奉化江大橋雙肢拱肋安裝精度控制

吳 波，孫石超

（寧波通途投資開發有限公司，浙江寧波 315000）

0 前言

為進一步構建和完善城市立體化交通網絡，疏解中心城區交通壓力，提升城市品位，滿足寧波中心城南部地區開發需要，寧波市決定建設環城南路快速路工程。其中與原芝蘭橋平行并一跨過江的奉化江大橋為整個工程的關鍵控制性工程。

1 工程概況

奉化江大橋采用中承式系桿拱橋，剛拱柔梁漂浮體系，中跨拱肋采用鋼箱形式，邊跨拱肋采用混凝土結構。橋梁為上下行兩座橋梁，單幅橋寬17.4 m，跨徑布置為55 m+260 m+55 m，全長370 m。

2 施工工藝簡介

本橋中跨鋼拱肋節段和中橫梁及縱梁均采用無支架纜索吊裝系統進行安裝，吊裝系統采用吊、扣一體的方式，即吊裝索塔與扣塔合為一體。拱肋吊裝施工現場布置由起吊安裝系統和拱肋扣索系統組成。雙肢拱肋節段段重量約100 t，最重節段124.8 t。

本吊裝系統采用吊、扣一體的方式，即吊裝索塔與扣塔合為一體。拱肋吊裝施工現場布置由起吊安裝系統和拱肋扣索系統組成，見圖1。

圖1 纜索吊裝系統布置示意圖

纜索吊裝系統跨徑布置為140 m+250 m+100 m,索塔采用獨塔門式鋼框架結構；拱肋扣索系統由索塔、扣錨及鋼絞線扣索等幾部分組成，吊裝系統由吊塔、吊錨及吊裝索纜等構成。吊（扣）錨采用鋼筋混凝土樁錨的方式，見圖2。

圖2 雙肢拱肋安裝示意圖

3 拱肋安裝精度控制難點

本橋地處奉化江上游由于下游已建橋梁通航凈空較矮無法實現拱肋節段水上運輸，因而只能采取單肢節段由陸路運達后現場拼裝，受現場場地限制以及本身節段拼裝精度要求較高給施工帶來一定難度。

在拱肋節段拼裝過程中，由于采用吊、扣一體安裝工藝，且采用少扣索的方式即每兩至三個節段為一個扣段，每個已吊裝就位的各拱肋節段均受以后吊段的影響，這也對拱肋施工過程控制提出了更高的要求。因此如何提供準確拱肋節段拼裝預抬量、扣錨索索力調整值，以及對拼裝平面位置及高程精確測量是施工過程中拱軸線控制的重點和難點。

因此需著力解決以下三個問題：

（1）雙肢拱肋現場拼裝精度控制；

（2）施工拱肋拼裝過程中節段預抬量；

（3）扣索索力計算，以及扣索索力現場控制。

4 拱肋現場拼裝精度控制

受運輸條件及施工工期限制（必須在臺風期之前主拱合龍），拱肋先在鋼結構廠內單拱制造完成然后通過陸路運輸至施工現場，然后根據場地條件在陸地和駁船上組裝成雙肢拱肋。陸上拼裝精度較易控制，水上駁船拼裝由于受潮汐影響，拼裝精度難以控制。因此拱肋拼裝采用陸上拼裝為主，駁船上拼裝為輔。

（1）為保證拱肋拼裝精度滿足要求，所有胎架均采用型鋼作為基礎，型鋼與地面預埋鋼筋進行焊接保證其穩定性，型鋼基座上鋪設槽鋼作為調平軌道，最終軌道高程相對誤差控制在±1 mm以內。

（2）由于駁船受奉化江潮汐影響晃動較大測量精度不高，影響胎架安裝精度。因此QC小組決定駁船胎架安裝時采用船只擱淺的方式進行。即在高潮位時船舶進入岸邊淺灘區，陸上纜繩將其固定，待退潮時船只擱淺，此時進行胎架的安裝并做好安裝標記點位。胎架安裝完成之后，等待高潮位時船只開出淺灘區，見圖3。

圖3 船舶拼裝胎架設置

（3）設置剛度好的型鋼桁架作為拱肋臨時連接橫梁，確保拱肋安裝及吊裝過程中變形量處于極小水平，見圖4。

圖4 雙肢拱肋連接橫梁

（4）拱肋節段拼裝由專職測量人員對風撐及臨時橫撐進行測量放樣，焊接完成后由項目專職質檢人員組織監理部門進行驗收，合格后方可下胎架進行吊裝

5 計算數據的嚴格檢查復核

為保證計算模型數據的準確性將整個計算實施過程劃分為四個步驟：（1）根據現場工況對預抬值及扣索索力進行手工演算；（2）利用專業軟件進行計算；（3）第三方人員對項目自主計算結果進行復核；（4）計算結果與監控方計算結果進行對比，找出計算出入，并最終確定計算結果；（5）現場檢驗計算結果。

奉化江大橋有限元計算模型見圖5。

圖5 奉化江大橋 (拱橋計算跨徑260 m)有限元計算模型

拱肋安裝完成之后的高程及線形調整主要依靠扣、錨索進行調整，因此需按照吊裝工況對扣錨索的索力調整值進行嚴格的計算，根據每一扣段的預拋高值及對稱平衡施工要求，確定扣錨索索力。根據計算索力進行配索，確保施工安全及精度要求。

施工過程扣錨索最大拉力見圖6，初張拉力見表1。

圖6 施工過程扣錨索最大拉力圖(Max:2580 kN)

表1 施工過程扣錨索初張拉力表

通過四次計算確保了模型建立的準確性，經過現場實際安裝反饋情況，實測數據與模型模擬數據基本一致。

6 現場扣錨索索力控制

（1）張拉千斤頂均采用數顯式液壓千斤頂；（2）所有使用千斤頂均先行標定；（3）現場千斤頂穩壓時間延長至5 min；（4）現場采用應力感應片檢驗扣索索力。

數顯千斤頂的使用減小了扣索索力讀數誤差，穩壓時間延長和感應片檢測索力防止了扣索索力的損失，經現場實測扣索索力與模型提供數據相吻合。

7 結語

通過上述的施工控制措施，有效的控制了鋼箱拱節段安裝精度以及整體線形，通過每一個安裝節段和實際測量數據反饋以及拱肋合龍后成橋線形及高程的數據，能夠做到滿足設計和規范要求。因此在做好以上技術措施的基礎上采用雙肢拱肋整體安裝既能夠加快施工進度，又能夠滿足安裝精度要求，對類似橋型具有一定的借鑒意義。

[1]陳樹華.鋼結構設計[M].武漢:華中科技大學出版社,2007,126-131.

[2]北京鋼鐵設計研究總院.鋼結構設計規范[M].北京:中國計劃出版社,2003,123-134.

[3]周永興,何兆易,鄒毅松.路橋施工計算手冊[M].北京:人民交通出版社,2001,172-179.