蝶形拱式連續(xù)梁橋鋼拱吊裝施工技術(shù)

張振偉，王立峰，肖子旺

(東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院)

蝶形拱式連續(xù)梁橋鋼拱吊裝施工技術(shù)

張振偉，王立峰，肖子旺

(東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院)

大黑河島車行橋為蝶形拱式三跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋。結(jié)合大黑河島車行橋鋼拱施工的工程實例，分別闡述“施工方案的選擇”、“吊裝機(jī)械選用”、“鋼拱吊裝方法”、“拉索安裝”的整個施工過程。并根據(jù)實際情況提出鋼拱施工質(zhì)量保證措施。

鋼拱施工;鋼拱吊裝;蝶形拱

1 工程概況

黑河市大黑河島橋是黑河具有代表性的建筑，其中車行橋主橋箱梁為蝶形拱式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，在大黑河島老橋兩側(cè)分為左、右兩幅布置，左幅主橋跨徑為(53.02+53.02+48.02)m，右幅主橋跨徑為(50.21+53.02+53.02)m。箱梁為單箱雙室斷面，梁高2 m，局部 3 m。頂板寬度10.50 m，兩側(cè)懸臂各1.0 m。錨索區(qū)懸臂加寬2.1 m，頂板總寬為12.55 m，錨索區(qū)挑臂端厚度0.25 m，根部厚度為0.55 m。每一個主橋中墩呈V字形布置，與橋面上拱肋曲線相結(jié)合。其它橋墩橫向均呈V字形布置，順橋向?qū)挾染鶠?.60 m，內(nèi)側(cè)面為直線，橫向外側(cè)面為曲線造型。車行橋鋼拱截面寬度為1.5 m，截面高度為1.2～1.555 m，壁厚16 mm，拱腳支在箱梁頂面。兩幅拱肋各分7個節(jié)段制作安裝，總重約201 t。

1 大黑河島蝶形拱式連續(xù)梁橋右幅立面圖及實景圖(單位:m)

2 鋼拱施工方案的選擇

根據(jù)工程實際情況，避開了豐水期，且在上游筑有攔水壩，現(xiàn)場施工條件比較好，但上部結(jié)構(gòu)有一個外傾8°的蝶形拱，在其作用下，V形墩應(yīng)力分布在橫縱橋向皆不均勻，受力復(fù)雜程度較高。結(jié)合施工單位的施工能力，經(jīng)過各方面有關(guān)專家研究決定采用鋼拱肋分7段吊裝，在河道中搭設(shè)臨時支撐，在空中進(jìn)行拼接。分段吊裝的優(yōu)點(diǎn)是:對吊裝設(shè)備要求較低;對吊裝的工藝要求較低。根據(jù)此施工方案制定鋼拱施工流程圖，如圖2所示。

3 吊裝機(jī)械選用及布置

根據(jù)施工現(xiàn)場的具體條件和構(gòu)件重量、構(gòu)件吊裝高度、吊裝立體空間的相對距離，及與周圍障礙物的距離，拱頂距水面約23.0 m，在鋼拱肋吊裝時選用2臺吊機(jī)吊裝鋼拱肋，吊裝參數(shù)見表1。

吊裝時選擇好吊點(diǎn)并加裝臨時固定裝置，保證鋼拱肋在吊裝過程中不變形。拱肋分7段進(jìn)行吊裝，吊車在新建橋上進(jìn)行吊裝。吊車支腿受力最大的一側(cè)始終支在外側(cè)腹板上方。為防止較大集中荷載損害橋結(jié)構(gòu)，支腿下方均墊2層15 cm×15 cm×4 m木方，使荷載均勻分部。

圖2 鋼拱施工流程

表1 吊裝參數(shù)表

4 搭設(shè)支架及腳手

在大橋安裝拱肋處的d1、d2、d3、d4四個分段點(diǎn)搭設(shè)支架，搭設(shè)現(xiàn)場焊接支撐的操作平臺。用于拱架安裝和拉索安裝。車行橋拱肋四個臨時支撐點(diǎn)搭設(shè)支架，每榀支架用4根6分鋼絲繩進(jìn)行斜拉牢固，以防止支架偏斜，鋼絲繩底端固定在錨樁上，臨時支架示意圖見圖3所示。

支架基礎(chǔ)用30 cm素混凝土作底板，主肢穿過箱梁在翼板上預(yù)留的孔洞，吊裝完成后再補(bǔ)澆混凝土。d0、d5部位高度在3 m以下，且g0、g6兩節(jié)段安裝后均可自行穩(wěn)定，所以在翼緣板上搭設(shè)腳手平臺。

5 鋼拱拱肋運(yùn)輸

工程預(yù)制完成的鋼桁架較重，運(yùn)輸量很大，拱肋采用平板托車分段運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，運(yùn)輸時采用專用運(yùn)管拖車運(yùn)輸，運(yùn)輸時防止拱肋變形，拱肋下面加設(shè)胎具。運(yùn)到施工現(xiàn)場，應(yīng)吊放到合理地點(diǎn)，以利于現(xiàn)場組對、吊裝。

