大跨度鋼管混凝土系桿拱橋系梁施工技術(shù)研究

盧念啟

摘? ? 要：砼鋼管作為骨架，主拱結(jié)構(gòu)的大跨拱橋通常稱為砼填充鋼管骨架拱橋，該橋的發(fā)明大幅度加快了砼填充鋼管拱橋的發(fā)展。這種類型橋梁不需要很高的工程建設(shè)工藝，整體穩(wěn)定性好，工程建設(shè)成本低廉。

關(guān)鍵詞：大跨度鋼管;混凝土;拱橋;施工技術(shù)

中鐵十局寧啟六分部承建施工的通揚運河特大橋是寧啟鐵路復(fù)線電化工程的重點控制性工程之一，該橋位于江蘇省南通市通州區(qū)平潮鎮(zhèn)轄內(nèi)，寧啟鐵路通揚運河老橋以北約470m。主跨以一孔128m下承尼爾森體系鋼管混凝土提籃式系桿拱橋跨越通揚運河及西側(cè)的公路，該橋為我國鐵路客運專線工程中一種新興的施工工藝，屬于較大跨度的下承尼爾森體系鋼管混凝土提籃式系桿拱橋。

一、鋼管拱肋工程概況

通揚運河特大橋主跨1-128m雙線下承式鋼管混凝土系桿拱，計算跨徑128m，矢跨比1/5，平面內(nèi)矢高為25.6m，拱軸線采用懸鏈線線型;拱助橫截面采用啞鈴形鋼管混凝土截面，截面高度h=3.4m，沿程等高布置，鋼管直徑為1200mm，由厚18mm的鋼板卷制而成，拱肋在橫橋向內(nèi)傾9度，形成提籃式。吊桿布置采用尼爾森體系，采用127根φ7高強(qiáng)低松弛鍍鋅平行鋼絲束，冷鑄墩頭錨，索體采用PES（FD）低應(yīng)力防腐索體，并外包不銹鋼防護(hù)。兩拱助之間共設(shè)5道風(fēng)撐，頂拱處X型撐，拱頂至兩拱腳間設(shè)4道K型風(fēng)撐，總工程量約560t。風(fēng)撐鋼管內(nèi)部不填混凝土，其外表面需作防腐處理。

二、混凝土系梁施工

1.系梁支架施工

（1）支架搭設(shè)

鋼管樁插打采用汽車吊、振動錘進(jìn)行，通揚運河寬度60m，從兩岸向中間插打，最后進(jìn)行中間段合攏。鋼管頂部安裝牛腿與頂部橫向貝雷片墊梁之間要連接牢固，以增強(qiáng)鋼管的橫向和縱向穩(wěn)定性，鋼管樁打插完畢后進(jìn)行壓樁試驗。

鋼管樁上部墊梁采用2I40b工字鋼;墊梁與鋼管樁間采用焊接連接。在墊梁上鋪設(shè)貝雷梁或型加強(qiáng)型貝雷梁作為縱梁，支架與墊梁之間用[16槽鋼加固。

（2）支架預(yù)壓

預(yù)壓重量為設(shè)計荷載（系梁自重）的120%，加壓順序與澆筑混凝土順序一致，預(yù)壓材料采用混凝土預(yù)制塊。加載時按照設(shè)計荷載的40%、80%、100%、120%分四級加載，測出各測點加載前后的高程

2.拱腳、吊桿套管預(yù)埋

（1）拱腳預(yù)埋

拱腳預(yù)埋骨架的施工次序：首先根據(jù)施工圖紙給出的拱肋坐標(biāo)，將預(yù)埋拱肋鋼管定位，再根據(jù)施工圖紙所示安放型鋼骨架，型鋼的位置可以根據(jù)具體情況作適當(dāng)調(diào)整，并盡量避開預(yù)應(yīng)力孔道，調(diào)整好以后焊接型鋼形成骨架，為在施工拱腳封固混凝土?xí)r，拱肋鋼管上浮及振搗混凝土引起的鋼管偏移，將預(yù)埋骨架中件1、1a及件2伸長至混凝土頂面并加-16*150*300mm鋼板封底作為支腿，同時增加拱肋連接槽鋼，件1、1a及件2伸長后定位尺寸避開橫向預(yù)應(yīng)力管道，從兩相鄰橫向預(yù)應(yīng)力居中位置穿過。

（2）吊桿套管預(yù)埋

在混凝土施工前要做好吊桿錨墊板、預(yù)埋套筒和錨塊等的設(shè)置，全橋分為內(nèi)、外吊桿，預(yù)埋時要依次測量，防止出現(xiàn)偏差。

3.拱腳澆筑

根據(jù)設(shè)計圖紙，端橫梁高2.5m+拱腳頂面高4.96m=7.46m，由中部向兩側(cè)澆筑，當(dāng)澆筑至離拱腳50cm左右滿足插入式振動棒的振搗范圍時，開始鋪設(shè)斜面模板，每澆筑1m高度即暫停，然后鋪設(shè)下層斜面模板，直至澆筑完成。

