鋼管混凝土系桿拱橋施工技術(shù)分析探討

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，道路橋梁的建設(shè)規(guī)模也越來越大。與此同時，隨著鋼管混凝土技術(shù)的發(fā)展，系桿拱橋建設(shè)數(shù)量也越來越多，為了提高系桿拱橋施工質(zhì)量，施工單位應(yīng)對其施工技術(shù)進(jìn)行分析，達(dá)到控制其施工質(zhì)量的目的。該文以某橋梁為例，對其鋼管混凝土系桿拱橋各環(huán)節(jié)施工技術(shù)要點進(jìn)行分析，旨在為今后鋼管混凝土系桿拱橋施工提供借鑒。

施工技術(shù) ?系桿拱橋 ?鋼管混凝土 ?研究

中圖分類號：TU72???文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ??文章編號：1672-3791（2022）02（a）-0000-00

Analysis and Discussion on Construction Technology of Concrete Filled Steel Tubular Tied arch Bridge

Abstract： In the process of economic development， the construction scale of roads and bridges is becoming larger and larger. At the same time， with the development of concrete-filled steel tubular technology， the number of tied arch bridges is also increasing. In order to improve the construction quality of tied arch bridges， the construction unit should analyze its construction technology to control its construction quality. Taking a bridge as an example， this paper analyzes the key points of construction technology of concrete-filled steel tubular tied arch bridge， in order to provide reference for the construction of concrete-filled steel tubular tied arch bridge in the future.

Key Words： Construction technology; Tied arch bridge; Concrete filled steel tube; Research

在系桿拱橋施工過程中，鋼管混凝土的應(yīng)用越來越廣泛，為了提高系桿拱橋的施工質(zhì)量，施工單位應(yīng)對其施工技術(shù)進(jìn)行合理分析，對施工各個環(huán)節(jié)的問題進(jìn)行控制。

在某橋梁工程建設(shè)過程中，其橋基礎(chǔ)主要由承臺和鉆孔樁組成，上部結(jié)構(gòu)為鋼管混凝土系桿拱鋼橋，跨徑為152?m，主橋?qū)挒?3.3?m，主墩為9號和8號墩。該橋梁拱軸線主要為懸鏈線，矢跨比為1/4，懸鏈系數(shù)為1.5。主鋼梁的組成主要有混凝土橋面板、挑梁、小縱梁、中橫梁、系梁以及端橫梁，主拱肋為啞鈴型結(jié)構(gòu)，主要由綴板連接雙φ1200鋼管構(gòu)成。

由于該橋具有跨徑較大的特點，因此施工單位決定選擇支架法進(jìn)行施工。施工單位以整個橋梁吊裝焊接量、主航道通航、設(shè)計跨度以及河床寬度等要求為基礎(chǔ)，鋼拱肋和鋼梁分段施工，并采用支架法對河中橋段進(jìn)行施工，支架架設(shè)完成后，在采用泵送頂升壓筑法對主橋鋼拱肋進(jìn)行施工。

（1）首先應(yīng)做好各項準(zhǔn)備工作，并對支架基礎(chǔ)進(jìn)行處理，處理完成后方可對支架實施預(yù)壓施工;（2）預(yù)壓合格后，施工人員應(yīng)將支架分配梁架設(shè)在相應(yīng)的位置上，隨后對橫梁實施架設(shè)施工，系梁和中橫梁吊裝焊接完成后，施工人員對小縱梁實施吊裝施工，并對臨時橋面板進(jìn)行鋪裝;（3）施工人員應(yīng)按順序?qū)︿摴苓B接系、拱支架、拱腳、鋼拱肋、合攏段進(jìn)行安裝;（4）拱肋混凝土澆筑完成后，施工人員應(yīng)對鋼拱肋支架進(jìn)行拆卸;（5）吊桿安裝后，施工人員應(yīng)對臨時橋面板進(jìn)行拆卸，并對預(yù)制橋面板進(jìn)行安裝施工，隨后吊桿實施第一次張拉施工;（6）第一次張拉完成后，施工人員應(yīng)對橋面后澆縫進(jìn)行澆筑，并將河中支架和端橫梁拆除，隨后對橋面實施鋪裝施工，完成第二次吊桿張拉后，施工人員應(yīng)對橋面系實施驗收，并進(jìn)行全橋涂裝。

