無錫興塘大橋主橋鋼結構拱肋制作與施工

韓榮剛

1 工程概況

無錫興塘大橋位于江蘇省無錫市錫山區(qū)東亭鎮(zhèn)與東北塘鎮(zhèn)交界處的北興塘河上，是連接東亭鎮(zhèn)和東北塘鎮(zhèn)的區(qū)域性交通主干道。

主橋設計為10 m+90 m+10 m的中承式拱梁組合體系，在人行道上設置弧形的觀景平臺。主橋拱肋軸線采用外傾的空間二次拋物線線形，與豎向夾角為20°，呈碟形拱，橋面采用網(wǎng)格體系，拱座為鋼—混凝土組合構件，采用梯形鋼箱斷面，基礎為群樁基礎。

主橋結構簡圖如圖1所示。

圖1 興塘大橋主橋結構簡圖

2 鋼結構主拱肋制作方案

大橋主拱肋節(jié)段劃分與現(xiàn)場吊裝起重及運輸能力有關，所以將主拱肋單片劃分成五節(jié)段，每節(jié)段長約20 m，采用Q345qD板制作。節(jié)段制作在專用胎架上進行，使節(jié)段平躺于胎架上，保證拱軸線在一個水平面上。每聯(lián)主拱肋分成五個節(jié)段，每節(jié)段預留一定的伸縮量。

3 鋼結構主拱肋制作工藝

3.1 拱肋放樣

拱肋線型在計算機上采用數(shù)字放樣，采用1∶1足尺放樣，并完成所有零件配套表、下料草圖、套料卡的編制工作。放樣應向后續(xù)工序提供拱肋節(jié)段胎架制作型值、拱肋節(jié)段測量時所需型值及預拼裝地樣線型值等。

3.2 零件下料

下料采用數(shù)控機切割，切割邊緣需進行清渣、打磨處理。鋼箱梁的板材下料時應開角尺線，保證板邊垂直度。端口有線型箱梁下料時可以使用模板，以保證線型準確。根據(jù)火焰切割工藝參數(shù)，選擇合適的割嘴型號及輔助裝置。切割面粗糙度范圍應按設計要求進行控制，對超出要求的部位，應使用砂輪機打磨至符合要求。

3.3 主拱鋼箱梁縱、環(huán)縫裝焊和線型制作

鋼箱梁縱縫裝配在鐵平臺上完成，應控制縱縫間隙，焊前設置跨縫碼，焊后冷卻至常溫后，角度不好的應進行校正。環(huán)縫應在專用胎架上進行，裝配時應當留有焊接一定收縮量，在火工專用胎架上，采用火工結合外力方法糾偏校正完成該段主弦管曲線成型。

4 鋼結構運輸與安裝

4.1 主拱鋼箱梁及橋面系安裝

拱鋼箱梁及橋面系統(tǒng)均可使用水、陸路運輸。主橋安裝采用支架法安裝，同時采用2臺50 t浮吊配合(見圖2)。

圖2 主拱鋼箱梁支架法安裝示意圖

橋面系采用鋼管樁支架，外設橫向穩(wěn)定鋼管樁。施工前，先精確放樣出樁位的平面位置，在水中打好控制樁，根據(jù)控制樁位采用浮吊將鋼管樁放置在準確的施工部位。主橋縱向設置鋼管樁10排，橫向設置鋼管樁13根，其中跨中兩排間距24 m，確保通航寬度不小于20 m。縱、橫向梁均采用貝雷架，每鋼管頂放置砂筒，用以調(diào)整支架頂面高程。

對于每段的堆載預壓采用超載預壓，超載系數(shù)為1.25，沉降觀測至穩(wěn)定后，調(diào)整支架高程，卸載。鋼梁、斜撐等構件采用浮吊安裝，安裝時應采用對稱安裝。

4.2 拱肋施工

拱肋安裝采用支架配合浮吊進行，拱肋分5段安裝，支架搭設在拱肋分隔點處，拱肋用浮吊安放在支架上(如圖3所示)，拱肋中心線與底模上的拱肋中心線重合，并用纜繩將其固定，待下一段安裝完畢后，進行焊接處理。

圖3 主拱肋支架法安裝示意圖

拱肋的支架采用榀式門架，橫向用小剪刀撐連接為整體。支架搭設完畢后，對門架支架進行等載預壓，預壓時對整個底模范圍預壓，分階段測出沉降量及卸載后的回彈量，算出彈性變形值。卸載后，對支架作進一步調(diào)整，并準確測放出拱肋中心線。

4.3 吊桿、系桿的安裝與張拉

當邊撐內(nèi)混凝土達到設計強度后開始安裝吊桿和系桿，吊桿和系桿在專業(yè)工廠內(nèi)生產(chǎn)，吊桿安裝采用對稱安裝，安裝時檢查吊桿的套筒、錨下鋼板等預埋件定位是否準確。系桿和吊桿張拉分兩次進行，待接縫混凝土強度達到100%后，再次張拉水平系桿，拆除橋面系以下支架，并調(diào)整吊桿索力到設計值。

4.4 橋面板鋪設與體系轉(zhuǎn)換

拱肋支架拆除后，即進行橋面板鋪設。在橋面板鋪設期間，當混凝土強度達到適當值時，用高壓水槍沖其四周，使其露出混凝土骨料。橋面板對稱鋪設，并在鋼梁頂面薄敷水泥砂漿，保證板與鋼梁緊密接觸。此外，及時將橋面板橫向伸出的搭接鋼筋逐一焊牢固，縱向搭接鋼筋待第二次吊桿張拉完畢再焊接，同時進行橋面板之間接縫的混凝土澆筑。待接縫混凝土強度達到100%后，再次張拉水平系桿，拆除橋面系以下支架，并調(diào)整吊桿索力到設計值。

5 結語

無錫市興塘大橋作為國內(nèi)首座建成的外傾拱肋中承式鋼拱橋，其結構復雜、技術含量高、結構尺寸要求精、施工組織復雜，通過對這種新型結構形式橋梁施工工藝的詳細介紹，為同類工程施工方案制定提供參考。

[1]肖汝誠，孫海濤，賈麗君，等.昆山玉峰大橋——首座大跨度無推力斜靠式拱橋的設計研究[J］.土木工程學報，2005(1):13-14.

[2]易云焜.梁拱組合體系設計理論關鍵問題研究[D］.上海:同濟大學，2007.

[3]Man-Chung Tang，Zhengyong Han.Dagu Bridge，Tianjin，China[J］.Structural Engineering International，2005(1):39-40.

[4]陳寶春.鋼管混凝土拱橋[M］.北京:人民交通出版社，2007.