肖家坪大橋拱圈施工工藝淺析

王明鋒

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550081)

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肖家坪大橋拱圈施工工藝淺析

王明鋒

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550081)

對肖家坪大橋拱圈施工工藝進(jìn)行了分析。

大橋；拱圈；施工

1 工程概況

肖家坪大橋位于貴州省鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣青溪鎮(zhèn)竹坪鄉(xiāng)，是國道主干線“五橫七縱”之一的上海至云南瑞麗公路(貴州境)玉屏至三穗高速公路的一座橋梁。該橋海拔高程在419.20～526.10 m之間，相對高差為106.90 m。橋位處于云貴高原向湘西丘陵過渡的斜坡地帶，地貌類型為侵蝕、剝蝕低山地貌。

肖家坪大橋全長240 m，橋型是4～16 m鋼筋混凝土空心板+1～90 m鋼筋混凝土箱型拱橋+4～16 m鋼筋混凝土空心板橋，設(shè)計(jì)車輛荷載為汽車-超20級、掛車-120，橋面凈寬24.5 m。該橋控制性工程為主孔1～90 m鋼筋混凝土現(xiàn)澆等截面懸鏈線箱型拱，拱軸系數(shù)m=1.756，全橋采用兩個(gè)單元體并立以滿足全橋?qū)挾?，單元拱圈?0.5 m，高1.8 m，斷面為單箱三室結(jié)構(gòu)。

2 拱圈的施工

2.1 拱圈施工方案的選擇

由于肖家坪大橋凈空較高且跨越V型河谷，若采用搭設(shè)滿堂鋼管架施工所耗材料數(shù)量較大；若采用預(yù)制吊裝則施工工期過長，橋位兩岸也無法布置大型預(yù)制場地，在綜合考慮了質(zhì)量、安全、工期、技術(shù)指標(biāo)及設(shè)備投入等多方面因素后，決定采用纜索吊裝斜扣懸拼貝雷梁拱架施工，拱架由貝雷梁、加強(qiáng)弦桿、異型連接片等組成，按單幅拼裝，在左幅拱圈施工完畢后，將拱架平移到右幅進(jìn)行右幅拱圈施工。拱圈在現(xiàn)場澆筑時(shí)，主要受力構(gòu)件為圓弧半徑75.7 m的類圓弧形貝雷拱架，該拱架沿弧向由10段貝雷梁拼裝而成，(除接型鋼端桁架段由2片貝雷片組成外，其余每段貝雷梁由3片貝雷片組成，沿弧向共用貝雷片28片)；貝雷梁橫向分為7組，每組間的間距為1.2 m，各段貝雷梁之間用梯形鋼結(jié)構(gòu)桁架連接。在加工型鋼端桁架連接各段貝雷片與拱腳，并用平面橫向型鎖扣拱架加強(qiáng)拱架橫向的穩(wěn)定性，避免拱架因受橫向力發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。在施工前用鋼管腳手架橫向連接搭成支架調(diào)平現(xiàn)澆拱圈，主拱圈在拱頂處設(shè)置9 cm的預(yù)拱度，并按二次拋物線從拱頂分配到拱腳。

2.2 纜索吊裝斜扣懸拼系統(tǒng)

貝雷梁拱架用纜索吊裝配套進(jìn)行，吊纜系統(tǒng)由索塔、索鞍、跑車、起重滑車組、卷揚(yáng)機(jī)、錨碇、牽引索等部分組成。索塔用國產(chǎn)西乙型萬能桿件在拱座基礎(chǔ)上拼裝，每個(gè)索塔由兩個(gè)單塔加兩道橫向系桿構(gòu)成“門式”索塔，塔高30 m，兩岸設(shè)置等高。索鞍采用八線索鞍，安裝在索塔頂?shù)钠脚_(tái)上，每岸2組，全橋共用4組。主索設(shè)計(jì)跨度為102.7 m，兩支點(diǎn)等高，通過錨碇錨固在橋臺(tái)臺(tái)背回填處?？鬯鞑捎忙?6 mm的鋼絲繩，每岸分為五組，每組兩根，由于采用通扣的方式扣索受到的拉力較大，而且增加了材料的投入，所以在貝雷梁安裝時(shí)扣索采取了墩扣和塔扣相結(jié)合的方式，第1至第3段貝雷梁采用墩扣，第4和第5段貝雷梁采用塔扣。