根據(jù)設(shè)計圖紙，端橫梁高2.5m+拱腳頂面高4.96m=7.46m，由中部向兩側(cè)澆筑，當(dāng)澆筑至離拱腳50cm左右滿足插入式振動棒的振搗范圍時，開始鋪設(shè)斜面模板，每澆筑1m高度即暫停，然后鋪設(shè)下層斜面模板，直至澆筑完成。

4.拱肋分段及支架

根據(jù)該橋的施工特點，將單片拱肋劃分為除拱腳預(yù)埋段外共分7個吊裝節(jié)段，中間合攏節(jié)段最長，長度約22米重量約32噸，邊段最短，長度約15米重量約22噸。根據(jù)拱肋最大節(jié)段重量，拱肋支架采用四肢鋼管格構(gòu)柱形式，鋼管規(guī)格為φ273*6、φ325*8，鋼管頂部橫梁采用350*350的H型鋼支架基礎(chǔ)通過預(yù)埋板錨固在系梁頂面，并安裝角鋼橫梁。支架頂部設(shè)有拱肋線形牙板，用于拱肋初步定位，微調(diào)通過調(diào)節(jié)絲桿實現(xiàn)。

5.拱肋安裝

（1）兩側(cè)分段安裝

拱段對位：用兩臺汽車吊（橋上一臺75t吊車、橋下一臺130t吊車）將拱肋節(jié)段緩慢吊起。兩端設(shè)溜繩慢慢調(diào)整拱肋的空中姿態(tài)，慢慢地移置接頭處防止拱肋提升過程中轉(zhuǎn)動。線型調(diào)整：利用前支架上千斤頂調(diào)整拱段前端標(biāo)高符合監(jiān)控指令值，測量并調(diào)整拱肋中心線至設(shè)計橋軸線（誤差不大于監(jiān)控指令要求）。復(fù)測兩側(cè)分段線型。

（2）中間分段安裝

吊裝對位：拴好溜繩，用兩臺汽車吊鋼拱中間分段至設(shè)計位置附近，初調(diào)角度，用導(dǎo)鏈?zhǔn)站o輔助對位。初調(diào)線型用法蘭盤將中間分段與兩側(cè)分段臨時連接，慢慢放松吊點，使拱肋完全由支架支撐。

線型調(diào)整：利用支架上千斤頂調(diào)整中間分段兩端標(biāo)高至監(jiān)控指令規(guī)定值;調(diào)整中間分段中心線至設(shè)計橋軸線（誤差不大于監(jiān)控指令要求），擰緊法蘭盤的高強(qiáng)螺栓，將兩側(cè)分段和中間分段進(jìn)行定位固結(jié)。

（3）拱肋合攏段施工

合攏段的安裝要選擇在溫度14℃-20℃的環(huán)境下進(jìn)行。在拱肋合攏前，對已安裝拱肋進(jìn)行精確測量，并根據(jù)需要進(jìn)行溫度修正，選擇溫度穩(wěn)定時實施合攏。合攏段與兩側(cè)拱段前端之間的主弦管按設(shè)計要求留空隙，在空隙處的主弦管上安設(shè)臨時法蘭盤進(jìn)行臨時定位鎖定，最后實施電焊固結(jié)。合攏段的安裝長度為實物放樣，為避免返工，測量精度必須予以充分保證，放樣切割必須精確。

（4）拱肋混凝土灌注

拱肋內(nèi)混凝土施工工藝采用泵送頂升壓注施工，由拱腳頂部設(shè)置壓注孔，兩端同時對稱分段，兩極將混凝土頂升，靠混凝土自重將本身孔隙壓實。壓注時應(yīng)嚴(yán)格控制泵壓和泵速，保證混凝土對稱灌注和對稱加載?；炷凉嘧r，利用鐵錘敲擊鋼管聽音的方法確定混凝土灌注位置。

當(dāng)排氣孔冒漿時，應(yīng)繼續(xù)壓注混凝土，直到浮漿全部排完，出現(xiàn)合格的混凝土?xí)r，方可停止泵送。

結(jié)論

綜上所述，要想解決大跨度分段現(xiàn)澆混凝土系梁線形難以控制的問題，就要對預(yù)拱度進(jìn)行精準(zhǔn)控制，并采用側(cè)模一次成形以及鋼筋一次綁扎技術(shù);要想解決相鄰節(jié)段處混凝土容易產(chǎn)生裂縫的難題，首先要了解產(chǎn)生裂縫的原因并對其進(jìn)行分析，再綜合運用防裂技術(shù)解決問題;要想解決拱腳預(yù)埋斷定為困難的問題，就要了解拱腳定位技術(shù)并合理運用，為拱肋合龍?zhí)峁┯欣麠l件。

參考文獻(xiàn)：

[1]張玉平，李傳習(xí)，董創(chuàng)文.“零彎矩法”應(yīng)用于斜拉扣掛索力確定的討論[J].長沙交通學(xué)院學(xué)報，2018（1）：15-18.