通揚運河大橋系桿拱構件安裝施工工藝介紹

狄紅義

(江蘇東南交通工程咨詢監理有限公司)

1 工程概況

該通揚運河大橋位于334省道如皋東段，在江蘇省如皋市丁堰鎮。中心樁號為K70+158，主橋為鋼筋混凝土下承式系桿拱橋，引橋為裝配式部分預應力混凝土組合箱梁，全橋跨徑為4×25+88.4+4×25 m，橋梁全長294.68 m。

主橋采用預應力混凝土下承式系桿拱，為剛性系桿剛性拱，計算跨徑86.1 m，矢跨比1/6，矢高為14.35 m，拱軸線為二次拋物線。系桿采用箱形截面，梁高1.9 m，寬1.2 m，為全預應力構件;拱肋采用等截面“I”字形截面，梁高1.4 m，寬1.2 m，為鋼筋混凝土構件;每片拱設間距為5.35 m的吊桿15根，吊桿為柔性吊桿，采用PES-109鍍鋅φ5平行鋼絲;風撐設置六道，采用等截面“I”字形截面，高0.8 m，寬0.6 m;端橫梁高度為1.53～1.78 m;中橫梁高度為1.28～1.53 m;梁頂設有0.28 m寬現澆混凝土，橋面單向2%橫坡通過橫梁高度的變化調整。每一系桿內布設12束鋼絞線，為6束15φs15.2 mm和6束13φs15.2 mm鋼絞線，鋼束錨下張拉控制應力為0.72fpk。每根中橫梁內布設4束鋼絞線，每束為10φs15.2 mm鋼絞線，每根端橫梁內布設4束鋼絞線，每束為10φs15.2 mm鋼絞線，每束錨下張拉控制應力為0.75fpk。

上部結構為預制安裝施工，主要預制件的分段長度和重量見表1。

表1 主要預制件分段長度和重量

2 主要施工工藝

2.1 預制構件吊裝準備

(1)預制構件安裝采用150 t浮吊，最大吊裝高度為45 m;安裝前應仔細檢查吊裝設備，進行卷揚機、扒桿和吊具、鋼絲繩、電器設備及操作設備的檢修保養，排除隱患，保持浮吊良好的工作狀態，避免吊裝過程中出現故障;此外，還應對浮吊進行吊裝試驗，確保不影響施工。

(2)混凝土構件抗壓強度并驗算抗彎強度、檢查混凝土結構尺寸和預埋件的位置，做好結構端部混凝土鑿毛清洗和預埋件表面清理工作，便于就位對接時焊接勁性骨架;確定各塊件頂面中心線和端截面上下口中心點，作為安裝時的控制點;此外，及時做好混凝土表面清理工作，安裝好相關部位安全設施。

(3)檢查現場電力、道路、人員準備情況;檢查支架的穩定情況、支點砂筒的位置和穩定性。

(4)檢查纜風繩、緊鎖器是否配齊。

(5)對岸邊測量控制點及支架上的控制點進行檢查、復測。并在支架上彈出縱橫構件軸線的控制線，便于構件就位時與中心線對應。

(6)根據試驗對臨時支座預留一定超高，便于支墩沉降穩定后調節到設計高程。

(7)確定吊裝順序:邊段系桿—中段系桿—中橫梁—邊段拱肋—中段拱肋—風撐。

(8)沉降觀測:構件吊裝就位后，立即在構件上支點處設置沉降觀測點，開始每2 h觀測一次，以后觀測時間逐漸延長，待觀測的3 d內沉降量不超過3 mm即可視為已穩定，可立模進行接頭混凝土的施工，觀測過程中必須做好記錄，保留原始數據備案。

2.2 拱腳、端橫梁的現澆和系桿預制構件安裝

(1)首先安裝下游側邊段系桿預制構件，以浮吊吊起構件達到一定高度后緩慢平移至安裝位置后慢慢落座;為確保其就位后便于縱橫向作細微調整，可在系桿兩端和橫向設纜風，用手拉葫蘆或緊鎖器來調整。

