连续钢构钢管拱桥拱肋整体提升施工技术研究

安慰

摘要：随着我国交通行业的快速发展，连续钢构钢管拱桥施工越来越多。拱肋作为连续钢构钢管拱桥施工的关键，尤其是拱肋的整体提升施工更是关键中的关键。本文以汉十高铁安陆府河特大桥施工为例，对连续钢构钢管拱桥拱肋整体提升施工技术进行了探讨分析。

关键词：连续钢构；钢管拱桥；拱肋；整体提升；施工技术

1、工程概况

汉十高铁安陆府河特大桥位于安陆市境内，主梁为（90.75+200+90.75)m预应力混凝土连续刚构，采用单箱双室变高度箱形截面，上部钢管拱为平行拱双管结构，拱肋为钢管混凝土结构，采用等高度哑铃形截面，截面高度3.3米，拱肋管径1.2米，壁厚为20mm和24mm两种。弦管之间采用16mm后的钢缀板连接，两榀拱肋之间中心距11.9米，拱肋跨度200米，拱高40米。两榀拱肋之间共设11道横撑，横撑均采用空间桁架撑，各横撑由4根直径φ500×14mm的钢管组成。桥梁构造见“图1桥式立面布置图”。

图1桥式立面布置图

2、连续钢构钢管拱桥拱肋整体提升施工技术

2.1钢拱肋拼装支架设计

拱肋分为三段进行施工，其跨度为45.66m（边跨）+1.6m(合拢段)+107.08m（中跨）+1.6m(合拢段)+45.66m（边跨），两边跨采取原位拼装施工方法，中跨采取整节段提升吊装的施工方法。拱肋拼装临时支架分为原位拼装支架、整节段拼装支架和提升支架三个部分，除提升支架采用∅800×10mm钢管柱外，其余支架均采用∅630×8mm钢管柱。

原位拼装支架和整节段拼装的单根钢管支架分为管柱和鞍座两部分，管柱通过预埋件固定于梁面，并通过斜撑和连接系与其他管柱连接成整体。鞍座设置于管柱顶端的横向分配梁上，通过设置横向和竖向反力座，利用千斤顶顶起鞍座来调整拱肋拼装时的线型。

图2拼装支架结构大样图

提升支架采用对边跨拼装支架接高方案，待边跨拱肋节段安装完成后，接高对应位置的钢管立柱，在钢立柱上设置纵横向钢箱梁，并安装后锚固系统和提升系统。后锚固系统采用7-∅15.24mm钢绞线，锚索采用千斤顶张拉至设计吨位，根据需要整体提升的中跨节段荷载，安装4台连续千斤顶。

2.2钢拱肋拼装支架安装

安装顺序：本桥钢管拱施工临时支架由48号墩向47号墩依次安装，安装程序为：清理、复测预埋件→管桩安装→连接系安装→横向分配梁（鞍座）安装→验收。

2.3钢管拱拼装

2.3.1拱肋拼装顺序

钢管拱施工由48号墩向47号墩方向进行拼装。主要施工步骤为：钢管拱运输至安装位置→钢管拱吊装→调整拱肋前端坐标→临时连接安装→复测、拱肋焊接→吊装下一节段至边跨钢管拱拼装完成→安装（临时）横撑→吊装提升吊架→拼装中跨拱肋及横撑→拱肋线形、焊缝质量全面检测。

2.3.2拱肋安装关键控制要点

施工时，拱肋从桥头路基直接运输上桥至安装位置，利用100t汽车吊吊装到拼装支架鞍座上，通过千斤顶调整鞍座位置来精准调整钢管拱节段位置。吊机站位必须对照吊重曲线与拱肋各节段工况一一对应，严格执行一吊一方案。拱肋吊装到位后，先环口采用匹配件临时固定牢固，防止后续节段吊装时发生移位。

拱肋对接固定时，先采用码板进行临时连接，待复测精调满足设计要求后再在进行焊接，焊接时设置施工平台，施工平台由槽钢+角钢组成框架结构与拱肋焊接固定，搭设脚手板作为施工平台。

吊装由专人指挥，信号准确，起重人员操作熟练，避免吊装时构件碰撞而损伤。

不得对已完工构件任意焊割，空中堆物，对制作完毕并经检测合格的焊缝、接点板处马上进行清理，并按要求进行封闭。

由成品半成品保护专职人员按区域进行值班保护工作，并按规定、职责、制度做好所有成品保护工作。装卸车做到轻装轻卸，捆扎牢固，防止运输及装卸散落、损坏。

2.4中跨节段整体提升

2.4.1拱肋提升系统

中跨采取整节段提升吊装施工方法，其施工布置见：“图3 拱肋提升支架施工布置图”。

图3 拱肋提升支架施工布置图

中跨(107.08m段)先采用100t汽车吊分节段吊装至支架上焊接成整体，再由吊架整体起吊提升至设计位置，其整体节段重量约450t，共4个吊点，采用19-1×7∅15.24钢铰线作为提升索，提升索与拱肋通过转换吊耳连接。

2.4.2提升设备组成及安装

中跨阶段整体提升设备主要有连续千斤顶、泵站、控制系统传感器和配套附属设备组成，连续千斤顶分为拉索和提升索，其中拉索连续千斤顶设置规格为4台100t，提升索联系千斤顶设置规格为4台200t，张拉千斤顶与泵站根据现场情况就近布置，之间通过高压软管互连，液压油路之间相互独立，并在连续千斤顶上安装有液控单项阀，防止油管爆裂产生下滑现象。

控制系统主要有行程传感器、压力传感器和锚具传感器等组成，将各种传感器同各自的通讯模块连接，再连入计算机控制系统中整体联调，采用1台液晶显示屏控制柜总控各提升设备。

2.5拱肋线型控制方案

2.5.1 测量控制网布设

依据现场的现有条件和地形，测量人员完成平面控制网和高程控制网的测设。整个桥拱肋跨距200m，设置两个方格控制网用于拱肋的安装定位，高程控制可以依据方格网布设。控制网点还要保证满足拱肋安装后定期观测的要求，两个控制网之间要进行闭合差测设，以满足拱肋安装测量精度要求。

图4 控制网点布置图

2.5.2钢拱脚安装定位测量

拱脚安装时，将全站仪架设在相对应的控制点上，拱脚吊上支撑架后,对其进行初步测量，根据全站仪观测得出数据,通知安装人员对拱座进行调整，拱脚安装重点要观测定位尺寸和倾斜度，一定要保证定位尺寸和倾斜度的精度达到设计要求。

3、结束语

混凝土钢管拱桥施工技术要求高，工艺复杂，施工精度要求高，过程控制要求严。因此，钢管混凝土拱桥施工时，应当做好拱桥拱肋施工现场控制技术的研究，从而提升桥梁工程的质量，为所有提供一个高质量的工程。

参考文献：

[1]三拱肋钢管混凝土拱桥施工控制技术研究[J].王剑,徐清,忽荣海,简春风,龚章龙,任勇.建筑施工.2020(02)

[2]钢管混凝土拱桥拱肋施工线形控制技术研究[J].王飞.科技创新与应用.2020(03)

[3]钢管混凝土拱桥钢拱肋及桥面钢梁吊装施工技术[J].马欣. 建筑技术开发.2020(02)