探討某鐵路跨210國道特大橋1—64m系桿拱施工工藝

張學(xué)云

【摘要】系桿拱橋是一種集拱與梁的優(yōu)點(diǎn)于一身的橋型，拱與梁共同承受荷載，充分發(fā)揮梁受彎、拱受壓的結(jié)構(gòu)性能，拱端的水平推力用拉桿承受。文章分析了某鐵路跨210國道特大橋1-64m系桿拱橋先梁后拱法施工中的難點(diǎn)及重點(diǎn)，敘述了系梁、鋼管拱肋拼裝等關(guān)鍵工藝，總結(jié)了系桿拱先梁后拱的施工方法。

【關(guān)鍵詞】系桿拱；鋼管拱肋；吊桿；支座

1、工程概況

210國道特大橋位于內(nèi)蒙古包頭市九原區(qū)，為跨越210國道而設(shè)，設(shè)計(jì)里程為DK3+300.28～DK7+168.14，全長3867.86m，共計(jì)117跨。其中68#～69#跨上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用1-64m系桿拱，跨越210國道，系桿拱梁全長67m，計(jì)算跨度64m。主橋墩均采用圓端形實(shí)體墩，縱橫向采用直坡設(shè)置，橋墩設(shè)1.2m縱向預(yù)偏心，橋墩基礎(chǔ)采用φ150cm的鉆孔灌注樁。

2、總體施工步驟

整個(gè)主橋采用先梁后拱的順序工藝，建設(shè)期間首先會(huì)在現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)臨時(shí)的支撐結(jié)構(gòu)，在短時(shí)間內(nèi)完成基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)任務(wù)，隨著施工任務(wù)不斷的深入，臨時(shí)結(jié)構(gòu)也可以撤除。完成主要支撐結(jié)構(gòu)的施工后，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清理，以免對(duì)后續(xù)施工任務(wù)開展造成影響。基層加固可以選用灌漿工藝來進(jìn)行，如果施工材料的規(guī)格比較大，要借助吊裝設(shè)備來進(jìn)行運(yùn)輸。

3、關(guān)鍵施工工藝

3.1系梁

由于公路使用解讀對(duì)承載能力的需求比較大，因此會(huì)采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)來修筑承重模塊。鋼筋與混凝土材料配合使用，工程建設(shè)任務(wù)才得以高效進(jìn)行，預(yù)應(yīng)力鋼筋需要做好防腐蝕處理，如果灌注期間發(fā)現(xiàn)混凝土的性質(zhì)不能達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)，需要添加化學(xué)外加劑時(shí)，要考慮是否會(huì)對(duì)鋼筋材料造成腐蝕。設(shè)計(jì)方案中探討的梁高為1.7米，施工時(shí)也要嚴(yán)格執(zhí)行這一標(biāo)準(zhǔn)。底板的厚度在30厘米能夠滿足使用標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)受到通行車輛壓力的影響，也不會(huì)發(fā)生形變。系梁部分建設(shè)期間需要控制好材料使用標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)方案來進(jìn)行就不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

施工流程的第一步仍然是搭建支護(hù)體系，將施工材料準(zhǔn)備就位，從外層開始處理，將材料逐漸深入到使用現(xiàn)場(chǎng)，再進(jìn)行內(nèi)部加固材料的固定。為保障后續(xù)施工的連續(xù)性，會(huì)在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)留一些施工孔，建設(shè)任務(wù)完成后要進(jìn)行密封，并檢驗(yàn)各結(jié)構(gòu)質(zhì)量是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

系梁總體施工分三個(gè)階段施工，第一階段為兩端拱座及系梁，長度為9m，兩邊對(duì)稱，澆注C50纖維砼對(duì)稱施工；第二階段系梁施工長度兩端各24m，對(duì)稱施工；第三階段為最后合攏段長度為1m。詳見圖1。

3.2拱肋

拱肋的規(guī)模比較大，如果一次成型很難運(yùn)行，施工也無法進(jìn)行。因此會(huì)采用分段加工的方法來進(jìn)行，將材料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，隨著施工任務(wù)進(jìn)行在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼接。按照前期測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)該結(jié)構(gòu)使用期間需要承載的壓力進(jìn)行計(jì)算，判斷是否存在影響使用安全性的隱患因素，并對(duì)原地面做出處理。所使用的管材也是鋼材料的，這樣在排水的同時(shí)還能保障管道范圍內(nèi)路面的穩(wěn)定性不變。拱腳與周邊施工結(jié)構(gòu)如果存在縫隙，可以使用膨脹材料進(jìn)行填充，保障使用時(shí)的承載能力。

鋼管拱肋拼裝順序與步驟：從兩端依次對(duì)稱按預(yù)拼編號(hào)順序拼裝拱段，最后進(jìn)行合攏段的架設(shè)施工，每一分段按照起吊→對(duì)位→臨時(shí)固結(jié)→調(diào)整線型→定位焊接→合攏的順序吊裝。拱肋施工順序分別為1#、1#-2#、2#-3#、3#最后合攏段4#。見圖2。

3.3吊桿

本工程共有十對(duì)吊桿，安裝時(shí)要確定好與系梁結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，確保吊桿承載性能可以發(fā)揮，如果在建設(shè)期間發(fā)現(xiàn)個(gè)別材料的位置移動(dòng)，吊桿的張力能夠維持公路受壓后的平衡狀態(tài)，但一旦承載能力超出了這一范圍，也很難確保結(jié)構(gòu)的使用安全。設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)適當(dāng)?shù)脑龃蟪休d能力，材料安全性也因此得到了保障。

3.4混凝土澆筑

混凝土材料配合比要經(jīng)過合理計(jì)算，發(fā)現(xiàn)影響安全的問題時(shí)更要及時(shí)溝通與技術(shù)人員溝通，并在澆筑前重新檢驗(yàn)材料的流動(dòng)性。為減小收縮、徐變的影響，避免產(chǎn)生施工裂縫，系梁采用分段施工，全橋共分四個(gè)節(jié)段外加一個(gè)合龍段，段內(nèi)一次澆筑成型，最后在跨中合龍。每一階段對(duì)稱施工。混凝土按底板、腹板、頂板（拱腳）分層澆筑，一次連續(xù)灌注成型，中間停頓時(shí)間不得超過30min，由一端向另一端推進(jìn)，分層厚度不大于30cm?；炷翝仓戤吅螅皶r(shí)采用土工布進(jìn)行覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14天，灑水次數(shù)以保證混凝土表面始終處于濕潤為宜。

4、結(jié)語

根據(jù)系桿拱橋的結(jié)構(gòu)特性，可總結(jié)出主要施工工藝要求：首先，拱肋吊裝時(shí)關(guān)鍵是要保證拱肋安裝安全、拱肋軸線、施工環(huán)境條件及經(jīng)濟(jì)效益。其次，壓注混凝土?xí)r要兩端對(duì)稱進(jìn)行，并事先在拱肋上設(shè)置排氣孔，防止拱肋冒頂及拱肋加勁箍頂端和吊桿處因存在氣流導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)空洞。第三，系桿拱施工時(shí)，除保證成拱質(zhì)量外，還要保證橋墩的安全及系桿、吊桿的防腐問題。

參考文獻(xiàn)

[1]陳列等.高速鐵路鋼系桿拱橋[M].北京：中國鐵道出版社，2010.

[2]雷運(yùn)華.寧德天池大橋主拱施工技術(shù)[J].橋梁建設(shè)，2008，（3）：47-50.