無錫興塘大橋主橋鋼結(jié)構(gòu)拱肋制作與施工

韓榮剛

1 工程概況

無錫興塘大橋位于江蘇省無錫市錫山區(qū)東亭鎮(zhèn)與東北塘鎮(zhèn)交界處的北興塘河上，是連接?xùn)|亭鎮(zhèn)和東北塘鎮(zhèn)的區(qū)域性交通主干道。

主橋設(shè)計為10 m+90 m+10 m的中承式拱梁組合體系，在人行道上設(shè)置弧形的觀景平臺。主橋拱肋軸線采用外傾的空間二次拋物線線形，與豎向夾角為20°，呈碟形拱，橋面采用網(wǎng)格體系，拱座為鋼—混凝土組合構(gòu)件，采用梯形鋼箱斷面，基礎(chǔ)為群樁基礎(chǔ)。

主橋結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。

圖1 興塘大橋主橋結(jié)構(gòu)簡圖

2 鋼結(jié)構(gòu)主拱肋制作方案

大橋主拱肋節(jié)段劃分與現(xiàn)場吊裝起重及運輸能力有關(guān)，所以將主拱肋單片劃分成五節(jié)段，每節(jié)段長約20 m，采用Q345qD板制作。節(jié)段制作在專用胎架上進行，使節(jié)段平躺于胎架上，保證拱軸線在一個水平面上。每聯(lián)主拱肋分成五個節(jié)段，每節(jié)段預(yù)留一定的伸縮量。

3 鋼結(jié)構(gòu)主拱肋制作工藝

3.1 拱肋放樣

拱肋線型在計算機上采用數(shù)字放樣，采用1∶1足尺放樣，并完成所有零件配套表、下料草圖、套料卡的編制工作。放樣應(yīng)向后續(xù)工序提供拱肋節(jié)段胎架制作型值、拱肋節(jié)段測量時所需型值及預(yù)拼裝地樣線型值等。

3.2 零件下料

下料采用數(shù)控機切割，切割邊緣需進行清渣、打磨處理。鋼箱梁的板材下料時應(yīng)開角尺線，保證板邊垂直度。端口有線型箱梁下料時可以使用模板，以保證線型準確。根據(jù)火焰切割工藝參數(shù)，選擇合適的割嘴型號及輔助裝置。切割面粗糙度范圍應(yīng)按設(shè)計要求進行控制，對超出要求的部位，應(yīng)使用砂輪機打磨至符合要求。

3.3 主拱鋼箱梁縱、環(huán)縫裝焊和線型制作

鋼箱梁縱縫裝配在鐵平臺上完成，應(yīng)控制縱縫間隙，焊前設(shè)置跨縫碼，焊后冷卻至常溫后，角度不好的應(yīng)進行校正。環(huán)縫應(yīng)在專用胎架上進行，裝配時應(yīng)當(dāng)留有焊接一定收縮量，在火工專用胎架上，采用火工結(jié)合外力方法糾偏校正完成該段主弦管曲線成型。

4 鋼結(jié)構(gòu)運輸與安裝

4.1 主拱鋼箱梁及橋面系安裝

拱鋼箱梁及橋面系統(tǒng)均可使用水、陸路運輸。主橋安裝采用支架法安裝，同時采用2臺50 t浮吊配合(見圖2)。

圖2 主拱鋼箱梁支架法安裝示意圖

橋面系采用鋼管樁支架，外設(shè)橫向穩(wěn)定鋼管樁。施工前，先精確放樣出樁位的平面位置，在水中打好控制樁，根據(jù)控制樁位采用浮吊將鋼管樁放置在準確的施工部位。主橋縱向設(shè)置鋼管樁10排，橫向設(shè)置鋼管樁13根，其中跨中兩排間距24 m，確保通航寬度不小于20 m?？v、橫向梁均采用貝雷架，每鋼管頂放置砂筒，用以調(diào)整支架頂面高程。

對于每段的堆載預(yù)壓采用超載預(yù)壓，超載系數(shù)為1.25，沉降觀測至穩(wěn)定后，調(diào)整支架高程，卸載。鋼梁、斜撐等構(gòu)件采用浮吊安裝，安裝時應(yīng)采用對稱安裝。

4.2 拱肋施工

拱肋安裝采用支架配合浮吊進行，拱肋分5段安裝，支架搭設(shè)在拱肋分隔點處，拱肋用浮吊安放在支架上(如圖3所示)，拱肋中心線與底模上的拱肋中心線重合，并用纜繩將其固定，待下一段安裝完畢后，進行焊接處理。

圖3 主拱肋支架法安裝示意圖

拱肋的支架采用榀式門架，橫向用小剪刀撐連接為整體。支架搭設(shè)完畢后，對門架支架進行等載預(yù)壓，預(yù)壓時對整個底模范圍預(yù)壓，分階段測出沉降量及卸載后的回彈量，算出彈性變形值。卸載后，對支架作進一步調(diào)整，并準確測放出拱肋中心線。

4.3 吊桿、系桿的安裝與張拉

當(dāng)邊撐內(nèi)混凝土達到設(shè)計強度后開始安裝吊桿和系桿，吊桿和系桿在專業(yè)工廠內(nèi)生產(chǎn)，吊桿安裝采用對稱安裝，安裝時檢查吊桿的套筒、錨下鋼板等預(yù)埋件定位是否準確。系桿和吊桿張拉分兩次進行，待接縫混凝土強度達到100%后，再次張拉水平系桿，拆除橋面系以下支架，并調(diào)整吊桿索力到設(shè)計值。

4.4 橋面板鋪設(shè)與體系轉(zhuǎn)換

拱肋支架拆除后，即進行橋面板鋪設(shè)。在橋面板鋪設(shè)期間，當(dāng)混凝土強度達到適當(dāng)值時，用高壓水槍沖其四周，使其露出混凝土骨料。橋面板對稱鋪設(shè)，并在鋼梁頂面薄敷水泥砂漿，保證板與鋼梁緊密接觸。此外，及時將橋面板橫向伸出的搭接鋼筋逐一焊牢固，縱向搭接鋼筋待第二次吊桿張拉完畢再焊接，同時進行橋面板之間接縫的混凝土澆筑。待接縫混凝土強度達到100%后，再次張拉水平系桿，拆除橋面系以下支架，并調(diào)整吊桿索力到設(shè)計值。

5 結(jié)語

無錫市興塘大橋作為國內(nèi)首座建成的外傾拱肋中承式鋼拱橋，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)含量高、結(jié)構(gòu)尺寸要求精、施工組織復(fù)雜，通過對這種新型結(jié)構(gòu)形式橋梁施工工藝的詳細介紹，為同類工程施工方案制定提供參考。

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