淺談連續(xù)梁鋼管拱橋吊桿施工技術

賈蘊磊

（中鐵十六局集團第二工程有限公司， 天津 300162）

0 引言

連續(xù)梁鋼拱組合橋梁主體結(jié)構(gòu)在我國軌道交通領域廣泛應用，屬于“鋼-混凝土”橋梁結(jié)構(gòu)類型范疇，能夠通過壓縮和限制混凝土材料形變，全面提高混凝土主體結(jié)構(gòu)強度和抗壓強度，延長橋梁主體結(jié)構(gòu)使用壽命。連續(xù)梁鋼管拱橋吊桿施工技術已經(jīng)有了數(shù)十年的應用歷史，其施工技術已經(jīng)較為成熟，但在吊桿施工過程中，吊桿安裝以及索力施加等施工技術控制難度較高，為此，越來越多的業(yè)內(nèi)人士已經(jīng)將這項技術的實際施工管理作為重要研究內(nèi)容，旨在確保吊桿索力等施工內(nèi)容符合設計施工規(guī)范要求。

1 工程概況

1.1 設計概況

郭屋村跨東江特大橋采用（76+160+76）m一聯(lián)三跨預應力混凝土連續(xù)梁與鋼管混凝土拱組合結(jié)構(gòu)，主跨布置1～160m鋼管混凝土系桿拱結(jié)構(gòu)，跨越惠州東江。建成后會成為贛州至深圳高速鐵路重要基礎建設項目，極大縮短了行車時間，緩解了其他鐵路運輸線路運行壓力。系桿拱橋采用先梁后拱施工。系桿采用單箱雙室預應力混凝土箱型變截面，橋面寬14.2m，跨中高4.0m。吊點處設橫梁。拱肋為3.0m等高啞鈴型截面的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，左右拱肋平行，肋間橫向中心距11.8m，拱腳內(nèi)凈距10.0m，拱肋計算跨度160m，弦管及腹板內(nèi)填充C55自密實補償收縮混凝土[1]。

1.2 工程項目特點

首先，工程量較大。該橋橋體結(jié)構(gòu)跨度比較大，橋面寬度達到14.2m，施工內(nèi)容比較繁雜，涉及到多個施工項目，例如，單元節(jié)制造、整體組裝、鋼管拱支撐安裝、混凝土壓注、吊桿安裝、張拉吊桿、吊桿壓力調(diào)整、保護涂裝等施工項目，這樣便導致該工程項目總體施工量較大。而且，鋼拱肋的運輸距離比較遠，在運輸過程中還需要做好鋼結(jié)構(gòu)保護，質(zhì)量控制難度比較大。

其次，施工難度比較大。工程項目周圍施工環(huán)境條件比較差，而且還要充分考慮到橋下的凈空范圍。橋梁地基土壤為軟弱地基，在施工前還需要充分考慮到橋墩地基土壤結(jié)構(gòu)的承載力，如有必要還需要事前對橋墩地基土壤結(jié)構(gòu)進行加固處理。而且，在施工過程中還需要嚴格控制鋼管混凝土的澆筑施工質(zhì)量，確保鋼管混凝土的密實度符合設計要求[2]。

2 施工技術要點及施工質(zhì)量控制

2.1 施工前的準備工作

在施工前需要將鋼結(jié)構(gòu)、吊索結(jié)構(gòu)運抵施工現(xiàn)場，在運輸過程中需要確保鋼結(jié)構(gòu)、吊索結(jié)構(gòu)擺放整齊，防止在運輸過程中鋼結(jié)構(gòu)、吊索結(jié)構(gòu)出現(xiàn)位移情況，如有必要還可以將鋼結(jié)構(gòu)進行焊接固定。在鋼結(jié)構(gòu)、吊索結(jié)構(gòu)運抵施工現(xiàn)場后，要對鋼結(jié)構(gòu)、吊索結(jié)構(gòu)進行質(zhì)量檢查，確保沒有出現(xiàn)形變等質(zhì)量問題。做好鋼構(gòu)件、吊索結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場存放管理，做好防雨防潮處理，防止鋼構(gòu)件遇水發(fā)生銹蝕問題，而且鋼構(gòu)件、吊索結(jié)構(gòu)碼放后應當進行固定處理，防止鋼構(gòu)件堆疊不牢固而出現(xiàn)坍塌情況。施工人員要對進場的吊桿進行質(zhì)量檢查，確保吊桿的保護裝置沒有出現(xiàn)損壞、脫落等情況，吊桿的實際長度與設計長度相吻合并且所有標識信息完整。使用千斤頂對吊桿張拉進行修訂和標定。

