橋梁下承式系桿拱鋼管混凝土拱肋的施工技術(shù)

龍騰云

（中鐵十六局集團第三工程有限公司， 浙江 湖州 313000）

1 拱肋施工工藝概述

所謂拱肋施工工藝，就是對支架進行預壓，將其坐標和高程調(diào)整到符合設計標準之后，通過機械設備，逐段地把鋼管拱拱肋吊裝至支架上，進而實現(xiàn)逐步拼裝和焊接，滿足施工要求[1]。對拱肋進行吊裝作業(yè)的時候，需要按照前后對稱、左右對稱原則實現(xiàn)吊裝，保證不平衡安裝最多不多于2 個吊裝節(jié)段。

2 工程概況

某橋梁的108#墩和109#墩屬于兩側(cè)主墩，同在一個半徑為1200m 的圓曲線上。橋梁線路大里程方向和河道有70°的夾角，主橋設計有1 孔96m 的平行系桿拱橋，橋梁各方面參數(shù)可見表1。

表1 某橋梁工程參數(shù)

該橋梁的拱肋橫截面是一個啞鈴型鋼管，高度是3m，由鋼板（16mm）和鋼管（16mm×1000mm）所組成。拱肋腹板內(nèi)部和上下弦管的內(nèi)部都由強度為C55的無收縮混凝土進行填充。橋梁吊桿屬于尼爾森體系，橫線間距是9.6m，縱向間距保持在8m。橋梁的系梁通過單箱雙室預應力混凝土箱形截面，鋼管混凝土拱肋當中懸掛模板，使用先拱后梁方式進行施工。

3 橋梁下承式系桿拱鋼管混凝土拱肋的施工技術(shù)要點

3.1 確定施工方案

由于該橋梁橋下通航能力有限，所以上部結(jié)構(gòu)要通過先拱后梁方式進行施工。為了更加順利、高效地安裝拱肋，選擇浮吊安裝法進行拱肋安裝，以保證技術(shù)性基礎上，兼顧經(jīng)濟性[2]。首先，對拱腳預埋段和拱肋兩邊系梁節(jié)段對應的現(xiàn)澆段1進行施工，兩節(jié)段長度都保持在15m，通過支架安裝法實現(xiàn)合理施工。通過工廠分節(jié)段的對大節(jié)段鋼管拱進行加工，在施工現(xiàn)場進行拼裝，之后對整體加以吊裝。通過固定泵當中的四趾對鋼管拱混凝土實現(xiàn)同時頂升，并通過掛籃懸臂澆筑系梁。

3.2 節(jié)段1 和拱腳施工

（1）對支架樁基還有冠梁進行施工作業(yè)。吊桿張拉操作之前，系桿拱對應的風撐、拱肋以及系桿等荷載都施加在了支架縱梁當中，進而向鋼管樁傳遞。鋼管樁支架通常都在水中，所以支架基礎需要通過鋼管樁（A235 鋼）施工，以保證支架基礎足夠堅固和穩(wěn)定。在科學驗算之后，確定鋼管樁最多需要向持力層打入8.4m。在振沉支墩鋼管樁的時候，需要結(jié)合地層地質(zhì)情況以及鋼管樁實際受力情況，確定入土深度，確保每個鋼管樁承載力要超過600kN。插打完所有鋼管樁之后，對簡易工作臺和塔吊進行搭設，一次性完成所有冠梁，構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)。

（2）搭設支架?；阡摴軜吨Ф?，聯(lián)合貝雷連續(xù)梁這種結(jié)構(gòu)形式，進行支架搭設。橫橋方向上布置7 根鋼管樁，樁間距保持在2～2.5m 之間；縱向在系梁實體段位置、標準段位置還有系梁漸變段位置分別布置一排鋼管樁，同時通過16#槽鋼和剪力撐使鋼管樁形成整體，同時以工字鋼當做分配梁，設置在貝雷梁之上。在分配量上面放上方木，并在上部鋪設竹膠板，以12.6#槽鋼為剪力撐。通過塔吊吊裝其他有關(guān)構(gòu)件。

（3）通過合理方式對支架加強變形觀測，并做好壓載試驗，確保施工安全、順利的推進。由于系梁1 以及1’對應前半部分屬于單箱雙室結(jié)構(gòu)，后半部分屬于實心箱型梁，中間過渡時采用的是2.5m 漸變段，所有總體長度是15m。拱腳位置實體箱梁屬于預應力混凝土結(jié)構(gòu)，該部位混凝土是分兩次逐批澆筑的，在二期恒載施工全部完成之后，才能進行第二批澆筑。同時，預應力筋也是通過兩次分批張拉施工。

