木蘭溪特大橋128 m 鋼箱系桿拱糾偏工藝

徐磊

1 工程簡(jiǎn)介

新建鐵路福州—廈門(mén)線(xiàn)木蘭溪特大橋位于福建省莆田市涵江區(qū)境內(nèi)，全長(zhǎng)6 830.6 m。其中在DK95+476處采用系桿拱上跨福廈高速公路，與公路成25°夾角，橋下凈高6.5 m。

系桿拱為下承式鋼箱系桿拱肋橋，其跨度為128 m，全橋長(zhǎng)130.4 m，主拱軸線(xiàn)采用二次拋物線(xiàn)，矢跨比為1/5.333，矢高24 m;系梁、拱肋橫向中心距16 m，內(nèi)側(cè)凈寬14.2 m，外廓凈寬17.8 m。此橋由鋼箱拱、吊桿、系梁、主次橫梁、縱梁及橋面板組成。全橋拱肋設(shè)9根橫撐連接，對(duì)稱(chēng)設(shè)在第2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)、6號(hào)、7號(hào)吊桿位置，吊桿共設(shè)13對(duì)，間距為(10+12×9+10)m。

2 拱肋內(nèi)侵產(chǎn)生原因

木蘭溪特大橋在系梁、拱肋安裝過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)84號(hào)墩側(cè)各吊裝的三節(jié)段拱肋后，拱肋中軸線(xiàn)偏離設(shè)計(jì)的拱中軸線(xiàn)，使得第一根橫撐無(wú)法安裝，下一段拱肋無(wú)法安裝。經(jīng)過(guò)對(duì)各部件結(jié)構(gòu)尺寸以及控制數(shù)據(jù)反復(fù)的量測(cè)，并經(jīng)過(guò)邀請(qǐng)部分專(zhuān)家進(jìn)行研討論證，確定拱肋產(chǎn)生內(nèi)侵的主要原因如下：

1)鋼構(gòu)件在制造過(guò)程中，其制造精度雖然能夠滿(mǎn)足要求，但是其產(chǎn)生的制造誤差以及鋼板在拼焊過(guò)程中產(chǎn)生的焊接變形經(jīng)累計(jì)超過(guò)限值;2)安裝過(guò)程中，僅在兩側(cè)系梁底部距離一定間隔設(shè)置了單根臨時(shí)支墩，雖然整體支撐受力能夠滿(mǎn)足要求，但是在系梁間安裝橫梁及橋面板時(shí)，受到橫梁及橋面板的自重影響，使得兩側(cè)系梁產(chǎn)生向內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象，內(nèi)侵值約3 mm～13 mm;3)系梁向內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)，使得系梁上的吊桿節(jié)點(diǎn)板向內(nèi)側(cè)傾斜，吊桿與節(jié)點(diǎn)板通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接后，致使吊桿頂端也向內(nèi)側(cè)傾斜(見(jiàn)圖1)。根據(jù)測(cè)量情況，84號(hào)墩側(cè)，曲線(xiàn)內(nèi)側(cè)拱肋向橋中心線(xiàn)偏移26 mm，曲線(xiàn)外側(cè)拱肋向橋中心線(xiàn)偏移60 mm(見(jiàn)圖2)。

3 拱肋內(nèi)侵糾偏措施

3.1 系梁內(nèi)侵糾偏措施

1)為了減少橋面板對(duì)系梁的加壓荷載，減少系梁的內(nèi)侵角度，我們?cè)诿扛鳈M梁端部增設(shè)325 mm鋼管支架，其上設(shè)置200 t液壓千斤頂進(jìn)行支頂，并增設(shè)鋼管腳手架，進(jìn)行縱橫向連接，以保證支撐體系的整體穩(wěn)定性。

