大跨度鋼筋混凝土箱形拱橋主拱圈施工技術(shù)

常　星

(貴州路橋集團有限公司，貴州 貴陽　551000)

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大跨度鋼筋混凝土箱形拱橋主拱圈施工技術(shù)

常星

(貴州路橋集團有限公司，貴州 貴陽551000)

摘要：以龍?zhí)梁哟髽驗楣こ瘫尘?，介紹了大跨度鋼筋混凝土箱形拱橋主拱圈的施工技術(shù)，特別是纜索吊裝系統(tǒng)、鋼拱架的懸臂拼裝、主拱圈的混凝土澆筑、主拱圈施工監(jiān)控等。對于施工類似拱橋具有一定的借鑒意義和工程實用價值。

關(guān)鍵詞：大跨度；拱橋；纜索吊裝；鋼拱架；主拱圈；監(jiān)控

1工程概況

龍?zhí)梁哟髽蛭挥谫F州省務(wù)川縣都濡鎮(zhèn)楊村，跨越龍?zhí)梁?，該河谷為V字型發(fā)育，谷寬120～150 m，深90～100 m，大橋跨越處岸坡坡底約為750。橋跨布置為1×16 m(預(yù)應(yīng)力混凝土空心板)+125 m(鋼筋混凝土箱形拱)+ 1×16 m(預(yù)應(yīng)力混凝土空心板)，大橋全長170.6 m。橋梁平面位于直線上，橋面縱坡為雙向1.0%，橋面橫坡為雙向2%。主拱圈為單箱雙室截面，主拱圈寬度為7 m，高度2.2 m。

2主拱圈施工技術(shù)

2.1纜索吊裝系統(tǒng)安裝

(1)索塔拼裝

索塔采用Φ630×14 mm鋼管，務(wù)川岸索塔設(shè)置在0#橋臺上，大坪岸索塔設(shè)置在3號個橋臺上，作為主纜和部分扣索的支撐位置，兩岸成對稱布置；每個索塔由兩個單塔加兩道橫向系桿組成，構(gòu)成“門式”索塔，兩岸塔設(shè)置等高，塔高19 m，比橋面高18 m左右。索塔底部采用鉸接。

(2)錨碇結(jié)構(gòu)的施工

錨碇用于錨固主索天線及扣索，采用樁式混凝土錨碇結(jié)構(gòu)，錨碇設(shè)置在橋臺后面，用爆破配合人工開挖成直徑為2.5 m，深6.0 m的樁孔，樁孔置于中風(fēng)化巖層上，并沿周邊設(shè)置長80 cm，間距30 cm的Ф20鋼筋錨桿，然后澆筑C25鋼筋混凝土，形成鋼筋混凝土錨樁，錨樁高出地面150 cm并設(shè)置樁帽，纜索吊主索直接扣在樁上，在錨樁上設(shè)置施工用的各種預(yù)埋件，包括扣索、后浪風(fēng)等。

(3)設(shè)置臨時拱座

拱架臨時拱座利用永久性拱座加寬加長作臨時拱座，拱架與臨時拱座的連接為先鉸接后剛接，在澆筑拱座時按坐標(biāo)放樣預(yù)埋好鋼鉸(Φ325 mm半圓鋼管)；在拱腳節(jié)段與臨時拱座腳接部位預(yù)埋410×260×20鋼板加強受壓區(qū)強度，并增大拱座受壓面；在拱架拼裝完畢后把拱腳節(jié)段支撐腿牢固焊接在預(yù)埋鋼板上，從而使鉸接轉(zhuǎn)換為剛接，大大加強拱架的縱向穩(wěn)定。臨時拱座內(nèi)設(shè)置鋼筋，鋼筋與永久性拱座連接，混凝土與永久性拱座同時澆筑。

(4)索鞍的安裝

本吊裝系統(tǒng)索鞍采用八線索鞍，置于索塔鋼管的頂端，單個索鞍橫向?qū)? m，縱向長1 m，與索塔鋼管的連接采用焊接，要求滿焊后，再增加8塊厚8 mm的加強板。

(5)纜索吊裝的安裝

本橋鋼拱架的構(gòu)件、節(jié)段和橋梁上部10.2 m空心板均采用纜索吊裝系統(tǒng)進(jìn)行安裝，纜索吊機主要數(shù)據(jù)如下。

吊重設(shè)計T=19.0 t跨徑L=167.82 m安裝撓度f=L/15

承重主索為Φ52(6×37+FC)鋼絲繩起重索為Φ21.5(6×37+FC)鋼絲繩

牽引索為Φ36(6×37+FC)鋼絲繩

起重、牽引作業(yè)均采用8 t卷揚機進(jìn)行，起重繩通過起重跑車組走四線。

(6)承重索的安裝

用Φ=52 mm 的鋼絲繩作為承重繩，在施工過程中應(yīng)注意安全，在鋼絲繩對接好后用卡子按規(guī)范要求卡好，而且在每個卡子的前后用紅色油漆標(biāo)柱，便于觀察承重繩是否滑動。

主索的架設(shè)過程為：先將一端頭繞過一岸塔頂并固定在錨錠上，在對岸塔頂繞1根Ф21.5 mm的鋼絲繩并與此岸的主索連接，并在對岸采用8 t卷揚機拉動鋼絲繩，將主索拖到對岸并繞過塔頂錨固在錨錠上，完成主索的架設(shè)。

(7)小跑車的安裝

小跑車用單門四線起重跑車，在地面把跑車道輪拆開，用一根鋼絲繩通過卷揚機從纜索上通過滑車把跑車吊到纜索上，到位后再把跑車輪安裝上，把跑車拴住任何塔頂一岸靠近河中方向，再進(jìn)行牽引的安裝。