3.3 對兩端邊拱肋鋼管進行對稱安裝

在現(xiàn)澆系梁的上部進行支架搭設，并對拱肋鋼管進行預拼，結(jié)合實際施工需求，臨時增加設置定位撐，以對稱的形式對兩端邊拱肋鋼管進行安裝，同時安裝1號K 撐和風攬，對拱肋線形進行嚴格復查。

3.4 對中間大節(jié)段鋼管拱進行整體吊裝

（1）合理選擇拼裝場地。由于108#墩的右側(cè)大堤有約為30m 寬、100m 長的場地，可以將此處作為拼裝場地。工廠對鋼管拱進行預制之后，分為七段運輸?shù)狡囱b現(xiàn)場，根據(jù)拼裝順序合理的放置在支墩旁邊。節(jié)段鋼管放置位置和支墩要保留8m 的車道，促使吊車在后續(xù)吊裝環(huán)節(jié)可以順利通過。在其它場地合理堆放錨具、拱角以及系桿等原材料，同時安排一個場地專門進行鋼筋加工。

（2）拼裝支墩。結(jié)合施工場地交通條件和地形地貌特點，通過地面臥拼的形式拼裝拱肋。設置的混凝土臨時支墩總共有28 個，所有節(jié)段下部都設置有兩個支墩，支墩高度為1m。根據(jù)拱肋具體分段形式，設置的支墩（1m×0.5m×4m）有14 個。為了確保拱軸線線性合理，需要在地面對拱肋線形進行放樣操作，同時在拱肋吊桿孔位置上端和下端設置位置控制點。拱肋側(cè)面進行雙向限位支架的焊接，確保拼裝支架平面具有高度穩(wěn)定性。通過三維坐標，測量并定位拱肋線形還有具體高程。

（3）拼裝中間段拱肋。每個鋼管拱肋都劃分為7 個節(jié)段，在鋼管拱按順序進場后，通過吊車將鋼管拱捆綁吊裝到支墩上，吊裝誤差需要保持在20mm 之內(nèi)。吊裝就位之后，通過人工方式實現(xiàn)對位調(diào)整，保證吊裝精確性。之后，嚴格檢查并評定現(xiàn)場焊接工藝、設備條件、材料以及方法等，保證焊接接頭的準確性?，F(xiàn)場拼裝焊接過程中，以焊接工藝對應評定報告為指導，如果現(xiàn)場條件出現(xiàn)比較大的變化，要重新評定焊接工藝。

（4）吊裝單片拱片。在單片拱片吊裝之前，有關(guān)操作人員和監(jiān)管人員需充分掌握安裝工藝流程，并做好安裝前的各項準備工作。利用兩臺浮吊設備同時吊裝，配備技術(shù)合格、數(shù)量充足的浮吊操作人員。根據(jù)浮吊操作中所謂位置高度以及各項條件，確定浮吊吊點位置和高度。吊運安裝之前，先對中間階段具體安裝長度進行合理調(diào)整，保證出接口位置焊縫破口尺寸準確。吊運安裝需要按照規(guī)范逐步、緩慢推進，之后焊接和龍。焊接完拱肋和龍之后，做好橫撐焊接工作，等焊接工作結(jié)束后去掉風攬。

3.5 安裝系桿和吊桿

將系梁當中的臨時支架拆除，并進行系桿安裝工作。之后，在拱助上下方向上垂直設置鋼絲繩，將系桿索拉住，對預應力索進行張拉操作，同時進行灌漿作業(yè)，避免施工過程中系桿受到自重影響出現(xiàn)下垂現(xiàn)象。該橋梁設置的吊桿總共有20 對，并以尼爾森體系進行布置。安裝完拱肋之后，對系桿索進行安裝，對2#和8#系桿進行張拉操作，每根系桿對應索力為1900kN。之后，通過泵送拱肋上管混凝土和下管混凝土，做好鋼管混凝土的養(yǎng)生工作。對1 以及1’段當中的橫向預應力索進行張拉操作，同時灌漿作業(yè)，對2 和2’的吊桿進行安裝操作，做好張拉操作，對支架進行規(guī)范化拆除，以對稱的形式安裝掛籃。

4 結(jié)束語

合理地將橋梁下承式系桿拱鋼管混凝土拱肋的施工技術(shù)應用在橋梁施工中，能夠顯著縮短施工工期，降低施工成本，保證施工質(zhì)量。在該施工過程中，需要嚴格把握好施工要點，控制好墩身底部和拱腳位置的彎矩，并對浮吊起吊穩(wěn)定性和起吊能力進行合理化計算，保證技術(shù)應用的安全、可靠，為保障整體橋梁施工質(zhì)量奠定堅實基礎。