2.3 拼裝貝雷梁拱架

拱架通過纜索天線和卷揚(yáng)機(jī)將貝雷梁吊至拱腳開始拼裝，用鋼管按照拱架設(shè)計(jì)傾角搭設(shè)臨時(shí)支架安裝型鋼端桁架，然后依次拼裝貝雷梁，貝雷梁采用14片貝雷片兩片為一組拼裝，中間用貝雷支撐架聯(lián)接，形成分7組橫向均勻布置，各組間用加強(qiáng)弦桿連接，增加拱架的橫向穩(wěn)定性。拼裝過程中順橋向每6 m設(shè)一組臨時(shí)扣索，每組橫橋向均勻分兩排，并用Φ17.5 mm鋼絲繩在扣點(diǎn)附近設(shè)橫向浪風(fēng)索。在拱架拼裝全過程中進(jìn)行軸線及高程觀測，通過調(diào)整臨時(shí)扣索和浪風(fēng)索長度控制拱架安裝的傾角和平面位置。在第一段拱架安裝好后，用纜索天線將拼好的貝雷梁吊移到成型拱架前端，通過貝雷銷與成型拱架聯(lián)接，如此由兩端逐段向拱頂拼接直至合龍。在拼裝吊移過程中應(yīng)當(dāng)注意移動(dòng)的平穩(wěn)，防止吊裝速度的突然變化對吊運(yùn)設(shè)備形成沖擊。合龍段需臨時(shí)加工梯形鋼桁架聯(lián)接桿件，桿件兩端均呈貝雷片陰陽頭形式聯(lián)接兩側(cè)貝雷梁。

2.4 拱圈混凝土澆筑

貝雷梁拱架合龍后，在拱架上搭設(shè)鋼管架調(diào)整拱圈并按設(shè)計(jì)要求鋪裝底模，在底模和側(cè)模鋪好后綁扎、焊接鋼筋?？紤]到貝雷梁拱架受荷載及溫度等因素影響下的應(yīng)力、應(yīng)變和位移情況，確保安全順利地澆筑拱圈，箱型截面拱圈采用分環(huán)澆筑：首先澆筑底板，其次澆筑腹板和橫隔板，最后澆筑拱肋頂板及拱上排架底梁。為防止拱架受力不均，在澆筑時(shí)兩岸應(yīng)同時(shí)由拱腳段開始澆筑，對稱澆至拱頂合龍。

2.5 貝雷梁拱架平移

由于貝雷梁拱架投入資金較多，如果在大橋左、右幅分別拼裝一套拱架耗資巨大，而將貝雷梁拱架拆除后再重新拼裝所需時(shí)間較長、投入較多，在綜合分析了多方面情況后，采取整體平移拱架的方案。在大橋左幅拱圈第二次澆筑的混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%、第三次澆筑的混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%后，拆除底模使拱圈脫架，將拱腳段連接鋼板割斷拆除，使整個(gè)貝雷梁拱架由無鉸拱變?yōu)閮摄q拱，貝雷梁拱架按250 t設(shè)計(jì)，加上調(diào)平鋼管重量，總共按350 t計(jì)算，選用250 t油壓穿心式千斤頂將拱架沿平移軌道以v=1 cm/min的速度拉到大橋右幅，通過與預(yù)埋鋼板焊接，將貝雷梁拱架由兩鉸拱變?yōu)闊o鉸拱，再進(jìn)行右幅拱圈施工。

3 施工過程的監(jiān)控

3.1 索塔的監(jiān)控

索塔在拼裝及施工過程中都應(yīng)隨時(shí)觀測，如發(fā)生偏移、變形等，可通過收放浪風(fēng)索及時(shí)校正，確保索塔正常工作。

3.2 貝雷梁拱架拼裝過程的監(jiān)控

貝雷梁拱架在拼裝過程中用全站儀和水平儀嚴(yán)格控制拱架安裝精度，觀測拱頂、兩個(gè)L/4點(diǎn)、扣點(diǎn)的高程，在扣塔、索鞍、貝雷鉸、扣點(diǎn)等部位設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)，監(jiān)測拱架應(yīng)力應(yīng)變、位移等情況，便于及時(shí)進(jìn)行處理。

3.3 拱圈混凝土施工的監(jiān)控

在混凝土澆筑過程中隨時(shí)觀測拱架拱腳、兩個(gè)L/4觀測點(diǎn)的沉降值，發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)立即進(jìn)行處理。

3.4 貝雷梁拱架平移的監(jiān)控

在拱架平移的過程中，應(yīng)注意貝雷梁拱架的水平和豎向偏位，保持兩岸同步進(jìn)行。

4 結(jié) 語

肖家坪大橋采用的纜索吊裝斜扣懸拼貝雷梁拱架施工方案不僅節(jié)約了工程施工時(shí)的資金投入，而且能加快施工的進(jìn)度。但是該施工工藝還存在一些問題，如在將拱架由無絞拱變?yōu)閮山g拱后難于控制拱架在自身重力作用下的變形；在拱架平移時(shí)必須確保拱架兩端同步進(jìn)行，以免拱架發(fā)生扭曲變形等。但從總體看該施工工藝相對于以往一般的施工工藝來說，它的優(yōu)點(diǎn)還是值得借鑒和推廣的。

2016-03-11

U445

C

1008-3383(2016)07-0110-02