大跨度連續(xù)梁加勁拱頂推施工技術(shù)

張治國(guó) 楊軍 蘇力

摘要：以高速鐵路大跨度拱加勁連續(xù)梁工程為依托，加勁鋼管拱利用橋位邊跨整體拼裝頂推技術(shù)，工藝安全可靠，經(jīng)濟(jì)效益明顯，可為類(lèi)似鋼管拱工程提供借鑒。

Abstract： Relying on the high-speed railway long-span stiffened continuous beam project， the stiffened steel tube arch utilizes the integral assembly and thrusting technology of the side span of the bridge location. The process is safe and reliable， and the economic benefits are obvious. It can provide reference for similar steel tube arch projects.

關(guān)鍵詞：高速鐵路;拱加勁連續(xù)梁;鋼管拱;頂推工藝

Key words： high-speed railway;arch stiffened continuous beam;steel tube arch;jacking technology

中圖分類(lèi)號(hào)：U448.21+5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）23-0120-03

0? 引言

近年來(lái)我國(guó)大跨度鋼管混凝土拱橋因橋型結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn)應(yīng)用廣泛，鋼管拱采用異位拼裝、整體頂推工法因其減少對(duì)下跨既有交通運(yùn)維安全影響，施作工藝成熟可控多為選用。本文通過(guò)對(duì)鋼管拱利用橋位邊跨整體拼裝、頂推關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探析，可為類(lèi)似拱加勁連續(xù)梁工程提供借鑒。

1? 工程概況

某高速鐵路雙線特大橋跨越高速公路，孔跨布置為（91.3+180+91.3）m拱加勁預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，與高速公路夾角30°。梁體為單箱雙室、變高度、變截面箱梁，梁體全長(zhǎng)364.2m。

鋼管混凝土拱軸線采用二次拋物線，計(jì)算跨徑L=180m，計(jì)算矢高f=36m，矢跨比1/5。橫橋向設(shè)置兩道拱肋，拱肋橫向中心距為14.8m，兩拱肋間設(shè)置9道橫撐。鋼管內(nèi)灌注C55微膨脹混凝土。

吊桿采用鋼絞線整束擠壓拉索體系，雙吊桿間距55cm，組間距為900cm，全橋共18組72根吊桿。

2? 工程主要重難點(diǎn)分析

選擇結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和施工條件，鋼管拱采用“橋跨異位拼裝、整體頂推滑移”方案，其重難點(diǎn)如下：①利用橋梁邊跨拼裝作業(yè)最高處距離地面62m，其拼裝支架、滑移系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的安全性設(shè)計(jì)是本工程的難點(diǎn)，需按不同吊裝工況進(jìn)行BIM技術(shù)虛擬建造和有限元模擬分析。②拱肋線形和應(yīng)力監(jiān)測(cè)是達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的關(guān)鍵工序，在分段拼裝、頂推滑移、拱腳合龍、管內(nèi)注漿及吊索張拉等環(huán)節(jié)中加強(qiáng)控制，確保拱肋線形滿(mǎn)足設(shè)計(jì)預(yù)期。③滑移體系屬超重超長(zhǎng)超高結(jié)構(gòu)，頂推施工過(guò)程中如何確保同步、平衡、穩(wěn)定前行，滿(mǎn)足就位精度控制標(biāo)準(zhǔn)，是本工程的重難點(diǎn)。

3? 鋼管拱架設(shè)工藝

3.1 鋼管拱分段

拱肋現(xiàn)場(chǎng)拼裝單片分為16個(gè)節(jié)段;節(jié)段最大長(zhǎng)度16.066m，最大節(jié)段重量27.68t。分段情況具體見(jiàn)圖2。

3.2 支架設(shè)備選型

3.2.1 承重支架

在靠近每段拱肋的端部位置設(shè)置雙柱型格構(gòu)柱，單側(cè)拱肋共布置8組立柱，主管規(guī)格為Φ299×10mm、Φ273×8mm，與連續(xù)梁預(yù)埋件剛性連接。在承重支架立柱頂端設(shè)置施工作業(yè)平臺(tái)，作業(yè)平臺(tái)由分配梁、圍欄、人孔門(mén)洞等組成。