為了保證施工質(zhì)量和施工工期不受影響，必須要在施工前制定詳細的施工流程圖，確定每個環(huán)節(jié)的具體施工內(nèi)容。在施工前需要由設計單位做好施工現(xiàn)場的實地勘查工作，確定具體的施工方案，切不可盲目照搬照抄其他項目的施工方案，否則極易引發(fā)施工安全事故。通過全站儀等測量設備，確定吊桿長度，并且在施工前還需要進行一次復測，確保設計方案測量長度與施工現(xiàn)場實際長度吻合[3]。

施工企業(yè)組織相關人員進場，一方面熟悉施工現(xiàn)場的基本環(huán)境，另一方面由設計人員和施工人員進行溝通交流，完成技術交底，確定具體的施工計劃和施工方案，讓施工人員熟悉圖紙和施工方案，尤其是重點工程項目和隱蔽工程，掌握吊桿安裝的基本工藝流程。隨后組織施工材料進場，確定每類施工材料的擺放位置和進場數(shù)量，必須保證現(xiàn)場物料堆放安全合理。施工人員應當對吊桿進行質(zhì)量檢查，尤其要對吊桿安裝機械設備的性能進行全面檢查，所有操作人員都要具備相應的資質(zhì)，否則不允許參與吊桿安裝施工。

2.2 吊桿的安裝施工

在吊裝安裝之前，需要使用轉(zhuǎn)運設備將吊桿由物料擺放區(qū)域轉(zhuǎn)移至施工位置，通常會使用大型平板汽車，轉(zhuǎn)運過程必須要保證吊桿不會發(fā)生碰撞。在轉(zhuǎn)運至施工現(xiàn)場后需要解除掉外部外包裝，確認吊桿外觀沒有質(zhì)量問題，同時以設計方案和設計圖紙為標準，確定吊桿標識基本信息，確認無誤后方可進行下一步施工。清除吊桿內(nèi)殘留的雜物，以及錨墊板周圍殘留的毛刺，避免在后期注入混凝土材料時影響澆筑效果，甚至有可能導致結(jié)構(gòu)強度無法達到預期目標[4]。

在施工平臺搭建時，應當確認吊桿安裝設備的性能處于最佳狀態(tài)。從拱肋預埋孔中下順到橋體下側(cè)，將鋼絲繩與吊桿一側(cè)綁扎固定，隨后緩慢提拉吊桿，直到吊桿頭一側(cè)到達拱肋預埋管下側(cè)，當?shù)鯒U對準預埋孔后，緩慢將吊桿上提，隨后對準吊桿和橋體連續(xù)梁鋼結(jié)構(gòu)的預埋管口進行對接，使錨頭漏出錨墊板，當錨墊板一側(cè)漏出長度符合設計方案要求后，應當立即緊固螺母。在上端吊桿完成安裝后，需要進行下端吊桿安裝，下端吊桿處錨頭使用汽車吊機進行牽引，然后使用鋼筋或者吊帶與吊索進行綁扎，最好與錨頭處位置控制在2m左右，當連接完畢后完成螺母安裝。在吊桿錨頭安裝前，需要確定螺紋正常，可以確保能夠正常旋入。搭建的拱肋下施工平臺需要懸掛在橋體拱肋上，施工人員在安裝吊桿時需要進入到拱肋下施工平臺，這樣能夠?qū)Φ鯒U安裝起到一定輔助作用。

2.3 吊桿張拉施工技術

吊索張拉施工是該項目施工的重點環(huán)節(jié)，能否保證張拉質(zhì)量會直接影響到橋體主體的結(jié)構(gòu)強度和使用壽命。當列車行駛到橋面后，列車施加的載荷以及橋體自身的重量，能夠傳遞給吊桿，隨后沿著拱肋和橋墩進行分散，這樣能夠確保橋體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。如果吊桿桿受力出現(xiàn)不均衡的現(xiàn)象，會影響載荷應力的分散，部分區(qū)域吊桿索力會偏小，這就勢必會導致其他位置吊桿索力過大。一旦出現(xiàn)這種現(xiàn)象，橋體主體結(jié)構(gòu)很容易由于局部應力過大而導致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，不僅會對拱肋強度造成不利影響，甚至會影響鋼管拱橋體的使用安全性。

在進行吊索張拉前，應當準備好張拉過程中用到的設備和器具，比如，千斤頂、油泵，根據(jù)施工項目實際情況，確定設備和器具的型號和數(shù)量，另外，還要確定拱肋區(qū)域混凝土結(jié)構(gòu)強度不低于90%，否則不允許進行吊索張拉施工。同時，確保箱梁的施工質(zhì)量符合設計方案相關要求。根據(jù)本項目的設計要求，要求在吊桿張拉時采取對稱張拉技術，采用4束或者8束同時張拉，并且嚴格計算吊桿張拉力，做好張拉過程的數(shù)據(jù)信息記錄工作。如果在張拉過程中出現(xiàn)了明顯偏差，比如伸長量過長，則應當立即停止張拉。

