大跨度連續梁加勁拱頂推施工技術

張治國 楊軍 蘇力

摘要：以高速鐵路大跨度拱加勁連續梁工程為依托，加勁鋼管拱利用橋位邊跨整體拼裝頂推技術，工藝安全可靠，經濟效益明顯，可為類似鋼管拱工程提供借鑒。

Abstract： Relying on the high-speed railway long-span stiffened continuous beam project， the stiffened steel tube arch utilizes the integral assembly and thrusting technology of the side span of the bridge location. The process is safe and reliable， and the economic benefits are obvious. It can provide reference for similar steel tube arch projects.

關鍵詞：高速鐵路;拱加勁連續梁;鋼管拱;頂推工藝

Key words： high-speed railway;arch stiffened continuous beam;steel tube arch;jacking technology

中圖分類號：U448.21+5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）23-0120-03

0? 引言

近年來我國大跨度鋼管混凝土拱橋因橋型結構性能特點應用廣泛，鋼管拱采用異位拼裝、整體頂推工法因其減少對下跨既有交通運維安全影響，施作工藝成熟可控多為選用。本文通過對鋼管拱利用橋位邊跨整體拼裝、頂推關鍵技術進行探析，可為類似拱加勁連續梁工程提供借鑒。

1? 工程概況

某高速鐵路雙線特大橋跨越高速公路，孔跨布置為（91.3+180+91.3）m拱加勁預應力混凝土連續梁，與高速公路夾角30°。梁體為單箱雙室、變高度、變截面箱梁，梁體全長364.2m。

鋼管混凝土拱軸線采用二次拋物線，計算跨徑L=180m，計算矢高f=36m，矢跨比1/5。橫橋向設置兩道拱肋，拱肋橫向中心距為14.8m，兩拱肋間設置9道橫撐。鋼管內灌注C55微膨脹混凝土。

吊桿采用鋼絞線整束擠壓拉索體系，雙吊桿間距55cm，組間距為900cm，全橋共18組72根吊桿。

2? 工程主要重難點分析

選擇結合現場環境和施工條件，鋼管拱采用“橋跨異位拼裝、整體頂推滑移”方案，其重難點如下：①利用橋梁邊跨拼裝作業最高處距離地面62m，其拼裝支架、滑移系統、結構補強的安全性設計是本工程的難點，需按不同吊裝工況進行BIM技術虛擬建造和有限元模擬分析。②拱肋線形和應力監測是達到預期目標的關鍵工序，在分段拼裝、頂推滑移、拱腳合龍、管內注漿及吊索張拉等環節中加強控制，確保拱肋線形滿足設計預期。③滑移體系屬超重超長超高結構，頂推施工過程中如何確保同步、平衡、穩定前行，滿足就位精度控制標準，是本工程的重難點。

3? 鋼管拱架設工藝

3.1 鋼管拱分段

拱肋現場拼裝單片分為16個節段;節段最大長度16.066m，最大節段重量27.68t。分段情況具體見圖2。

3.2 支架設備選型

3.2.1 承重支架

在靠近每段拱肋的端部位置設置雙柱型格構柱，單側拱肋共布置8組立柱，主管規格為Φ299×10mm、Φ273×8mm，與連續梁預埋件剛性連接。在承重支架立柱頂端設置施工作業平臺，作業平臺由分配梁、圍欄、人孔門洞等組成。

3.2.2 吊裝設備

運至現場的拱肋單元在地面完成（2+3）節段、（5+6）節段、（8+8）節段組拼，運輸至地面吊裝工位，橋面采用220t汽車吊側方位從地面直接吊裝節段上橋進行安裝，同步安裝頂部風撐。（表1）

3.3 架設施工步驟

步驟一：通過拱腳定位支架進行拱肋節段1的位置精調和加固處理，澆筑拱座一期混凝土。

步驟二：主橋梁部施工完成后，選擇邊跨和主跨部分區域（避開高速公路范圍），搭設拱肋安裝輔助承重支架。（圖4）

步驟三：①將汽車吊吊裝至主橋橋面上、安裝拱肋滑移軌道及滑移小車，將滑移小車與軌道臨時固接，頂推系統與混凝土箱梁進行防傾覆鎖定。②用汽車吊側方位地面吊取拱肋節段，橋面上進行2+3吊裝單元安裝，并將拱肋與拱座臨時鎖定。③橋面上依次進行拱肋節段4、5+6、7、8+8吊裝單元安裝。（圖5）

4? 鋼管拱頂推工藝

4.1 頂推系統

鋼管拱整體縱向頂推系統結構由臨時拱座、加強單層貝雷片橫梁、型鋼分配梁、高度調整節鋼管、走行輪箱、液壓系統及夾軌器等組成。輪箱底部設置鋼軌和軌道基礎。（圖6）

4.2 結構補強設計

為確保拆除臨時支架后，為保證頂推就位鋼管拱能夠精確合龍及頂推過程的安全性，鋼管拱自身成為自穩定體系，需在鋼管拱每道拱肋兩端的臨時拱座上分別安裝縱向鋼絞線，并進行張拉以抵抗鋼管拱本身由自重所產生的水平張力。

拱座預緊措施包括：單側拱圈下部位置設置在兩個臨時拱座上安裝四束？準15.2mm鋼絞線;水平索布置6道防風纜風繩（規格為直徑22mm鋼絲繩）;拱肋端部位置設置橫向臨時加工桿件，規格為？準180mm鋼管。（圖7）

4.3 架設施工步驟

步驟一：①拱肋節段吊裝完成后，安裝拱肋水平及豎向鋼絞線進行預緊。②鋼絞線張拉順序與支架拆除工序交替進行。（圖8）步驟二：①滑移體系解鎖，檢查拱肋補強支架和拱肋線形。②縱向滑移拱肋節段至設計橋位。③安裝拱腳合龍段，澆筑拱座二期混凝土。④拱圈內澆筑混凝土。⑤張拉吊桿，索力調整。（圖9）

5? 結語

該技術充分利用高速公路范圍外橋跨施作，其架設體系、滑移系統的臨時結構設計，體現施工工藝的經濟、安全、適用等諸特點，為大跨度鋼管拱橋提供借鑒參考和應用價值。

參考文獻：

[1]黃景新.180m大跨度鋼管拱肋頂推施工關鍵技術[J].安徽建筑，2016（1）：190-192.

[2]王貴東，陳永華，王雄.鋼管拱橋頂推滑移安裝施工技術[J].機械工程師，2012（8）：168-170.

[3]潘念，李承君.連續梁鋼管拱異位拼裝整體頂推分析與施工[J].鐵道建筑，2011（5）：25-27.