肖家坪大橋拱圈施工工藝淺析

王明鋒

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550081)

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肖家坪大橋拱圈施工工藝淺析

王明鋒

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550081)

對肖家坪大橋拱圈施工工藝進行了分析。

大橋；拱圈；施工

1 工程概況

肖家坪大橋位于貴州省鎮遠縣青溪鎮竹坪鄉，是國道主干線“五橫七縱”之一的上海至云南瑞麗公路(貴州境)玉屏至三穗高速公路的一座橋梁。該橋海拔高程在419.20～526.10 m之間，相對高差為106.90 m。橋位處于云貴高原向湘西丘陵過渡的斜坡地帶，地貌類型為侵蝕、剝蝕低山地貌。

肖家坪大橋全長240 m，橋型是4～16 m鋼筋混凝土空心板+1～90 m鋼筋混凝土箱型拱橋+4～16 m鋼筋混凝土空心板橋，設計車輛荷載為汽車-超20級、掛車-120，橋面凈寬24.5 m。該橋控制性工程為主孔1～90 m鋼筋混凝土現澆等截面懸鏈線箱型拱，拱軸系數m=1.756，全橋采用兩個單元體并立以滿足全橋寬度，單元拱圈寬10.5 m，高1.8 m，斷面為單箱三室結構。

2 拱圈的施工

2.1 拱圈施工方案的選擇

由于肖家坪大橋凈空較高且跨越V型河谷，若采用搭設滿堂鋼管架施工所耗材料數量較大；若采用預制吊裝則施工工期過長，橋位兩岸也無法布置大型預制場地，在綜合考慮了質量、安全、工期、技術指標及設備投入等多方面因素后，決定采用纜索吊裝斜扣懸拼貝雷梁拱架施工，拱架由貝雷梁、加強弦桿、異型連接片等組成，按單幅拼裝，在左幅拱圈施工完畢后，將拱架平移到右幅進行右幅拱圈施工。拱圈在現場澆筑時，主要受力構件為圓弧半徑75.7 m的類圓弧形貝雷拱架，該拱架沿弧向由10段貝雷梁拼裝而成，(除接型鋼端桁架段由2片貝雷片組成外，其余每段貝雷梁由3片貝雷片組成，沿弧向共用貝雷片28片)；貝雷梁橫向分為7組，每組間的間距為1.2 m，各段貝雷梁之間用梯形鋼結構桁架連接。在加工型鋼端桁架連接各段貝雷片與拱腳，并用平面橫向型鎖扣拱架加強拱架橫向的穩定性，避免拱架因受橫向力發生扭轉變形。在施工前用鋼管腳手架橫向連接搭成支架調平現澆拱圈，主拱圈在拱頂處設置9 cm的預拱度，并按二次拋物線從拱頂分配到拱腳。

2.2 纜索吊裝斜扣懸拼系統

貝雷梁拱架用纜索吊裝配套進行，吊纜系統由索塔、索鞍、跑車、起重滑車組、卷揚機、錨碇、牽引索等部分組成。索塔用國產西乙型萬能桿件在拱座基礎上拼裝，每個索塔由兩個單塔加兩道橫向系桿構成“門式”索塔，塔高30 m，兩岸設置等高。索鞍采用八線索鞍，安裝在索塔頂的平臺上，每岸2組，全橋共用4組。主索設計跨度為102.7 m，兩支點等高，通過錨碇錨固在橋臺臺背回填處。扣索采用Φ36 mm的鋼絲繩，每岸分為五組，每組兩根，由于采用通扣的方式扣索受到的拉力較大，而且增加了材料的投入，所以在貝雷梁安裝時扣索采取了墩扣和塔扣相結合的方式，第1至第3段貝雷梁采用墩扣，第4和第5段貝雷梁采用塔扣。