(2)在墩頂觀測平臺上，用全站儀和水準儀同時觀測系桿預制構件部分的中心標記，人工調節構件的平面位置及下部可調節裝置使其符合設計安裝要求;并以鋼尺作直觀復核。

(3)當單片構件坐標及高程符合要求后，系好左右纜風固定在地錨上，調整纜風上的用手拉葫蘆或緊索器，保證其橫向穩定，并開始進行接頭處勁性骨架焊接;用同樣的方法吊裝橫向對應邊段系桿構件，固定好纜風后用型鋼在靠近構件兩端中橫梁處焊接對撐，并用全站儀及水準儀跟蹤觀測，直至符合要求為止，此時浮吊才能脫鉤，再安裝下一根系桿。

(4)濕接頭接縫鋼筋焊接應符合施工規范要求，所有濕接頭接縫連接鋼筋焊接完成后，進行安裝接縫模板澆筑同標號的混凝土，并按要求覆蓋灑水養護至少14 d。

(5)在以后吊裝其他構件過程中，應每天對構件位移及高程進行觀測，作好記錄、加強分析。

2.3 第一批中橫梁預制構件安裝

(1)中橫梁采用懸吊法安裝，即在中橫梁澆筑時在下部預埋2根直徑25 mm的圓鋼，在系桿預制時在與中橫梁接頭處上部預埋2根直徑25 mm的圓鋼，橫梁就位時將圓鋼焊接拉緊，浮吊放松后用手拉葫蘆調整橫梁位置，達到設計要求后焊接橫梁骨架鋼筋。

(2)中橫梁鋼筋全部焊接完成即開始安裝預應力波紋管，進一步觀測中橫梁與系桿交接處的高程及坐標，符合要求后進行安裝接縫模板澆筑同標號的混凝土，并覆蓋灑水養護至少14 d。

2.4 張拉第一批中橫梁及系桿預應力束、壓漿和封錨

當中橫梁強度達到設計強度100%后進行預應力索張拉。首先對稱張拉4#、8#、12#中橫梁 N1、N4鋼束至設計張拉力后，再對稱張拉系桿第一批預應力鋼束 N8、N6、N5、N7至設計張拉力。

張拉后應不斷地對系桿及中橫梁體的變形情況、錨下混凝土有無異常現象，錨墊板、錨環、夾片及鋼絞線有無回縮現象等全面觀察檢驗。如有異常應采取措施進行處理，待監理工程師認可后方可進行下道工序。張拉經數小時后經觀察檢驗無異常現象后，可將錨具外露的鋼絞線用手砂輪機割斷，預留長度不應小于30 mm。

壓漿時，其順序宜先下層后上層管道。壓漿泵選用活塞式壓漿泵，因此預應力孔道較長并采用二次壓漿，壓漿阻力較大，按規范要求，最大壓力宜為1 MPa。

壓漿后應從檢查孔抽查壓漿的密實情況，如有不實，應及時再次壓漿或灌漿。壓漿后將其錨具周圍沖洗干凈，對壓漿后的孔道予以保護，在未終凝前保證其不受震動，三天內不能有其他荷載作用在上面。

預應力張拉灌漿完成后，進行封錨作業。封錨之前，應對梁端混凝土鑿毛，沖刷干凈，然后將預留鋼筋校直，并按設計要求設置封錨鋼筋網，支擋封錨端模板澆注封錨混凝土。

封錨混凝土的強度等級與梁體混凝土強度相同。封錨端模板應牢固穩定，使澆注封錨混凝土后的梁體長度不超出梁體的設計長度，混凝土澆筑振搗應密實，外表平整光滑，與梁體相同，終凝后要進行覆蓋灑水養護，養護時間不少于14 d。

2.5 拱肋和風撐預制構件安裝

(1)拱肋吊裝前對搭設好的支架的牢固性及穩定性進行全面的檢查，并對支撐點進行坐標和水準復測，對拱肋中線及坐標標記點進行檢查，彈線作標記;在拱肋下端系二根拉繩，上端距端部1 m處系好纜風，可使拱肋到位后由人工拉繩和纜風來調節拱肋的橫向位置，待全部符合要求后開始進行吊裝作業。

