谈钢管混凝土系杆拱桥拱肋吊装施工技术

白玲

【摘 要】Taking the tied-arch structure of the upper structure at Wushan Bridge of Zhangjiagang multiple track hip-lock project along Shenzhang Line as the background,the paper mainly introduces the construction scheme,craft procedure of the arch-rib hoisting,the assembling temporary framework,identification of hoisting points and quality control points of the arch-rib hoisting construction,so as to accumulate experience.%以申张线张家港复线船闸工程巫山大桥主桥上部结构系杆拱施工为背景，详细介绍了拱肋吊装施工方案，主要对拱肋吊装工艺流程、拼装临时支架、吊点确定等施工技术及质量控制要点进行了阐述，为同类工程积累了经验。 【期刊名称】《山西建筑》 【年(卷),期】2015(000)011 【总页数】2页(P179-180)

【关键词】钢管混凝土系杆拱桥;拱肋吊装;临时支架;钢管 【作 者】白玲

【作者单位】中铁二十局集团第一工程有限公司，江苏苏州 215151 【正文语种】中 文 【中图分类】U445

巫山大桥全长332.78 m，分左右幅，主桥跨越张家港船闸上游引航道，跨径布置左幅为(3×20+2×80+20+12.3+4×20)m，右幅为(2×20+12.3+2×80+6×20)m，主桥设计为刚性系杆、刚性拱、柔性吊杆的钢管混凝土系杆拱桥。计算跨径78 m，拱轴线设计为二次抛物线，矢跨比1/5，矢高15.6 m。拱肋设计为哑铃形钢管混凝土的结构，每个钢管的外径为90 cm，拱肋高度设计为220 cm，钢管壁厚为1.2 cm，缀板壁厚1.4 cm，钢管内及腹腔内充填C40微膨胀混凝土。系杆为箱形断面，高230 cm，宽120 cm，壁厚为30 cm。吊杆间距5.0 m，每片拱肋设置吊杆14根；内侧吊杆采用PESFD7-55的镀锌高强钢丝索，外侧吊杆采用PESFD7-73的高强钢丝索，桥面以上2 m外包不锈钢套管。中横梁高度60 cm～140 cm，宽为60 cm。端横梁为箱形断面，高为100 cm～195 cm，宽为190 cm。桥面双向的2%横坡通过横梁高度变化来调整。桥面板采用实心板梁，中板宽为99 cm、厚为25 cm，边板宽为99.5 cm/124.5 cm、厚为25 cm。4道K形风撑组成风撑，K形风撑由外径80 cm和60 cm的钢管焊接而成，壁厚1.2 cm。系杆、横梁为预应力混凝土结构(见图1)。

主桥钢管混凝土系杆拱采用先梁后拱的施工方案，先在工厂分段加工钢管拱，同步搭支架现浇三段系杆及拱肋预埋段、横梁并按设计张拉，钢管拱节段运输到现场后，吊车吊装拱肋钢管，安装肋间风撑，泵送钢管混凝土，架设吊杆并完成张拉，安装行车道板，现浇桥面板，完成护栏及桥面沥青混凝土。 2.1 拱肋吊装

巫山桥钢结构南跨主拱在水面上成桥，东半幅紧邻高压线，难度比较大，主要表现在：

1)本桥整体施工步骤先桥面系系梁、横梁后拱的施工方案；

2)水上吊装作业受老桥和西侧3.5万V高压线的影响。依据现场实际情况采用横梁间搭设导机板，汽车吊上桥面分段安装的施工方案进行钢结构的安装。为加快施

工进度，先将每片拱节段Ⅰ和节段Ⅱ、节段Ⅳ和节段Ⅴ在桥址旁水平胎架上按拱肋线形分别拼接成吊装节段，同时在拱肋安装分段环缝位置搭设安装支架，依照先两边段后中间合龙段的吊装顺序依次安装。节段间焊接完成后，再安装K撑。 2.1.1 拱肋吊装施工工艺流程 拱肋吊装施工工艺流程如下：

技术交底→桥址边胎架制作(同时在南半幅老桥、北半幅路基上搭设安装支架)→汽车吊上桥(拱肋节段转至吊装位置)→将钢管拱吊至钢管支架上拼装(依次吊两边两个节段，中间一节段为合龙段最后吊)→测量定位精调、监理验收→环缝对接→同样方法安装第二片拱肋→焊接钢管风撑(4道)→其他施工→成桥后涂装最后一道面漆。

2.1.2 拱肋拼装临时支架

拱肋拼装临时支架设置在距3(5)号墩约30 m的地方，南端临时支架支设在老桥中跨上，北段临时支架支设在原有路基上。

为了保证安装过程中拱肋不发生变形及扭曲，临时支架的基础要求必须坚实可靠，现场工程地质条件比较好，无不良地质，南跨航道上支架利用老桥桥面上部搭设钢支架，北跨陆地基础在搭设现浇系梁支架时考虑拱肋安装支架基础采取局部加强。 1)临时支架基础要求。

C25混凝土基础尺寸设置为300 cm×300 cm，厚度20 cm～40 cm。混凝土表面须平整，保证临时支架搭设的垂直度。

在基础混凝土表面预埋四块规格为60 cm×60 cm×10 mm的钢板，混凝土基础底部铺设一层双向Φ12@200 mm的钢筋网片，保护层厚度设计为5 cm。 支架混凝土基础表面平整度误差要求控制在1 cm以内。拱肋拼装支架搭设时，将支架钢管底部与预埋件进行焊接，保证支架钢管的稳定性以及受力状况良好。 拱肋安装支架由φ325×8 mm的钢管和Ⅰ25工字钢组合而成。支架搭设根据现场