(8)牽引系統(tǒng)的安裝

牽引繩用Φ21.5 mm的鋼絲繩作為牽引,兩岸各用一根經(jīng)過卷揚機,穿過錨錠倒向滑車轉(zhuǎn)到塔頂,用一個抬線滑車掛于25號工字鋼底下,牽引從抬線滑車通過與跑車連接牢固,為避免起重、牽引索在跨中下?lián)匣蚶p絞，在跨中承重繩上每20 m加設(shè)一道支索器(承馬夾)，每道支索器間以Φ12 mm鋼絲繩連接。

(9)起重系統(tǒng)的安裝

起重索采用單頭進(jìn)卷揚機，起重索通過索塔頂至錨錠滑輪轉(zhuǎn)向進(jìn)入8 t卷揚機。

2.2鋼拱架的施工

拱架的施工是該橋成功的關(guān)鍵， 拱架的施工分為兩個階段形成： 懸拼拱架階段、拱架預(yù)壓階段。因主跨為125 m，跨度較大，未采用貝雷梁拼裝，而是自行設(shè)計的型剛拱架。鋼拱架主要由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段、拱腳節(jié)段、連接構(gòu)件及合攏段組成，橫向系用橫聯(lián)和平聯(lián)連接。在主拱圈下拼裝圓弧形鋼拱架，沿順橋向在拱圈下拼裝類圓弧形鋼拱架，沿弧向共用23大組、橫向每組5小組，共計115小組鋼拱架。節(jié)段之間上弦采用法蘭鋼板螺栓連接，下弦采用陰陽接頭鉸接。鋼拱架為矩形結(jié)構(gòu)，下弦采用銷接，上弦通過楔形連接結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)栓接各節(jié)段鋼拱架，保證節(jié)段拼裝后按照箱拱圓弧方向變化，最終形成弧形拱架；鋼端桁架連結(jié)第一節(jié)段鋼拱架與拱腳，在拱腳節(jié)段設(shè)鉸，保證在拱架拼裝成形并卸掉扣索后，形成兩鉸拱，使在拼裝過程中產(chǎn)生的附加應(yīng)力重新分布，有利于臨時拱圈的受力，在拆除臨時拱圈的扣索后，再封閉拱腳的鉸，焊接連接型鋼，使之轉(zhuǎn)換為無鉸拱；臨時拱圈形成后，在鋼拱架上搭設(shè)鋼管架，安裝調(diào)節(jié)頂托，在頂托上鋪設(shè)分配梁、方木、模板，澆筑混凝土。

3拱圈混凝土澆筑

拱圈混凝土澆筑采用三環(huán)五段進(jìn)行。拱圈混凝土澆筑時縱向上根據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)分為的五大段，分別為拱腳段(兩段)、拱頂段(一段)、中間段(兩段)。對這五大節(jié)段交替進(jìn)行往返澆筑。其中拱腳段澆筑方向為從下往上，拱頂段澆筑方向為從拱圈正中向兩岸方向?qū)ΨQ進(jìn)行，中間段澆筑方向是從3L/16分往3L/8位置澆筑。

拱腳段采用分三層(底、腹、頂板)澆筑，澆筑時設(shè)置封閉模板。第一環(huán)混凝土澆筑強度達(dá)到90%以上后，澆筑第二環(huán)混凝土。澆筑第二、三環(huán)的混凝土濕重由拱圈底板混凝土和鋼拱架共同承擔(dān)，根據(jù)兩個施工工況的計算比較和同類施工工藝橋梁的施工經(jīng)驗，澆筑第二、三環(huán)混凝土?xí)r，底板混凝土分擔(dān)腹板和頂板的一部分荷載，所以拱架的受力和變形的都將變得很小，鋼拱架預(yù)壓加載最大重量是以第一環(huán)混凝土的最大加載重量來控制。澆筑拱圈第一環(huán)混凝土?xí)r，底板最大澆筑荷載為底板和馬蹄腹板重量+底板模板+施工臨時荷載等。底板和馬蹄腹板體積333 m3的重量(801.5 t)+鋼模板重(20 t)其他鋼管等荷載15 t，鋼拱架承重荷載為836 t。

4結(jié)束語

龍?zhí)梁哟髽蛑鞴叭Φ捻樌蠑n，又一次證明了大跨度鋼筋混凝土箱形拱橋采用纜索吊裝、鋼拱架懸拼安裝斜拉扣掛的方案是安全可靠的，是有較大發(fā)展空間的。鋼拱架的設(shè)計及安裝、主拱圈混凝土澆筑順序、澆筑長度更是其控制的關(guān)鍵。鋼拱架設(shè)計及懸拼方法、斜向三角形爬模掛籃設(shè)計及懸澆方法是拱橋向更大跨度、更具競爭力方向發(fā)展的有力保障。

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The main arch construction technology of long span reinforced concrete box arch bridge

CHANG Xing

(Guizhou Road & Bridge Co., Ltd.,Guiyang, Guizhou 551000,China)

Abstract:Taking Longtang River Bridge as the engineering background, the author introduces the construction technology of long span reinforced concrete box arch bridge, especially the cable hoisting system, cantilever assembly of steel arch, concrete pouring of the main arch ring and the construction of the main arch of monitoring. Hopes to make reference for the similar bridge construction and practical value in engineering.

Keywords:large span arch bridge; cable hoisting; steel arch; arch ring; monitoring

中圖分類號：U445

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)03-0075-02

作者簡介：常星(1983-)，男，湖南岳陽人，工程師，主要從事道路、橋梁施工方面研究。

收稿日期：2015-08-15