城際鐵路140 m鋼箱系桿拱橋拱肋無(wú)支架拼裝技術(shù)

李 錚

(中鐵十四局集團(tuán)第四工程有限公司，山東 濟(jì)南 250002)

0 引言

隨著我國(guó)基建的發(fā)展，橋梁建設(shè)中鋼箱系桿拱橋也得到越來(lái)越多的應(yīng)用和研究。鋼箱系桿拱橋外型優(yōu)美，技術(shù)成熟，必將在城市軌道交通中得到更加廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。

穗莞深城際鐵路松福路1-140 m鋼箱系桿拱高60 m，跨度141.3 m，為城市軌道交通中高度最高，跨度最大的系桿拱橋。橋梁左右側(cè)為既有公路橋，已澆筑拱橋系梁，施工場(chǎng)地受限，難度大。并且本工程對(duì)施工的精度以及施工工期的要求高，為填補(bǔ)我國(guó)在同等技術(shù)上的空白，需要更符合本工程實(shí)際情況的施工技術(shù)，同時(shí)對(duì)該工程的特點(diǎn)進(jìn)行研究，采用鋼箱系桿拱橋梁上無(wú)支架拼裝技術(shù)對(duì)本工程難點(diǎn)進(jìn)行突破，適用于先梁后拱的鋼箱系桿拱橋的拱肋拼裝施工，適用地勢(shì)范圍廣，不受周圍環(huán)境的影響，不影響橋下的通車、管線或通航要求，可準(zhǔn)確控制鋼箱拱肋節(jié)段的拼裝精度，適合于各級(jí)精度要求的拱橋施工。

1 工程概況

松福路1號(hào)橋總長(zhǎng)度為3 km，屬于特大橋。工程位于深圳市寶安區(qū)松福大道綠化帶內(nèi)，主跨1-140 m鋼箱系桿拱橋跨越排澇河，兩側(cè)存在與本橋平行的公路橋。施工場(chǎng)地為拱橋系梁臨時(shí)橋面，橋下無(wú)施工場(chǎng)地。本工程利用拱橋剛性吊桿作為主要支撐拼裝拱肋，不設(shè)拱肋拼裝支架，拱肋節(jié)段安裝時(shí)采用非接觸式測(cè)量精調(diào)工藝，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。

2 基本結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)

2.1 拱肋基本構(gòu)造

根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、工廠加工、運(yùn)輸情況及吊桿布置的要求，確定每榀拱肋分為13個(gè)拱段(含梁拱結(jié)合段)，拱段最大水平長(zhǎng)度12.80 m，最大重量56.1 t。

2.2 工藝原理

綜合考慮施工場(chǎng)地地理環(huán)境，結(jié)合連續(xù)梁橋面，充分利用橋上空間，采用兩臺(tái)起重機(jī)進(jìn)行主拱及吊桿施工利用吊桿本身剛度支撐拱肋精準(zhǔn)拼裝。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求全橋吊桿縱向間隔8 m，共設(shè)15對(duì)；均采用箱型截面，內(nèi)寬1.9 m,內(nèi)高1.0 m，詳見(jiàn)圖1。

3 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程

拱肋鋼管各節(jié)段吊裝順序如圖2所示。

3.2 拱肋鋼箱的吊裝

3.2.1拱肋鋼箱的運(yùn)輸

提前對(duì)拱肋各個(gè)位置的焊縫質(zhì)量進(jìn)行查驗(yàn)，并且控制好各部位的尺寸及幾何形狀，及時(shí)進(jìn)行尺寸的測(cè)量。在檢驗(yàn)通過(guò)后方可將拱肋鋼箱運(yùn)至施工點(diǎn)下方。

3.2.2拱肋鋼箱的起吊

拱肋鋼箱運(yùn)輸?shù)轿缓?，兩輛起重機(jī)采用抬吊法將拱肋鋼箱吊起，如圖3所示。鋼箱縱向平行移動(dòng)，兩輛吊車向同一方向移動(dòng)吊臂(或伸長(zhǎng)吊臂)；鋼箱橫向移，一臺(tái)保持吊臂不動(dòng)，另一臺(tái)移動(dòng)吊臂(或伸長(zhǎng)吊臂)。起重機(jī)的停放位置嚴(yán)格按照工作平面布置圖布置，起重機(jī)的臂長(zhǎng)以及旋轉(zhuǎn)半徑按照空間布置圖所示位置進(jìn)行工作，以免碰撞吊桿。