施工人員應(yīng)以該橋鋼梁焊接、吊裝、運輸以及加工等情況為基礎(chǔ)，對墩端橫梁實施分段施工，主跨9號和8號的墩端橫梁應(yīng)分為3段，最大吊裝段尺寸為2 810×4 530×13 800 mm，重量為80.5 t。端橫梁和拱肋連接的位置形成拱腳，共有4處，全橋東西兩側(cè)拱肋各11段、系梁各5段，最大吊裝段尺寸為2 100×2 535×33 000 mm，重量為68 t。橫撐尺寸為2 410×2 610×16 900 mm，重為38 t，共5個。工廠應(yīng)先對上述構(gòu)件實施加工，試拼裝合格后才能運送到現(xiàn)場實施施工。

施工單位應(yīng)以MIDAS- Civil 空間整體模型和主跨寬度為依據(jù)，對橋梁支架進(jìn)行計算。其中上部為貝雷鋼架梁，下部為φ600×8?mm 鋼管樁柱，將微調(diào)鋼板墩設(shè)置于梁上，在對鋼箱梁進(jìn)行拼焊過程中，施工單位應(yīng)使用鋼板墩支撐協(xié)助施工。

2.3.1支架下部施工

使用駁船將φ600×8?mm 鋼管樁柱運送到相應(yīng)的位置，在施工過程中，施工人員應(yīng)使用浮吊對河中102根和端橫梁處32根支撐實施運輸和架設(shè)，并借助振動打樁機(jī)完成打設(shè)施工。樁頂應(yīng)架設(shè)2I40a工字鋼作分配梁，樁間應(yīng)使用型鋼桁架進(jìn)行連接，達(dá)到支撐貝雷鋼架的目的。

2.3.2支架上部施工

主要采用尺寸為3×1.5 m的321型貝雷梁對其實施施工，并使用雙層貝雷梁對通航孔72?m范圍內(nèi)進(jìn)行施工，貝雷梁每段長度為15?m，施工人員應(yīng)對其進(jìn)行拼裝成兩組。與此同時，在對鋼管樁進(jìn)行架設(shè)施工過程中，施工人員應(yīng)借助浮吊將其架設(shè)在40工字鋼分配梁上，各鋼管柱的接口應(yīng)位于梁上，使各貝雷梁處于同一直線上。拼裝完成一跨后，施工人員應(yīng)使用8水平撐對上下游貝雷梁的下弦桿進(jìn)行加固處理，每跨應(yīng)使用5根水平撐進(jìn)行加固。除此之外，應(yīng)使用微調(diào)鋼板墩對鋼梁預(yù)拱值進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.3.3支架預(yù)壓及同步觀測

支架體系施工完成后，施工人員應(yīng)對其實施壓載試驗，預(yù)壓試驗應(yīng)分成三部分：（1）鋼管樁預(yù)壓。在對單根鋼管樁實施預(yù)壓時，所使用的千斤頂規(guī)格為100 t，對其承載力進(jìn)行檢測，確保其符合設(shè)計要求;（2）鋼管樁群和貝雷鋼架梁預(yù)壓。現(xiàn)場拼裝鋼縱梁，并對鋼管樁群和通航孔處貝雷鋼架梁實施預(yù)壓，通常預(yù)壓荷載應(yīng)為1.1倍的設(shè)計荷載，對鋼管樁群受力情況以及通航孔處貝雷鋼架梁進(jìn)行檢驗。（3）鋼橋面預(yù)壓。鋼梁整體拼裝完成后，施工人員應(yīng)將鋼構(gòu)件、預(yù)制橋面板等堆放在實際承載位置，對鋼梁整體體系和支架體系的穩(wěn)定性和安全性進(jìn)行檢測。在對每階段進(jìn)行預(yù)壓過程中，施工人員應(yīng)以理論計算值為基礎(chǔ)，對測量點進(jìn)行布置，并實施觀測預(yù)壓過程，對其標(biāo)高變形大小進(jìn)行分析。

2.4.1安裝鋼梁

應(yīng)按照端橫梁、系梁、橫梁、小縱梁以及挑梁的順序進(jìn)行施工，使用駁船運輸系梁和端橫梁，并使用110?t浮梁對其進(jìn)行吊裝，并實施焊接，系梁安裝完成后，施工人員應(yīng)使用MH10-17龍門吊機(jī)對挑梁、小縱梁以及中橫梁進(jìn)行架設(shè)施工，最后需要對臨時橋面板實施架設(shè)，并安裝鋼架拱支架體系。