在吊桿張拉過程中，必須要嚴格控制應力，盡可能做到緩慢張拉、分次張拉，逐步達到預設索力數(shù)值，堅決不允許“一步到位”。嚴格遵守施工要求，并且能夠仔細認真完成每項工作，確保拱肋各個方向預應力施加的穩(wěn)定性。吊桿張拉需要事前將張拉桿與螺母進行鏈接，然后隨時觀察油泵和壓力表，確保吊桿索應力準確性，避免帶來不必要的應力損失。當張拉的數(shù)值與設計方案相吻合后，完成螺母的安裝。對于吊桿索力檢測施工來說，是確保施工質(zhì)量符合規(guī)定要求的重要一環(huán)。索力是否能夠達到預期數(shù)值，會直接影響到橋體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和使用壽命，因此，必須要在吊桿索力張拉中做好橋梁吊桿索力檢測[5]。

在張拉過程中應當隨時對吊桿索力進行調(diào)整，這是確保吊桿施工質(zhì)量以及提升吊桿索力的重要措施。施工人員應當根據(jù)設計圖紙，依次完成吊桿的張拉施工，不可打亂原有施工順序。在所有吊桿張拉施工完畢后，為了確保每根吊桿都有足夠高的應力數(shù)值，需要派出專人對實際索力數(shù)值進行檢測并且與設計方案的吊桿索力數(shù)值進行比對，如果出現(xiàn)吊桿索力偏低或者過高等情況，應當及時調(diào)整吊桿索力，確保能夠與設計方案相吻合。另外，為了避免吊桿和錨頭受到損害，施工人員需要提前做好預埋索導管內(nèi)的雜物清理，隨后在上下錨頭位置完成密封裝置的安裝，確保不會出現(xiàn)滲水情況，而且還要對外層的保護套進行檢查，如果出現(xiàn)了損害情況應當進行修補，通常情況下會選擇使用PE熱焊槍。為了避免長時間受到雨水侵襲或者外力撞擊而破壞吊桿，應當在每根吊桿外部安裝一層保護套。

2.4 吊桿索力監(jiān)測

為了提高吊桿索力穩(wěn)定性，保證吊桿始終處于安全穩(wěn)定的運行狀態(tài)，要求施工人員做好吊桿索力監(jiān)測管理，探查拉索的運行情況。通過吊桿索力監(jiān)測，不僅可以準確獲取吊桿索力的全部數(shù)值，判斷施工質(zhì)量是否符合設計方案的基本要求，為成橋試驗提供準確的數(shù)據(jù)信息參考；還可以及時發(fā)現(xiàn)潛在的施工質(zhì)量問題，比如，哪些位置的索力不達標、拉索錨固系統(tǒng)存在安全隱患，這樣可以及時進行調(diào)整，消除存在的索力誤差或者錯誤，將橋體主體結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線性調(diào)整至合理范圍，提高橋體主體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。要想準確監(jiān)測吊桿索力數(shù)值，優(yōu)質(zhì)的傳感器必不可少。技術人員應當根據(jù)工程項目的實際需求，準確選擇合適型號的索力監(jiān)測傳感器，比如，磁通量索力監(jiān)測傳感器。橋體所有吊桿都安裝索力監(jiān)測裝置，并且對所有數(shù)據(jù)傳輸裝置和傳輸線進行防水、防曬保護處理。

通過對索力監(jiān)測數(shù)值的分析，可以準確獲知橋梁主體結(jié)構(gòu)是否安全穩(wěn)定，尤其可以探知吊桿張拉力的數(shù)值是否與施工方案相吻合，判斷整個橋梁工程項目施工質(zhì)量是否達到了預期標準。索力監(jiān)測是檢查每根吊桿索力、張拉值是否達到足夠高的重要措施，通過準確的數(shù)據(jù)監(jiān)測和及時的索力調(diào)整，確保每根吊桿力都可以在合理范圍內(nèi)。另外，為了保證施工質(zhì)量處于最優(yōu)，企業(yè)應當加強對施工人員和技術人員的全面培訓，熟悉和掌握每項施工工藝的技術標準，這樣有助于提高吊桿施工質(zhì)量。

3 結(jié)束語

連續(xù)梁鋼管拱橋吊桿施工是一項比較復雜工程項目，主要是涉及到的施工內(nèi)容比較繁瑣，而且施工質(zhì)量優(yōu)劣會直接對橋體主體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性和使用壽命產(chǎn)生關鍵性影響。吊桿施工作為該工程項目核心施工內(nèi)容之一，必須要嚴格按照施工設計方案進行操作，在施工前做好現(xiàn)場勘查工作，嚴格檢查所有施工材料是否符合技術標準。同時，確保施工人員能夠嚴格按照施工技術和施工工藝進行操作，保證吊桿張拉施工質(zhì)量，尤其要正確選擇張拉順序，記錄好張拉施工重點數(shù)據(jù)信息，保證橋梁索力足夠高。