圖3 臨時支架示意圖

6 鋼拱拱肋吊裝

拱肋分為 7 段，分別為 g0(g0')、g1、g2、g3、g4、g5、g6(g6')段。吊裝從一端依次進(jìn)行。鋼拱肋起吊采用鋼絲繩捆綁式起吊法，鋼拱肋吊點(diǎn)位置應(yīng)滿足彈性中心位置和拱肋重心以上部位。根據(jù)鋼拱肋加工分段長度，分別計算各段的矢跨比均小于0.13，而鋼拱肋可視為等截面，可忽略曲率影響，近似地按直梁計算，因此吊點(diǎn)位置按x1、x2≈0.207L選取，可保證拱肋吊運(yùn)過程中“彎矩最小”，拱肋中正、負(fù)彎矩絕對值相等。

每次運(yùn)輸一個拱段直接運(yùn)到吊裝現(xiàn)場，每個拱段設(shè)兩個支架，用吊車吊至支架上。利用預(yù)埋在支架上的定位件和千斤頂進(jìn)行調(diào)整對位、焊接，待焊接好以后撤開吊車吊鉤。鋼拱肋全部吊裝就位且檢驗合格后，實施封閉工序。然后拆除臨時支撐，割除臨時吊耳，打磨并做涂裝處理。

7 拉索安裝

拉索采用GJ15-3系列環(huán)氧涂層鋼絞線整束擠壓拉索及相應(yīng)的錨具，鋼絞線符合AST MA416-97a，YB/T152以及GB/T5224-97低松弛鋼絞線的要求。拉索在立面上呈傾斜82°布置，拉索主梁上的索距為5 m，拉索在拱肋上的標(biāo)準(zhǔn)索距為5 m，主梁與單側(cè)拱肋共有14根拉索相連。拉索的拱肋端、主梁端均為叉耳式錨板，分別與拱肋、主梁上的耳板銷接。掛索安裝在廠家指導(dǎo)下進(jìn)行。起重設(shè)備安放合理，避免二次移動。在上、下預(yù)埋處臨時焊接導(dǎo)向裝置，將牽引鋼絲繩一次穿過上端導(dǎo)向、HDPE外護(hù)套、下端導(dǎo)向、卷揚(yáng)機(jī)形成循環(huán)牽引力系統(tǒng)。

8 質(zhì)量保證措施

(1)用ISO9001國際標(biāo)準(zhǔn)管理施工。工程施工中全過程貫徹ISO9001國際標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)格按圖紙和規(guī)范要求施工，開工前認(rèn)真進(jìn)行圖紙會審和技術(shù)交底，交底不清不開工，沒有具體措施不開工;為了確保焊接質(zhì)量，焊前將坡口及其附近進(jìn)行清除銹蝕、油污等工作，焊條要嚴(yán)格執(zhí)行烘干、恒溫等規(guī)定;建立工地技術(shù)負(fù)責(zé)人為首的質(zhì)量檢查責(zé)任制，每天召開一次質(zhì)量分析會，重點(diǎn)解決施工中的關(guān)鍵質(zhì)量問題，每次分析會均要對質(zhì)量進(jìn)行分析，制定糾正和預(yù)防措施，進(jìn)行及時整改，在保證工程質(zhì)量的前提下加快施工進(jìn)度。

(2)技術(shù)管理采取“四有四把關(guān)”即施工有方案、交底有記錄、變更有手續(xù)、交工有檔案，圖紙會審關(guān)，測量定位關(guān)，材料檢驗關(guān)，隱蔽檢查關(guān)。

(3)執(zhí)行自檢、互檢、專檢，三檢制度?！白詸z”以班組長為主做好記錄，“互檢”以班長為主做好交接記錄，“專檢”為每旬兩次對工程質(zhì)量進(jìn)行檢查。質(zhì)檢站派專人跟蹤檢查，并作好記錄，施工現(xiàn)場要開展三工序活動，即檢查上道工序，保證本道工序，為下道工序服務(wù)。

(4)質(zhì)量記錄制度。質(zhì)量記錄是質(zhì)量責(zé)任追溯的依據(jù)，力求真實和詳盡，各類現(xiàn)場操作記錄及材料試驗記錄等都妥善保管，特別是各道工序接口的處理，應(yīng)詳細(xì)記錄當(dāng)時的情況，理清各方責(zé)任。

9 結(jié)語

大黑河島車行橋鋼拱肋分段吊裝解決了整體吊裝中的整體不易調(diào)整，側(cè)向穩(wěn)定性不可靠，工序繁而亂等問題，此橋鋼拱分段施工方案，安全地完成了主橋鋼拱的施工，節(jié)約了工期，保證了鋼拱的質(zhì)量，取得較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

［1］公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ041-2000)［S］.人民交通出版社.

［2］鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范(GB50205-95)［S］.中國計劃出版社.

［3］楊穎，王克軍.拱橋鋼拱肋加工及吊裝施工技術(shù)［J］.城市道路與防洪，2010，2(2):74-77.

U445

C

1008-3383(2012)12-0087-02

2012-10-08

張振偉(1985–)，男，綏化市慶安縣人，研究方向:大跨度橋梁的健康監(jiān)測與診斷。