2.4.2鋼拱肋安裝支架施工

將鋼管拱支架搭設(shè)在臨時面板上，并將其底部焊接在系梁頂板上，頂部應(yīng)設(shè)置防護(hù)欄桿、托盤和分配梁，并使用型鋼桁架對其進(jìn)行連接，如圖1所示。

2.4.3鋼拱肋安裝支架施工

鋼管拱共分為5道橫撐、22道拱肋以及4個拱腳處，施工人員應(yīng)先對各構(gòu)件進(jìn)行加工，并進(jìn)行拼裝，合格后再運輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行施工，施工人員應(yīng)按照順序在臨時橋面上實施吊設(shè)拼裝和焊接施工。在焊接施工前，施工人員應(yīng)對拱肋管道、泄水孔、冒漿孔、排氣孔以及混凝土灌注孔進(jìn)行檢查。在安裝過程中，施工人員應(yīng)先將系梁、端橫梁以及鋼拱腳連接到一起，并使用精軋螺紋對下部支撐貝雷架梁和鋼縱梁進(jìn)行連接，圖2為其安裝圖。

2.5.1鋼管拱肋混凝土灌注

鋼管拱肋部分的弧長為157.9?m，拱腳弧長為175.1?m，主要包括中間腹下弦管、上弦管等，鋼管拱肋采用C50無收縮微膨脹混凝土進(jìn)行施工，壓漿總體積為897?m3。型鋼擋塊、球鋼支座以及鋼管拱安裝完成后，先設(shè)置防回流閥，再使用輸送泵泵送頂升灌注法對鋼管拱混凝土實施灌注施工。在灌注過程中，由于管內(nèi)阻力、截面受力以及結(jié)構(gòu)形式等因素的影響下，會出現(xiàn)鼓管以及爆管等問題，為了控制這些問題，應(yīng)采用兩次壓注到頂?shù)姆绞竭M(jìn)行灌注，并將隔倉設(shè)置于臨時鋼管支撐處，灌注時間應(yīng)不超過10?h。先對下弦管進(jìn)行灌注，然后對上弦管進(jìn)行灌注，最后對綴板腹腔進(jìn)行灌注施工。在灌注施工之前，施工人員應(yīng)將地泵設(shè)置在四個拱腳位置，使用自下而上的壓注方式從左右側(cè)南北向連續(xù)對稱灌注。與此同時，在對單側(cè)管南北段拱肋混凝土和東西兩側(cè)兩根管混凝土壓注施工時，各位置的壓注長度差應(yīng)不超過2?m，當(dāng)管頂冒出混凝土?xí)r，便可停止灌注，灌注過程不需實施振搗處理。

2.5.2吊桿安裝

全橋東西側(cè)為對稱分布，兩側(cè)吊桿規(guī)格為Ф82?mm，各設(shè)20根，每根吊桿間距為7?m。廠家應(yīng)以圖紙設(shè)計規(guī)格為基礎(chǔ)，對拉索材料進(jìn)行制作，同時在吊桿張拉端施工過程中，施工人員應(yīng)使用橋面上吊車對其實施吊裝施工，使其進(jìn)入吊桿錨固端和拱肋預(yù)埋套管中，并將其傳入系梁上預(yù)埋套管中，并使用錨固端錨固對其進(jìn)行固定，同時施工人員還應(yīng)將磁通量傳感器設(shè)置在吊桿內(nèi)，對其應(yīng)力進(jìn)行檢測。通常吊桿張拉端應(yīng)設(shè)置在拱肋段，并使用銷接式吊耳將吊桿錨固在主縱梁上，最后施工人員應(yīng)當(dāng)以工程進(jìn)展為根本，對其施行對稱收緊、分次張拉施工，提高吊桿安裝質(zhì)量。

在橋梁施工過程中，為了保障施工安全性，施工人員應(yīng)對其進(jìn)行施工監(jiān)控，控制線形和內(nèi)力誤差。在實施監(jiān)控過程中，施工人員應(yīng)對其進(jìn)行實時測量，并對其問題進(jìn)行修正，在保障施工安全性的前提下，使橋梁施工穩(wěn)定性和強(qiáng)度進(jìn)一步提高。

大跨徑鋼管拱肋系桿拱橋主要使用泵送頂升壓注法和支架法實施施工，應(yīng)以系桿拱橋?qū)嶋H施工情況為基礎(chǔ)，對各個施工環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，在降低大跨徑橋梁施工難度的同時，控制施工工期和成本，為今后同類橋梁施工奠定基礎(chǔ)。

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作者簡介：管海軍（1983—），男，本科，工程師，研究方向為工程管理。

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