3.2.2 吊裝設(shè)備

運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)的拱肋單元在地面完成（2+3）節(jié)段、（5+6）節(jié)段、（8+8）節(jié)段組拼，運(yùn)輸至地面吊裝工位，橋面采用220t汽車(chē)吊側(cè)方位從地面直接吊裝節(jié)段上橋進(jìn)行安裝，同步安裝頂部風(fēng)撐。（表1）

3.3 架設(shè)施工步驟

步驟一：通過(guò)拱腳定位支架進(jìn)行拱肋節(jié)段1的位置精調(diào)和加固處理，澆筑拱座一期混凝土。

步驟二：主橋梁部施工完成后，選擇邊跨和主跨部分區(qū)域（避開(kāi)高速公路范圍），搭設(shè)拱肋安裝輔助承重支架。（圖4）

步驟三：①將汽車(chē)吊吊裝至主橋橋面上、安裝拱肋滑移軌道及滑移小車(chē)，將滑移小車(chē)與軌道臨時(shí)固接，頂推系統(tǒng)與混凝土箱梁進(jìn)行防傾覆鎖定。②用汽車(chē)吊側(cè)方位地面吊取拱肋節(jié)段，橋面上進(jìn)行2+3吊裝單元安裝，并將拱肋與拱座臨時(shí)鎖定。③橋面上依次進(jìn)行拱肋節(jié)段4、5+6、7、8+8吊裝單元安裝。（圖5）

4? 鋼管拱頂推工藝

4.1 頂推系統(tǒng)

鋼管拱整體縱向頂推系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由臨時(shí)拱座、加強(qiáng)單層貝雷片橫梁、型鋼分配梁、高度調(diào)整節(jié)鋼管、走行輪箱、液壓系統(tǒng)及夾軌器等組成。輪箱底部設(shè)置鋼軌和軌道基礎(chǔ)。（圖6）

4.2 結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)

為確保拆除臨時(shí)支架后，為保證頂推就位鋼管拱能夠精確合龍及頂推過(guò)程的安全性，鋼管拱自身成為自穩(wěn)定體系，需在鋼管拱每道拱肋兩端的臨時(shí)拱座上分別安裝縱向鋼絞線，并進(jìn)行張拉以抵抗鋼管拱本身由自重所產(chǎn)生的水平張力。

拱座預(yù)緊措施包括：?jiǎn)蝹?cè)拱圈下部位置設(shè)置在兩個(gè)臨時(shí)拱座上安裝四束？準(zhǔn)15.2mm鋼絞線;水平索布置6道防風(fēng)纜風(fēng)繩（規(guī)格為直徑22mm鋼絲繩）;拱肋端部位置設(shè)置橫向臨時(shí)加工桿件，規(guī)格為？準(zhǔn)180mm鋼管。（圖7）

4.3 架設(shè)施工步驟

步驟一：①拱肋節(jié)段吊裝完成后，安裝拱肋水平及豎向鋼絞線進(jìn)行預(yù)緊。②鋼絞線張拉順序與支架拆除工序交替進(jìn)行。（圖8）步驟二：①滑移體系解鎖，檢查拱肋補(bǔ)強(qiáng)支架和拱肋線形。②縱向滑移拱肋節(jié)段至設(shè)計(jì)橋位。③安裝拱腳合龍段，澆筑拱座二期混凝土。④拱圈內(nèi)澆筑混凝土。⑤張拉吊桿，索力調(diào)整。（圖9）

5? 結(jié)語(yǔ)

該技術(shù)充分利用高速公路范圍外橋跨施作，其架設(shè)體系、滑移系統(tǒng)的臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，體現(xiàn)施工工藝的經(jīng)濟(jì)、安全、適用等諸特點(diǎn)，為大跨度鋼管拱橋提供借鑒參考和應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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[3]潘念，李承君.連續(xù)梁鋼管拱異位拼裝整體頂推分析與施工[J].鐵道建筑，2011（5）：25-27.