所以支架基礎需要通過鋼管樁（A235 鋼）施工，以保證支架基礎足夠堅固和穩定。在科學驗算之后，確定鋼管樁最多需要向持力層打入8.4m。在振沉支墩鋼管樁的時候，需要結合地層地質情況以及鋼管樁實際受力情況，確定入土深度，確保每個鋼管樁承載力要超過600kN。插打完所有鋼管樁之后，對簡易工作臺和塔吊進行搭設，一次性完成所有冠梁，構成整體結構。

（2）搭設支架。基于鋼管樁支墩，聯合貝雷連續梁這種結構形式，進行支架搭設。橫橋方向上布置7 根鋼管樁，樁間距保持在2～2.5m 之間；縱向在系梁實體段位置、標準段位置還有系梁漸變段位置分別布置一排鋼管樁，同時通過16#槽鋼和剪力撐使鋼管樁形成整體，同時以工字鋼當做分配梁，設置在貝雷梁之上。在分配量上面放上方木，并在上部鋪設竹膠板，以12.6#槽鋼為剪力撐。通過塔吊吊裝其他有關構件。

（3）通過合理方式對支架加強變形觀測，并做好壓載試驗，確保施工安全、順利的推進。由于系梁1 以及1’對應前半部分屬于單箱雙室結構，后半部分屬于實心箱型梁，中間過渡時采用的是2.5m 漸變段，所有總體長度是15m。拱腳位置實體箱梁屬于預應力混凝土結構，該部位混凝土是分兩次逐批澆筑的，在二期恒載施工全部完成之后，才能進行第二批澆筑。同時，預應力筋也是通過兩次分批張拉施工。

3.3 對兩端邊拱肋鋼管進行對稱安裝

在現澆系梁的上部進行支架搭設，并對拱肋鋼管進行預拼，結合實際施工需求，臨時增加設置定位撐，以對稱的形式對兩端邊拱肋鋼管進行安裝，同時安裝1號K 撐和風攬，對拱肋線形進行嚴格復查。

3.4 對中間大節段鋼管拱進行整體吊裝

（1）合理選擇拼裝場地。由于108#墩的右側大堤有約為30m 寬、100m 長的場地，可以將此處作為拼裝場地。工廠對鋼管拱進行預制之后，分為七段運輸到拼裝現場，根據拼裝順序合理的放置在支墩旁邊。節段鋼管放置位置和支墩要保留8m 的車道，促使吊車在后續吊裝環節可以順利通過。在其它場地合理堆放錨具、拱角以及系桿等原材料，同時安排一個場地專門進行鋼筋加工。

（2）拼裝支墩。結合施工場地交通條件和地形地貌特點，通過地面臥拼的形式拼裝拱肋。設置的混凝土臨時支墩總共有28 個，所有節段下部都設置有兩個支墩，支墩高度為1m。根據拱肋具體分段形式，設置的支墩（1m×0.5m×4m）有14 個。為了確保拱軸線線性合理，需要在地面對拱肋線形進行放樣操作，同時在拱肋吊桿孔位置上端和下端設置位置控制點。拱肋側面進行雙向限位支架的焊接，確保拼裝支架平面具有高度穩定性。通過三維坐標，測量并定位拱肋線形還有具體高程。

（3）拼裝中間段拱肋。每個鋼管拱肋都劃分為7 個節段，在鋼管拱按順序進場后，通過吊車將鋼管拱捆綁吊裝到支墩上，吊裝誤差需要保持在20mm 之內。吊裝就位之后，通過人工方式實現對位調整，保證吊裝精確性。之后，嚴格檢查并評定現場焊接工藝、設備條件、材料以及方法等，保證焊接接頭的準確性。現場拼裝焊接過程中，以焊接工藝對應評定報告為指導，如果現場條件出現比較大的變化，要重新評定焊接工藝。

（4）吊裝單片拱片。在單片拱片吊裝之前，有關操作人員和監管人員需充分掌握安裝工藝流程，并做好安裝前的各項準備工作。利用兩臺浮吊設備同時吊裝，配備技術合格、數量充足的浮吊操作人員。根據浮吊操作中所謂位置高度以及各項條件，確定浮吊吊點位置和高度。吊運安裝之前，先對中間階段具體安裝長度進行合理調整，保證出接口位置焊縫破口尺寸準確。吊運安裝需要按照規范逐步、緩慢推進，之后焊接和龍。焊接完拱肋和龍之后，做好橫撐焊接工作，等焊接工作結束后去掉風攬。

3.5 安裝系桿和吊桿

將系梁當中的臨時支架拆除，并進行系桿安裝工作。之后，在拱助上下方向上垂直設置鋼絲繩，將系桿索拉住，對預應力索進行張拉操作，同時進行灌漿作業，避免施工過程中系桿受到自重影響出現下垂現象。該橋梁設置的吊桿總共有20 對，并以尼爾森體系進行布置。安裝完拱肋之后，對系桿索進行安裝，對2#和8#系桿進行張拉操作，每根系桿對應索力為1900kN。之后，通過泵送拱肋上管混凝土和下管混凝土，做好鋼管混凝土的養生工作。對1 以及1’段當中的橫向預應力索進行張拉操作，同時灌漿作業，對2 和2’的吊桿進行安裝操作，做好張拉操作，對支架進行規范化拆除，以對稱的形式安裝掛籃。

4 結束語

合理地將橋梁下承式系桿拱鋼管混凝土拱肋的施工技術應用在橋梁施工中，能夠顯著縮短施工工期，降低施工成本，保證施工質量。在該施工過程中，需要嚴格把握好施工要點，控制好墩身底部和拱腳位置的彎矩，并對浮吊起吊穩定性和起吊能力進行合理化計算，保證技術應用的安全、可靠，為保障整體橋梁施工質量奠定堅實基礎。