鋼管混凝土拱橋施工工藝

丁靖

(中鐵上海工程局第一工程有限公司，安徽 蕪湖 241000)

1 工程簡介

鋼管混凝土拱橋是近年來新興的橋型，它具有結構跨度大，施工方便，周期較短，外形美觀等特點。以下以南寧市某鋼管混凝土拱橋為例，介紹鋼管混凝土拱橋施工工藝。

新建南寧市某橋橋位位于南寧市五象新區，跨越邕江支流，全橋長381.9m。其中主橋結構采用1-111.5m 中承式鋼管混凝土拱，主橋長134.4m。主拱采用1-111.5m 鋼管混凝土拱結構，拱軸線為懸鏈線，矢跨比為1/3.063，拱軸系數m=1.347。主拱肋采用等截面啞鈴型截面，拱肋高3.0m。上、下弦管直徑為1200mm，壁厚 18mm，腹板間距666mm，壁厚18mm。弦管內灌注C50 微膨脹混凝土，腹腔內不灌注混凝土而采用I63 工字鋼加勁。

2 鋼管拱拱肋吊裝方案的選擇

大型鋼結構吊裝方法有多樣，現通用的吊裝方法一般為：吊裝機械吊裝、龍門吊吊裝、纜索吊吊裝以及船吊吊裝等。根據現場施工環境及拱肋的自重與高差，并且需保證施工期間的通航能力，故我們對南寧某橋鋼管拱拱肋的吊裝采用的是纜索吊裝法。

2.1 纜索吊的施工特點

⑴ 纜索吊具有跨越能力大，起重能力和適應性強，總體結構簡單、造價低廉、施工速度快、周期短的優點；

⑵ 基本不受氣候和地形限制，在特定的條件下，能夠發揮其他起重機械和起重技術所不能發揮的作用；

⑶ 具有定位精度高、運行平穩、移動靈活的特點，特別適用于通航河道或施工時橋下不能中斷交通的橋梁工程，尤其拱橋施工中，更具有優越性；

⑷ 取代施工支架，節約支架材料，提高施工安裝質量和工作效率。

2.2 纜索吊的吊裝方案

纜索吊是以懸掛于兩支點之間的鋼絲繩作為承重結構，利用載重小車在承重索上往返移動進行起重作業。為充分利用現場條件及資源，采用既有橋臺臺身作為纜索吊機塔架基礎，臺身施工時按要求埋設鉸支座錨固螺栓。塔架拼裝場地設在橋臺兩側，各主地錨在塔架安裝前應提前施工，卷楊機與地錨就近布設，工作索卷楊機設在主跨外側，方便操作。

3 拱肋吊裝施工

鋼管混凝土拱肋其主體結構安裝步驟是：

⑴ 下部構造施工，吊裝設備安裝，同時進行鋼管拱節段及其附屬撐、梁結構的加工 ；

⑵ 拱肋節段的整拼（構成安裝段）、拱跨預拼和驗收；

⑶ 鋼管拱肋用船運至施工現場；

⑷ 現場檢驗和鋼管拱裸拱安裝 ；

⑸ 橫撐及X 撐的安裝；

⑹ 鋼管拱的驗收和混凝土頂升施工；

⑺ 繼續下道工序。

3.1 纜索吊的拼裝與試吊

纜索吊塔架安裝使用機械配合人工進行安裝，機械設備負責調運材料，人工進行拼接安裝。

塔架基礎設置在既有橋臺上，橋臺采用群樁基礎，重力式臺身，其承載力滿足要求。臺身上預埋鉸座螺栓，安裝完鉸座后，采用臨時固定限制鉸座縱向移動，鉸座上塔架系統采用萬能桿件逐層向上拼裝，每12m 高設置前后臨時纜風。在塔架搭設至設計橫系梁位置時，及時搭設橫系梁，使塔架立柱相互聯系，增強其側向剛度。最后安裝塔頂索鞍、橫移系統。塔架拼裝完成后，首先要進行塔架垂直度的調整，設置塔架纜風，并通過設置在塔架頂的前、后纜風收緊或放松，讓塔架整體受力并使鉸支座微轉動，達到調垂直度目的。調整主塔之后開始架設臨時牽引索、工作索。臨時牽引索直接拖拉過河，通過塔頂滑輪轉向后連接卷揚機。臨時牽引索安裝好后，通過臨時牽引索引導，用卷揚機將工作索牽引過塔頂，然后安裝好工作索跑車和吊具，再將其牽引過對岸主塔頂，并進入主地錨收緊固定。