3.2.3拱肋鋼箱一般節(jié)段的安裝

拱肋鋼箱運(yùn)輸?shù)桨惭b位置后，由經(jīng)驗(yàn)豐富的起重工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行指揮。如圖4所示，采用吊點(diǎn)吊裝方法，通過(guò)倒鏈將拱肋鋼箱調(diào)節(jié)至合適的方向，并使其平穩(wěn)接近接頭位置，將拱肋鋼箱與已安裝的對(duì)接板接頭相結(jié)合，然后安排測(cè)量員測(cè)量新安裝的拱肋鋼箱的標(biāo)高以及其軸線的位置，如標(biāo)高和軸線位置未達(dá)標(biāo)可以通過(guò)調(diào)節(jié)拱肋鋼箱的底座與倒鏈?zhǔn)蛊溥_(dá)到設(shè)計(jì)要求，達(dá)標(biāo)后將拱肋鋼箱與上節(jié)段拱肋鋼箱及本節(jié)段吊桿拼接用沖釘和臨時(shí)螺栓連接，緩緩降下吊點(diǎn)，使拱肋僅通過(guò)吊桿和螺栓支持，復(fù)測(cè)拱肋位置。余下各吊段及橫撐施工方法相同。

3.2.4合龍段的吊裝

選擇適宜的環(huán)境下進(jìn)行合龍段安裝，溫度一般在14 ℃～20 ℃。精確測(cè)量已安裝拱肋，依據(jù)實(shí)際情況決定是否采取溫度修正，合龍前需在溫度穩(wěn)定的條件下進(jìn)行。合龍施工中，適量抬高2段拱肋鋼箱，然后把拱肋鋼箱緩慢降下，使合龍段緩緩靠近合龍接頭，直到合龍段對(duì)位。測(cè)量拱軸線，依照測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)施調(diào)節(jié)，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求。然后用螺栓和沖釘連接，合龍完成，見(jiàn)圖5。

3.2.5橫撐安裝

橫撐與拱肋安裝同時(shí)進(jìn)行。 橫撐已根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行了預(yù)處理和成形。 用起重機(jī)抬起至橫撐與拱肋相貫為止，安裝完成后將橫撐對(duì)中、調(diào)節(jié)和螺栓連接。斜撐桿根據(jù)上述方法施工。

3.3 拱肋非接觸測(cè)量精調(diào)

3.3.1最佳測(cè)量時(shí)段

由于鋼箱拱節(jié)受溫差影響變形較大，考慮安裝測(cè)量就位后需立即進(jìn)行加固和焊接所需時(shí)間，結(jié)合測(cè)量工作最佳觀測(cè)時(shí)段，選定每天早上7：00～9：00為安裝測(cè)量和安裝前的變形監(jiān)測(cè)時(shí)段，下午4：00～6：00為安裝焊接完畢的變形監(jiān)測(cè)時(shí)段。

3.3.2安裝測(cè)點(diǎn)和監(jiān)控測(cè)點(diǎn)的設(shè)置

由于拱節(jié)拼裝是空間作業(yè)，不便于目標(biāo)點(diǎn)處設(shè)置反射棱鏡，因此采用非接觸式測(cè)量方法。在拱肋節(jié)段的鋼箱上邊中心設(shè)目標(biāo)反射片作為安裝測(cè)量控制點(diǎn)；在鋼箱上下邊內(nèi)側(cè)布設(shè)目標(biāo)反射片作為變形監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)，采用三點(diǎn)控制的方式對(duì)拱肋的位置精確定位，如圖6所示。

拱節(jié)安裝時(shí)，采用非接觸式測(cè)量方法，直接測(cè)量拱肋節(jié)段端部的鋼箱外邊位置布設(shè)的目標(biāo)反射片，邊測(cè)邊指導(dǎo)拱肋節(jié)段的安裝就位，安裝誤差按2 mm～3 mm控制。

3.4 接頭栓接

拱肋鋼箱在對(duì)接處固定后進(jìn)行施擰，施擰在作業(yè)平臺(tái)上進(jìn)行。

鋼箱栓接采用電動(dòng)扳手，電動(dòng)扳手分為初擰扳手和終擰扳手。電動(dòng)扳手需進(jìn)行班前校定和班后校定，校定值根據(jù)螺栓批號(hào)扭矩系數(shù)得出。

3.5 后續(xù)施工

拱肋吊裝完成后，進(jìn)行后續(xù)工序施工，最終完成整座橋的施工。

4 結(jié)語(yǔ)

使用無(wú)支架拼裝技術(shù)，節(jié)省了系梁拼裝平臺(tái)及拱肋拼裝支架，加快了系梁的拼裝進(jìn)度，技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，成本低。

在安全防護(hù)措施可行的前提下，提出了一種新的剛箱系桿拱拼裝工藝，剛性吊桿被用作為受壓桿件進(jìn)行拱肋拼裝，從而減少拱肋拼裝支架的安裝。創(chuàng)新的拼裝系桿拱新工藝，有效保證了主跨的高精度拼裝，線形良好。

該鋼箱系桿拱橋梁上無(wú)支架拼裝技術(shù)，在穗莞深SZH-8標(biāo)鋼箱系桿拱橋中得到良好的應(yīng)用，全橋拱肋線型平順,施工安全和質(zhì)量容易控制，極大的節(jié)省了工期和提高了工程質(zhì)量。