实际情况和设计施工要求，支架钢管避开系梁和横梁直接与老桥面和地面基础连接。 2)临时支架搭设要求。

钢管支架在水平方向和垂直方向用槽钢联结搭设成剪刀撑以增加支架的刚性及稳定性；钢管和支架混凝土基础接触的部位用铁板进行封口焊接；为了保证工期要求，主拱拼装支架与拱肋生产同时进行施工；每个支架前后左右拉风缆绳，确保支架稳定。

2.1.3 南半幅汽车吊及拱肋节段上桥

由于该桥施工顺序是先桥面系后拱，南半幅位于航道上，汽车吊需要上桥面安装，因此在间隔5 m的横梁间架设两道1.5 m宽导机板贯通全桥，每跨导机板两端制作钢支撑或用贝雷架与地面连接，以便汽车吊前行和停位，并且汽车吊在吊装时打腿必须在老桥面或老路基上(必要时利用贝雷架或钢支架作腿基础)，以确保横梁不能受力和吊车的稳定性。拱肋节段上桥面采用两部吊车转位移动至吊装位置，下方利用老桥面或老路基制作高于横梁的型钢托架，拱肋位移后放置于上方时避开横梁受力。

2.1.4 北半幅拱肋吊装

在桥址旁水平胎架上将厂内制作节段Ⅰ,Ⅱ(节段Ⅳ,Ⅴ)拼接成吊装节段；在系梁上搭设安装支架，支架四根钢管横向内宽度大于系梁宽度直接与下部支架连接，以防止系梁受力；用汽车吊对称吊装节段Ⅰ+Ⅱ(节段Ⅳ+Ⅴ)，需保证拱轴线的安装精度及节段间匹配错边量；用汽车吊吊装合龙段。合龙口时，准确量测合龙口的距离，再对合龙段依据测量统计结果进行配切，确保合龙段的长度。 同法安装另一侧拱肋，待拱肋装配、焊接完成后吊装风撑。 2.1.5 吊点确定

吊点选取在吊点位于距拱肋两端(0.22～0.24)L的地方(L为拱肋分段的长度)，即对值相等的地方。

采用钢丝绳捆绑的方式起吊。在吊点处要对拱肋钢管进行保护，保护方法为在拱肋钢管外前后半圆包上宽为1 m的橡胶块，橡胶块外包16 mm厚、宽度1 m的钢板。

2.1.6 吊车选择

本工程主要安装机械设备采用汽车吊(50 t，30 t各一台)，每个节段安装利用两台汽车吊抬吊安装，50 t吊车吊最高点，30 t吊低点，可满足全桥每个节段的吊装。 2.1.7 风缆绳设置和埋制风缆绳地锚

每片拱肋支架设置2根风缆绳，顺桥向斜拉于拱脚处，风缆绳直径为24.5 mm,在拱肋吊装定位前采用10 t手拉葫芦收紧。 2.1.8 钢管拱肋起吊

拱肋节段起吊前，在设计的吊点处捆绑直径为56 mm钢丝绳，同时在各吊点位置对拱肋钢管进行保护。钢丝绳系好后，用汽车吊垂直起吊直至达到理论的支架位置再落架。起吊过程中应派专人观察各吊点处钢丝绳的情况，一旦发现钢丝绳有受力不匀、存在滑移等情况，应立即停止工作。 2.1.9 拱肋吊装测量控制

吊装过程中主要是测量控制拱轴线。拱肋拼装时在拱顶的背面用红色标线画出拱肋的顶部中线，作为控制点。安装之前对拱轴线进行复测，即：在离拱轴线延长线的两拱脚2 m的地方标记两点，通过全站仪能够看到这两点，计算出拱肋上实测点的坐标。根据点的坐标，并考虑预拱度，得出拱轴线是否与设计拱轴线

的位置吻合。安装拱肋时，在位于拱轴线的延长线的两端各架设一台全站仪，用于观察该红色标线的位置是否与拱轴线重合，若不重合，用缆绳进行反复调整，直至拱背的红色标线与设计轴线相重合为止。 观测项目、观测方法及主要目的见表1。 2.2 风撑安装

风撑的安装需在两片拱肋安装就位拱脚焊接后进行。其安装方法为：拱肋加工时侧面焊接25 cm～45 cm的风撑短接头，在挑出的风撑、钢横梁短接头处的外下方焊接限位板。风撑、钢横梁用吊车按照安装顺序进行吊装，将风撑缓慢放下置于限位板上即可(必要时可增焊加固码板)。直撑吊装就位后，工人方可进行风撑对接焊缝的焊接，最后安装、焊接斜撑。

钢管混凝土系杆拱桥的施工技术越来越趋于成熟，钢管混凝土拱肋的吊装作为钢管混凝土系杆拱桥施工过程中的关键工序，却是一个极为复杂的过程，根据巫山大桥施工现场的实际情况，制定了详细的拱肋吊装施工方案，施工中既保证了工程质量，又保证了施工过程中无安全事故发生，为同类工程提供了经验。

【相关文献】

[1] 周水兴，何兆益，邹毅松.路桥施工计算手册[M].北京：人民交通出版社，2006. [2] 张俊义.桥梁施工百问[M].北京：人民交通出版社，2003. [3] 陈宝春.钢管混凝土拱桥发展综述[J].桥梁建设，1997(2)：32. [4] 吕俊平.钢管混凝土系杆拱桥施工控制[D].杭州：浙江大学，2013.