大跨度系杆拱桥梁拱圈施工技术浅析

陈松滨

中铁六局集团广州工程有限公司

摘要：随着社会经济水平的不断提高，交通运输业也得到了发展，我国交通运输网络的建设已逐步延伸到各个地区。在交通工程建设过程中，架桥是不可避免的。根据地理位置和施工环境选择最合适的桥梁施工模式是路网建设项目中的一项重要工作。在众多的桥梁施工方法中，钢结构系杆拱桥因其造价低、性能优越而被广泛应用于河桥施工中。然而，钢结构系杆拱桥有其独特的结构形式，施工过程比较复杂，需要注意的事项很多。有必要调整施工流程，以便进行深入讨论。

关键词：钢结构 系杆拱桥 施工技术。

1工程概况

龙穴南特大桥为双线特大桥，在24号墩与25号墩间以1-96m系杆拱特殊结构形式跨越福安大道。基础为钻孔灌注桩，桩径1.8m，桩长63m，共计22根；立方体承台，桥墩为“凸”形，拱桥设计采用预应力混凝土主梁，钢管混凝土系杆拱。线路与福安大道48°斜交。梁全长100m，计算跨度96m，矢跨比为1:5，拱肋平面内矢高19.2m，拱肋采用悬链线线形。96m跨径钢管拱肋在横桥向与桥面垂直，形成系杆拱，两拱肋之间设五道横撑。拱肋管内压注C575级密实补偿收缩混凝土填充。

2系杆拱桥梁拱圈施工技术

2.1拱圈主拱吊装、焊接技术

（1）吊装支架搭设

拱肋安装是在梁部上方设万能杆件支架，用2台50吨吊机上桥吊装拱肋。作业平台采用脚手架钢管在万能杆件间连接搭设。万能杆件在桥下拼接成4m高的节段，然后吊装上桥进行组装，并与梁面预埋的钢板焊接固定。每榀支架间纵向用角钢桁架连接成整体，中间2榀桁架间设置横向角钢桁架连接以增加横向稳定性。梁面每侧搭设支架9榀支架，支架位于两个拱节接头处，其中靠拱脚的2榀支架采用碗扣支架搭设。每个支架上方设置纵横向工字钢梁，上方设置与钢管拱圆弧一致的顶托，顶托下方设置千斤顶进行纵横向支顶调整。

（2）拱节吊装

拱节安装由两侧向中部对称进行，第一节段提前在桥下用1台80吨吊机安装，调整完毕后进行焊接，进行节段就位及连接的演练。其他节段在桥面上利用2台50T的汽车吊两头抬吊的方法进行分节段安装就位，50吨吊机上桥采用1台230吨履带吊在24#墩工地提升上桥。钢管拱上桥采用桥上汽车吊吊装后安在跑车上向跨中运输，大平车采用两辆3m长*3m宽*1.6m高的跑车，两个跑车间用型钢连接，连接后长度为10m，吊机占位时占在线路中心。

（3）拱节焊接

横撑及K撑在两侧拱肋安装中间穿插进行，保证横向稳定。每一节段安装后，利用点焊临时焊接固定，待全部安装完成，调整好线型后再进行全部焊接。拱节的合拢应提前进行温度监测，确定合理的合拢温度，采用内法兰及高强螺栓进行合拢连接，合拢后进行合拢接口镶补包板对位焊接。

2.2混凝土的灌注技术

（1）吊装支架拆除

钢管拱中跨合拢焊接完成后，开始脱离万能杆件上方的调节装置，使钢管拱与支架分开，并将中间3排支架拆除下桥，然后方可开始顶升砼。同时吊机利用白天不顶升砼时拆除剩余支架，此时吊机只能在桥墩附近走行，不得在跨中通过。

（2）钢管混凝土灌注方法

钢管混凝土采用两台地泵由拱脚向拱顶对称顶升自密实补偿收缩混凝土，泵口设置止浆阀。灌浆口接在桥梁内侧增加工作面积。

选择2台HBT80-13-130RS拖式混凝土输送泵在桥面进行顶升，另准备1台备用。砼由汽车泵先输送到地泵，然后进行顶升。地泵低压时泵送压强为7MPa，高压时为13MPa，泵送时采用低压进行泵送。施工前按照选定的配合比，在商砼厂提前进行试拌，检查拌出的砼流动性、缓凝时间、坍落度、扩展度能否满足原配合比要求的出机坍落度240-260mm，扩展度55-60cm，4小时以后砼坍落度不小于16cm，6小时以后扩展度不小于45cm，初凝时间不小于8小时，终凝时间不小于10小时等指标。