2)將系梁兩側(cè)與橋面板焊接的縱縫割開(kāi)，根據(jù)需要將主橫梁腹板上的高強(qiáng)螺栓拆除，在84號(hào)墩端3號(hào)吊桿與85號(hào)墩端3號(hào)吊桿處的系梁頂采用支撐桿和千斤頂向兩側(cè)頂推。

3.2 拱肋內(nèi)侵糾偏措施

1)先對(duì)已安裝拱肋節(jié)段及吊桿節(jié)段的實(shí)際偏移量進(jìn)行精確測(cè)量。

2)在拱肋上端處的橋面上搭設(shè)支墩，高度能使糾偏桿放上后頂住兩肋，糾偏支撐桿要有足夠的強(qiáng)度和剛度。在兩邊拱肋上安裝托架，能托住糾偏支撐桿。

3)用80 t千斤頂兩臺(tái)，從兩側(cè)頂住拱肋向兩邊偏移。在千斤頂加力過(guò)程中，隨時(shí)監(jiān)測(cè)兩邊拱肋頂端中心線(xiàn)的變化情況，當(dāng)拱軸線(xiàn)達(dá)到要求時(shí)，測(cè)量橫撐處的值，達(dá)到可安裝尺寸時(shí)吊裝橫撐。

4)在頂推過(guò)程中，如有一側(cè)的拱軸線(xiàn)達(dá)到設(shè)計(jì)值，另一側(cè)未達(dá)到設(shè)計(jì)值，達(dá)到設(shè)計(jì)值一側(cè)拱肋應(yīng)加強(qiáng)，以防外侵。加固后再用千斤頂頂推，使另一側(cè)拱肋軸線(xiàn)也達(dá)到設(shè)計(jì)值，停止頂推。

5)在頂推過(guò)程中，如遇到頂推力過(guò)大，頂推較為困難時(shí)，根據(jù)需要將拱肋分段間的環(huán)縫割開(kāi)，然后施頂，軸線(xiàn)達(dá)到要求后，再進(jìn)行環(huán)縫焊接，焊縫探傷按要求進(jìn)行，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

6)當(dāng)糾偏時(shí)，如有部分節(jié)點(diǎn)板難以達(dá)到要求時(shí)，可用火工矯正節(jié)點(diǎn)板，以保證吊桿安裝垂直度。矯正溫度控制在600℃ ～800℃?；鸸こC正在距離系梁面板25 mm處進(jìn)行，根據(jù)各吊桿偏移量，計(jì)算出節(jié)點(diǎn)板需矯正的角度(見(jiàn)圖3)。

7)為保證后續(xù)拱肋吊裝能夠順利進(jìn)行，我們?cè)诠袄唛g增設(shè)了支架進(jìn)行吊桿限位。支架主要采用貝雷梁搭設(shè)，貝雷梁支架分為四片，用900 mm和450 mm的支撐架進(jìn)行連接。貝雷梁放在系梁頂面，貝雷梁基礎(chǔ)板與系梁焊牢。拱肋支架主要用于支撐拱肋兩端，支架通過(guò)與吊桿固結(jié)形成穩(wěn)定體系，支架之間用鋼管架進(jìn)行縱橫向連接，使貝雷梁支架與鋼管支架形成復(fù)合支撐體系，貝雷梁支架作為主要支撐部件，鋼管支架主要保證整體穩(wěn)定性(見(jiàn)圖4)。

4 應(yīng)用效果

通過(guò)采用上述針對(duì)系梁及拱肋等一系列的糾偏措施，拱肋節(jié)段的吊裝速度有了很大的提高，按時(shí)完成了系桿拱的整體吊裝，滿(mǎn)足了業(yè)主要求的進(jìn)度目標(biāo)。在全部安裝完成后，我們對(duì)全橋進(jìn)行了穿線(xiàn)測(cè)量，系梁、拱肋以及標(biāo)高等指標(biāo)均能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

［1］ 賈玉福.鋼箱拱橋拱肋的力學(xué)穩(wěn)定性分析［J］.山西建筑，2009，35(11)：299-300.