架設主索一般用事先架好的工作索和臨時導索來安裝。架設主索時在南岸單根展開，由卷揚機牽引導索通過南岸塔頂，再由工作索牽引主索過河，到達北岸后，穿跑車，由北岸導索牽引過北岸主塔頂，進入主地錨背梁后轉向。按照安裝垂度調整好主索后，尾索從前端槽口轉出并使用夾具收緊。與入口主索形成環扣，最后根據計算好的假設垂直度收緊并錨固，在調整好主索空索垂直度后使用夾具夾緊尾索。

在拱肋吊裝之前需進行試吊，采用分級逐步加載。索道分空載、靜載、動載進行試運行，其中靜載按設計吊重的60%→100%→125%加載；動載按設計吊重的110%加載。采用鋼筋與桁架平臺組合的形式加載。

根據試吊情況，作出結論，滿足安全吊裝的要求，并對存在的問題進行整改處理，合格后才能進行拱肋吊裝。

3.2 拱肋節段的吊裝

整個鋼管拱橋拱肋共分為7個節段，分別為拱肋預埋段2個、第二節段2個、第三節段2個及合攏段1個。拱肋預埋段在岸邊安裝，可采用50t 吊機吊裝，在拱座混凝土澆筑前安裝，并與其一同澆筑，錨固于拱座內。拱肋預埋段的定位和安裝根據拱肋的水平位置和仰角制作定位骨架，定位骨架采用角鋼加工焊接而成。拱座基礎施工時，在定位骨架處底面預埋鋼板，并注意控制好鋼板位置、標高。拱肋預埋段安裝時，先將加工好的定位骨架焊接安裝在拱座上，準確定位并調整好角度，與基礎預埋鋼板焊接牢固。檢查合格后，再將拱肋拱腳預埋段采用吊機吊裝到位，利用型鋼設置獨立的臨時支塔懸掛手拉葫蘆來調整拱肋預埋段的方向和角度。

鋼管拱節段采用纜索吊主吊點吊裝就位。將跑車下掛吊點與拱肋吊裝節段聯接，先由下向上垂直提升吊點至接近安裝高度處再通過吊點縱向牽引索牽引至安裝位置處就位，按設計標高、平面坐標粗調就位，吊裝節段下弦管與已成型段下弦管先用內法蘭盤栓接，再安裝扣索和橫向纜風。落位時，下端頭先對準拱座上預埋件標示的中線落位，上端使其位置與中線大體符合，拱肋豎向位置通過扣索調整，拱肋軸向位置通過纜風及手拉葫蘆精調。將上端頭標高調整到設計標高后扣索卡緊。經再次測量檢驗測點位置，采用慢速卷揚機通過滑輪組調整扣索張力及鋼管拱仰角，根據設計及監控數據,精確調整鋼管拱線型及內力。鋼管拱兩側纜風繩扣掛于兩側預埋纜風扣上，通過手拉葫蘆調整鋼管拱軸線。測量測點對位準確后，完成本節段吊裝。由于拱座預埋段安裝及拱肋吊裝過程中不可避免出現偏差，為方便調整，根據施工經驗在每個節段間均設置一處活動法蘭口，通過安裝節段時調整活動法蘭口的長度以達到消除安裝誤差效果，滿足合攏段安裝要求。

合攏段拱肋起吊到安裝位置附近，通過扣索調整，均勻下降一邊，調整吊點，提升至第三節段上部，然后調整吊點使合攏段水平后下降與第三節段連接，使拱肋及接頭形位尺寸（包括拱軸線設計位置和拱肋接頭設計標高等）符合設計要求，并設置法蘭螺栓連接。 經校正接頭兩端位置和錯邊量后，擰緊螺栓并焊接外包板。由于本橋的吊裝特點，同一跨上下游兩組拱肋就位后，才進行肋間聯系即橫撐、X 撐施工。

結束語

在保證橋下航道正常通航的情況下，南寧市某鋼管拱橋已順利完成，鋼管拱肋吊裝精度滿足設計及規范要求。

[1] JTJ041－89.公路橋涵施工技術規范[S].

[2]人民交通出版社，交通部頒《公路施工手冊》，『橋涵』下冊，2000年

[3] 陳寶春.鋼管混凝土拱橋設計與施工[M].北京；人民交通出版社，1999.3

[4] JTJ071－94.公路工程質量檢驗評定標準[S].