（3）钢管混凝土施工工艺

压注前，连接灌注口和输送管道，检查各接头的密封情况，防止漏气跑浆导致泵送压力和砼流动度损失。 在第一次顶升前，要在商砼厂用搅拌机组拌制砼，检查坍落度、扩展度，并观察1、2、3小时后坍落度损失程度。砼到场后要先进行搅拌30秒左右，使砼均匀。

顶升混凝土应遵循匀速对称，慢送低压的原则，两台固定泵的压注速度应尽量保持一致，确保两端混凝土同时压注，其顶面高差不大于1m。加强商砼车量调度，尽量避免停顿时间，保持压送畅通及连续性。

压注时两边各有一人敲击检查混凝土到达的位置，当两端混凝土快相接时，控制两端压注速度，使两测混凝土慢速对称上升，直到两端混凝土相连接。

混凝土一旦连接，由两泵同时压注改为两泵交替压注，以减小混凝土对管道的压力。待排浆孔中出来的砂浆含有碎石时停止泵送。压注过程中，随时注意两台泵的压力情况，如高度一致，而泵压差较大时，应检查原因，排除故障或另开设压注口继续混凝土顶升，采取措施的时间越快越好。

2.3拱圈调索安装技术

（1）吊杆索安装

1）放索

首先将成盘吊杆索置于放索盘上,拆除索体上的打包带,将固定于桥面一端的5t卷杨机上¢16钢丝绳与成盘吊杆索外侧锚杯相连,启动卷杨机,将吊杆索在梁面上展开并顺直。展开过程中,在索体与砼桥面之间每间隔3m左右设置一PE管,避免索体HDPE护套损伤。

2）梁下张拉端安装

5t卷扬机上钢丝绳利用梁面和拱下待安装吊杆索钢锚箱上设置的转向滑车与固定在吊杆索张拉端3—5米处的软质吊装绳上相连，将吊杆索张拉端吊起，使张拉端锚杯高于梁面索导管上端口，对准梁面上待安装吊杆索的索道管，人工辅助使索体与索导管同轴，落下钢丝绳直至吊杆张拉端锚杯伸出梁下锚垫板10cm左右。

3）拱上锚头安装

在吊杆索固定端1.5米处的设置软质吊装绳，5t卷扬机钢丝绳利用原有的转向滑车与软质吊装绳相连，启动卷扬机向上吊起吊杆索，使固定端锚杯对准钢锚箱上的孔口位置让固定端锚杯进入钢锚箱内。

施工人员在拱上设置的管架平台上，将球绞垫圈套在进入锚箱内的固定端锚杯上，再把锚固螺母旋入锚杯上，随着卷扬机的提升直至把固定端螺母旋到锚杯的设计与实际修正过的位置。

（2）吊杆索张拉

1）张拉前准备工作

先将梁下活动平台通过汽车吊移至待张拉吊杆索处，人员下至梁下平台，将张拉端的球型垫圈套在锚杯上，张拉端螺母旋到锚杯上；安装连接套、张拉撑脚与张拉千斤顶。

2）吊杆索张拉

根据监控方下达的吊杆索张拉施工控制指令进行张拉，保证同幅拱肋对称、分级张拉。有条件时，应提前在梁面上对每根吊杆张拉20%的力，使吊杆无大的弯曲。张拉时分阶段进行，按设计张拉力的0→20%→60%→100%进行张拉，由于本桥张拉力较小，所给的张拉力也仅能将吊杆拉直。实测出的伸长量可能与理论计算有较大出入，仅能做为参考。

3）索力调整

全部吊杆张拉完一遍后，由监测单位对每根吊杆的实测应力进行分析，然后根据监控方下达的吊杆索力调整控制指令对吊杆索索力进行调整，直到满足设计要求。必要时根据设计线型需要调整索力。

（3）配套附件的安装

吊杆索张拉力监测合格后，进行梁下索导管内聚氨酯发泡、梁下锚杯防护罩、减震器与防雨罩的安装。

3结束语

桥梁工程是我国道路网建设和城市规划中不可或缺的一部分。这是一个关键项目。钢结构系杆拱桥以其投资少、实用性强、适用范围广而受到桥梁施工企业和道路规划部门的青睐。为了提高钢结构系杆桥的施工技术，有必要对施工工艺、安全监督和质量检验进行深入分析和总结，以取得更好的施工效果。

参考文献：

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[4] 蒋威. 140 m大跨度钢箱系杆拱桥预拱度控制关键施工技术[J]. 铁道建筑技术, 2021(S01):4.