特殊環(huán)境系桿拱接力拼裝工藝

【摘要】受現(xiàn)場(chǎng)工況條件限制，無(wú)法采用常規(guī)工藝進(jìn)行系桿拱拼裝。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)研究，采用接力吊裝工藝，進(jìn)行系桿拱分段安裝。在梁面上設(shè)置拱肋安裝支架，并在支架上按順序拼裝拱肋和橫撐，安裝吊桿，直至拱肋合攏。通過(guò)采用接力工藝，用兩臺(tái)噸位較小的吊車進(jìn)行接力安裝，避免了采用大噸位吊車，節(jié)省了機(jī)械設(shè)備費(fèi)用。同時(shí)通過(guò)吊車在橋面作業(yè)，避免了跨線吊裝的安全風(fēng)險(xiǎn)，確保了既有線的安全。

【關(guān)鍵詞】特殊環(huán)境;系桿拱;拼裝

青連鐵路牟家村跨同三高速公路特大橋采用1孔64m鋼管混凝土系桿拱橋跨越晉中南鐵路，與晉中南鐵路斜交角度約為53°。上跨晉中南鐵路路基填方高，接觸網(wǎng)、通信等線路已鋪設(shè)完成，路基兩側(cè)環(huán)境復(fù)雜，場(chǎng)地有限，給施工帶來(lái)很大不便，拱管安裝困難，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件，采用接力吊裝工藝，完成系桿拱安裝，可為類似工程提供借鑒。

1、系桿拱橋施工程序

系桿采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支系桿，主要施工工序如下：

（1）在支架上分節(jié)段現(xiàn)澆梁體混凝土并張拉，具備拼裝拱肋、安裝吊桿的條件。

（2）在橋面上拼裝拱肋并泵送混凝土。

（3）安裝、張拉吊桿。

（4）進(jìn)行橋面附屬施工。

（5）吊桿進(jìn)行終張拉。

2、系桿拱拱肋拼裝

2.1總體安裝工藝

受現(xiàn)場(chǎng)工況條件限制，待混凝土箱梁澆注完成，由50t汽車吊上橋（采用一臺(tái)300t汽車吊將一臺(tái)50t汽車吊吊裝至橋面），系桿拱桿件及拼裝支架由300t吊車吊至橋面，由梁面50t吊車進(jìn)行安裝。在梁面上設(shè)置拱肋安裝支架，并在支架上按順序拼裝拱肋和橫撐安裝吊桿，直至拱肋合攏。拱肋合攏之后，最后按由拱腳向跨中的次序逐級(jí)卸載。

2.2節(jié)段劃分

拱肋順橋縱向劃分為7個(gè)節(jié)段。

2.3鋼管系桿拱拼裝

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和鋼管拱肋單體分段重量，采用一臺(tái)50t汽車吊在橋面進(jìn)行拱節(jié)吊裝，方向由兩端往中間進(jìn)行。

鋼結(jié)構(gòu)系桿拱安裝施工流程步驟：

1.支架基礎(chǔ)處理;

2.臨時(shí)支架搭設(shè);

3.按順序搭設(shè)、吊裝剩余拱肋拼裝支架及拱肋分段;

4.雙鋼管啞鈴拱肋的裝配焊接;

5.吊桿、吊索的安裝和張拉;

2.3.1支架基礎(chǔ)方案

由于施工場(chǎng)地受限，不允許設(shè)立臨時(shí)支架，因此采用橋位現(xiàn)澆箱梁上拼裝鋼結(jié)構(gòu)系桿拱肋支架，與箱梁預(yù)埋鋼板進(jìn)行焊接連接。

2.3.2臨時(shí)支架搭設(shè)

該工程臨時(shí)支架的布置以鋼管格構(gòu)柱支架為主。

鋼管格構(gòu)柱支架，每座臨時(shí)支架由1組鋼管格構(gòu)柱組合而成，焊接在梁頂預(yù)埋鋼板上進(jìn)行固定。

2.3.3鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)輸

雙鋼管啞鈴型拱肋各分段的運(yùn)輸，全部由陸路運(yùn)輸至吊裝現(xiàn)場(chǎng)。鋼結(jié)構(gòu)的分段制作滿足運(yùn)輸和吊裝要求，同時(shí)滿足交管部門限高、限寬、限長(zhǎng)要求。

2.3.4鋼管拱肋的安裝

臨時(shí)支架全部搭置完成后，即可采用汽車吊進(jìn)行拼裝。

受橋面寬度影響，安裝順序由主墩往中間進(jìn)行，支架、拱肋分段、吊索需同時(shí)吊裝，吊裝工藝為：

1）對(duì)鋼管拱吊裝點(diǎn)進(jìn)行防護(hù)，防止吊裝時(shí)鋼絲繩刮破拱肋。

2）運(yùn)輸汽車將拱肋分段運(yùn)輸?shù)狡鸬跷恢谩?/p>

3）根據(jù)計(jì)算的吊機(jī)占位，進(jìn)行拱肋起吊，并粗放在分配梁上，但不摘鉤。

4）當(dāng)拱肋內(nèi)有鋼筋與拱腳伸出的鋼筋連接時(shí)，采取在各拱節(jié)接頭處分截面焊接鋼筋，然后利用碼板將拱節(jié)間焊縫寬度調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)范圍。