(2)首先吊裝下游拱肋，拱肋邊段按二點吊掛吊索，吊點位置同設計吊點，浮吊緩慢起吊到一定高度逐漸移動到位。下端先對準端塊件拱座上標畫的中線位置，拉繩實現就位，纜風在收緊和放松時應在測量觀測下統一指揮進行，隨拱肋接頭高程的升降而放、收，拉動纜風使其中線位置大致符合設計線。拱肋上端應比設計分別高出20mm、50 mm。

(3)利用全站儀和水準儀在墩頂搭設的平臺上進行跟蹤觀測拱肋接段上端和下端，為便于觀測高程可掛鋼尺作豎直標尺。

(4)收緊纜繩錨固保持浮吊原位不動，徐徐調整上下兩吊索，調整拱肋中線和標高，實現拱肋徐徐落座(細微調整可用千斤頂來實現)。

(5)固定纜風，細調就位。

(6)用同樣的方法吊裝上游拱肋。

(7)在完成下游拱肋安裝后，經復測在符合要求的情況下，開始安裝其余拱肋。

(8)拱肋就位過程中用兩臺水準儀同時觀測拱肋兩端高程，用全站儀觀測中線位置，徐徐放松吊索，使拱肋兩端均勻下降，保持拱軸線。拱肋合龍時，每個接頭點與設計標高之差不能超過±15 mm，中線偏差不能超過10 mm，否則應重新起吊進行調整。符合要求后固定纜風，細調就位，焊接端頭勁性骨架和主筋使拱肋盡快成為無鉸拱，則縱向穩定能得到滿足。

(9)兩幅拱肋合龍后應盡早安裝風撐，使拱肋有足夠的橫向穩定性;其安裝方法與中橫梁相同。

(10)連接鋼筋焊接后應按要求安裝接縫模板，澆筑與梁同標號的混凝土，初凝后覆蓋灑水養護不少于14 d，或噴灑養護劑養護。

(11)完成拱肋及風撐安裝后，對兩道拱肋駐點高程及中線位置測量，做好記錄以便掌握吊桿張拉后拱肋的變形情況。

2.6 吊桿及第二批中橫梁安裝

(1)按設計要求安裝成品吊桿鋼束，方法是從下向上穿，用卷揚機向上提，到位后固定好下端錨頭，從上端拱肋預設孔處進行張拉。

(2)張拉吊桿第一批預應力，張拉順序按圖紙設計進行，同一幅橋左右側吊桿應同時對稱進行張拉，施工工序圖5#→3#→8#→2#→6#→4#→7#→1#。

(3)安裝除4#、8#、12#中橫梁外的其他中橫梁，安裝方法同4#、8#、12#中橫梁，安裝順序按照圖紙要求進行。并張拉其他中橫梁的第一批鋼束N1、N4鋼束控制應力為0.75fpk。

張拉中要控制好錨下張拉應力，在張拉過程中跟蹤觀測拱肋、系桿對應位置的高程變化，并做好記錄。

2.7 其他構件安裝及張拉

(1)對稱張拉系桿第二批 N1、N4、N9、N12預應力鋼束，錨下張拉控制應力為0.72fpk。

(2)拆除所有臨時支架，支架拆除必須對稱進行，確保成型構件的整體受力穩定，防止構件受力不均產生裂縫或斷裂。

(3)現澆中橫梁二期混凝土強度達標后，采用不大于8 t汽車吊安裝行車道板，其順序應由兩端向跨中對稱安裝。

(4)對稱張拉系桿第三批預應力 N2、N3、N10、N11鋼束，錨下張拉控制應力為0.72fpk。

(5)第二次張拉吊桿鋼束，張拉順序為5#→3#→8#→2#

→6#→4#→7#→1#。

(6)張拉其余中橫梁第二批預應力鋼束。

(7)張拉端橫梁N3、N4和中橫梁N2、N3鋼束，鋼束錨下張拉控制應力為0.75fpk。

上部構件吊裝完畢后進行行車道板板縫澆筑，以及橋面鋪裝和防撞護欄的施工。

［1]公路橋涵施工技術規范(JTJ 041-2000)［S］.

［2]練學標，董云祥.洋河大橋120 m主跨鋼管混凝土系桿拱整體安裝工藝［J］.公路交通技術，2009，(4).

［3]中鐵三局集團第二工程有限公司.新通揚運河大橋1～80 m系桿拱施工方案與工藝［J］.山西建筑，2008，(13).