2.3 拼裝貝雷梁拱架

拱架通過纜索天線和卷揚機將貝雷梁吊至拱腳開始拼裝，用鋼管按照拱架設計傾角搭設臨時支架安裝型鋼端桁架，然后依次拼裝貝雷梁，貝雷梁采用14片貝雷片兩片為一組拼裝，中間用貝雷支撐架聯接，形成分7組橫向均勻布置，各組間用加強弦桿連接，增加拱架的橫向穩定性。拼裝過程中順橋向每6 m設一組臨時扣索，每組橫橋向均勻分兩排，并用Φ17.5 mm鋼絲繩在扣點附近設橫向浪風索。在拱架拼裝全過程中進行軸線及高程觀測，通過調整臨時扣索和浪風索長度控制拱架安裝的傾角和平面位置。在第一段拱架安裝好后，用纜索天線將拼好的貝雷梁吊移到成型拱架前端，通過貝雷銷與成型拱架聯接，如此由兩端逐段向拱頂拼接直至合龍。在拼裝吊移過程中應當注意移動的平穩，防止吊裝速度的突然變化對吊運設備形成沖擊。合龍段需臨時加工梯形鋼桁架聯接桿件，桿件兩端均呈貝雷片陰陽頭形式聯接兩側貝雷梁。

2.4 拱圈混凝土澆筑

貝雷梁拱架合龍后，在拱架上搭設鋼管架調整拱圈并按設計要求鋪裝底模，在底模和側模鋪好后綁扎、焊接鋼筋。考慮到貝雷梁拱架受荷載及溫度等因素影響下的應力、應變和位移情況，確保安全順利地澆筑拱圈，箱型截面拱圈采用分環澆筑：首先澆筑底板，其次澆筑腹板和橫隔板，最后澆筑拱肋頂板及拱上排架底梁。為防止拱架受力不均，在澆筑時兩岸應同時由拱腳段開始澆筑，對稱澆至拱頂合龍。

2.5 貝雷梁拱架平移

由于貝雷梁拱架投入資金較多，如果在大橋左、右幅分別拼裝一套拱架耗資巨大，而將貝雷梁拱架拆除后再重新拼裝所需時間較長、投入較多，在綜合分析了多方面情況后，采取整體平移拱架的方案。在大橋左幅拱圈第二次澆筑的混凝土強度達到100%、第三次澆筑的混凝土強度達到80%后，拆除底模使拱圈脫架，將拱腳段連接鋼板割斷拆除，使整個貝雷梁拱架由無鉸拱變為兩鉸拱，貝雷梁拱架按250 t設計，加上調平鋼管重量，總共按350 t計算，選用250 t油壓穿心式千斤頂將拱架沿平移軌道以v=1 cm/min的速度拉到大橋右幅，通過與預埋鋼板焊接，將貝雷梁拱架由兩鉸拱變為無鉸拱，再進行右幅拱圈施工。

3 施工過程的監控

3.1 索塔的監控

索塔在拼裝及施工過程中都應隨時觀測，如發生偏移、變形等，可通過收放浪風索及時校正，確保索塔正常工作。

3.2 貝雷梁拱架拼裝過程的監控

貝雷梁拱架在拼裝過程中用全站儀和水平儀嚴格控制拱架安裝精度，觀測拱頂、兩個L/4點、扣點的高程，在扣塔、索鞍、貝雷鉸、扣點等部位設置監控點，監測拱架應力應變、位移等情況，便于及時進行處理。

3.3 拱圈混凝土施工的監控

在混凝土澆筑過程中隨時觀測拱架拱腳、兩個L/4觀測點的沉降值，發現異常情況應立即進行處理。

3.4 貝雷梁拱架平移的監控

在拱架平移的過程中，應注意貝雷梁拱架的水平和豎向偏位，保持兩岸同步進行。

4 結 語

肖家坪大橋采用的纜索吊裝斜扣懸拼貝雷梁拱架施工方案不僅節約了工程施工時的資金投入，而且能加快施工的進度。但是該施工工藝還存在一些問題，如在將拱架由無絞拱變為兩絞拱后難于控制拱架在自身重力作用下的變形；在拱架平移時必須確保拱架兩端同步進行，以免拱架發生扭曲變形等。但從總體看該施工工藝相對于以往一般的施工工藝來說，它的優點還是值得借鑒和推廣的。

2016-03-11

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1008-3383(2016)07-0110-02