在拱肋安裝的過(guò)程中，一邊起吊安裝（留有一定的時(shí)間空間進(jìn)行支架的壓縮），一邊進(jìn)行高程線型的調(diào)整和碼板的固定焊接。

拱肋安裝時(shí)，因拱肋的剛度較大，安裝時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)和施工監(jiān)控的數(shù)據(jù)來(lái)控制拱肋線型。

在鋼管拱肋全部安裝焊接結(jié)束，驗(yàn)收合格后，即可進(jìn)行吊桿和吊索的安裝。

具體施工工藝如下：

第一步：用一臺(tái)300t汽車吊將一臺(tái)50噸汽車吊吊裝至現(xiàn)澆箱梁上。50t汽車吊自重40.87t，300t汽車吊吊裝工況：半徑16m，吊臂長(zhǎng)35.7m，配重87.5t，額定吊重46.5t，吊裝時(shí)荷載率：40.87/46.5=86.5%。

第二步：拼裝支架、拱肋分段運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后需在70#墩處設(shè)置一臺(tái)300T汽車吊，進(jìn)行倒運(yùn)至箱梁上，再由橋面上部50t汽車吊接力吊裝。拱肋最大節(jié)段節(jié)段重量為13.455t。滿足吊裝工況要求。

第三步：在現(xiàn)澆梁上搭設(shè)拱肋安裝支架。

第四步：吊裝第一節(jié)拱肋。50t吊裝第一節(jié)段工況：半徑6.5m，臂長(zhǎng)18.5m，額定吊重19.5t，實(shí)際吊重12.87t。滿足吊裝要求。

第五步：拱肋吊裝由兩邊往中間吊裝，為保證兩片鋼管拱肋穩(wěn)定性，在最后安裝合攏段前，先安裝兩側(cè)靠近拱腳位置兩根橫撐及K撐。

第六步：吊裝中間合攏段碼板固定后吊裝兩片拱肋間橫撐。

第七步：拱肋全部焊接完成后，將汽車吊吊至橋下，安裝吊索并張拉并壓注混凝土。

2.3.5合攏段的施工

10月份上旬早、中溫差100C計(jì)算，鋼管拱肋伸長(zhǎng)量為1.3mm;然而通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)拼裝后，安裝預(yù)留縫隙實(shí)際測(cè)量值為8mm，選擇了在清晨7點(diǎn)進(jìn)行合擾段的安裝焊接固定，經(jīng)過(guò)合擾段間距離的數(shù)據(jù)測(cè)量，經(jīng)多次精確測(cè)量后，確定最終的修裁切割余量為兩端5.3cm，切割在起吊前完成。

3、吊桿施工

拱肋吊裝完成后，調(diào)整拱肋標(biāo)高，焊接拱肋節(jié)段間接縫，進(jìn)行吊桿安裝。

4、鋼管混凝土澆筑

拱肋管內(nèi)混凝土澆筑采用大功率混凝土泵進(jìn)行泵灌、頂升施工，拱肋混凝土灌注自下向上進(jìn)行，兩端對(duì)稱泵送，泵送順序?yàn)樯箱摴堋落摴堋骨??；炷劣砂韬险炯邪韬?，混凝土運(yùn)輸車運(yùn)輸，混凝土輸送泵泵送入管。一根鋼管內(nèi)的混凝土一次泵灌完成，中間不間斷。

5、吊桿張拉

啟動(dòng)油泵，緩慢上壓，開始張拉，張拉到設(shè)計(jì)應(yīng)力時(shí)停止張拉，擰緊螺母。吊桿張拉后測(cè)量吊桿的壓縮量，以便準(zhǔn)確計(jì)算吊桿預(yù)應(yīng)力束的伸長(zhǎng)值。

張拉的過(guò)程中同步進(jìn)行系桿、橫梁及軸線高程觀測(cè)，并按吊桿張拉順序逐根將各索調(diào)到設(shè)計(jì)值。

調(diào)整吊桿張拉力，在梁頂?shù)鯒U下端同時(shí)進(jìn)行單端張拉對(duì)稱的吊桿（每次張拉四根），按照“吊桿施工順序及吊桿設(shè)計(jì)圖”確定吊桿初張力，吊桿張拉順序如下：⑤⑤-②②-⑥-③③-④④-①①。

結(jié)語(yǔ)：

本文介紹了系桿拱的主要施工工序，重點(diǎn)介紹了特殊條件下鋼管拼裝的方法，通過(guò)采用接力工藝，用兩臺(tái)噸位較小的吊車進(jìn)行接力安裝，避免了采用大噸位吊車，節(jié)省了機(jī)械設(shè)備費(fèi)用。同時(shí)通過(guò)吊車在橋面作業(yè)，避免了跨線吊裝的安全風(fēng)險(xiǎn)，確保了既有線的安全，對(duì)類似施工起到了很好的指導(dǎo)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》（CECS28：2012）

[2]《客貨共線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》（TZ203-2008）

[3]《鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（TB10415-2003）

作者簡(jiǎn)介：

范愛德，日照公路建設(shè)有限公司，山東日照。