吊南河鋼拱架整體平移施工工藝設計

王 騫

(貴州橋梁建設集團有限責任公司)

1 依托工程概況

貴州畢節機場高速公路，吊南河大橋為主跨120 m 鋼筋混凝土箱型拱橋，矢跨比f0/L0= 1/5. 5，拱軸系數m =1.756，大橋分為左右兩幅拱橋，每幅橋面寬10.625 m，設有0.5%縱坡和2%橫坡。

設計拱圈為單箱雙室截面，拱圈高220 cm，寬850 cm，頂、底板厚25 cm，腹板厚35 cm。

2 施工工藝概述

根據吊南河大橋的結構形式，其施工的重點和難點在于主拱圈施工，根據地形條件及施工經驗，本橋主拱圈采用鋼拱架施工，并且在一幅主拱圈施工完成后，將鋼拱架整體脫模，橫向移動到另一幅拱圈位置，頂升鋼拱架到設計標高后進行加固然后進另一幅主拱圈施工。

吊南河大橋采用的鋼拱架由拱腳節段、標準節段和拱頂調節段拼接成拱圈弧形，并在臨時拱座上固定，作為主拱圈的現澆支架。

鋼拱架高2.2 m，橫向分為5 組，每組寬0.7 m，組與組之間用平聯和橫聯連接形成整體，總寬8.7 m，共采用10 個拱腳節段、150 個標準節段和10 個調整節段，弧線長度130 m，總重約280 t。鋼拱架橫移前主拱圈已經受力，其荷載不再施加到鋼拱架上，而且拱圈外模板均已拆除，內模在拱圈內，因此鋼拱架橫移的過程中，臨時拱座位置支撐的荷載只有鋼拱架自重，和鋼拱架底模荷載，總共約350 t。

拱腳處臨時拱座在拱橋拱座前布置，總長21.77 m，寬1.55 m。為達到鋼拱架橫移的目的，在臨時拱座設置有豎向和水平的滑移軌道，軌道一端設置反力架，并且在鋼拱架下降和升起位置設有凹槽，方便安卸千斤頂和砂箱。鋼拱架拱腳的鉸接位置安裝鋼箱小拱座，每組鋼拱架安裝2 個，共計10 個，其在水平向靠在豎向滑移軌道上，主要分擔鋼拱架的水平力，作豎向軌道內的滑動支撐。小拱座下焊接有型鋼滑船，滑船總長10.54 m，寬0.35 m，內部留有2 個32 精扎螺紋孔道，主要分擔鋼拱架的豎向力，用以支撐鋼拱架下降和升起，提供拉力使鋼拱架水平滑動。其具體布置如圖1、圖2。

圖1 臨時拱座立面圖

拱架橫移完成后，因拱架整體橫移過程中，拱腳底間距未發生變化，拱架變形可忽略不計，非彈性變形已消除，因此無需再對拱架進行預壓，可直接進行左幅拱圈底模的施工。

圖2 臨時拱座橫截面圖

3 鋼拱架橫移施工工藝步驟

根據施工順序，拱架的橫移共分為3 個階段:拱架落架、拱架橫移和拱架頂。每個階段都需要嚴格按照設計方案進行，每節段之間的轉換均要對拱架進行檢查，確認無問題后方能進行下一階段施工。

3.1 拱架落架施工

拱架落架必須在拱圈施工完成，且混凝土達到設計強度85%以上后才可進行。首先必須將拱圈的外模拆除，拆模應逐塊模板進行，禁止大面積一次性拆除模板，防止損傷混凝土，并避免模板損壞。拆除側模后清理殘留在拱架上可能下落的雜物(混凝土塊、鋼筋等)，拆除拱腳位置的支架和底模，并檢查拱架螺栓的松緊程度。

實施落架前，檢查滑行軌道光滑程度，對粗燥地方應打磨光滑，并涂油，底面軌道加鋪3 mm 厚的不銹鋼板。砂箱內砂應分層均勻掏出，不得集中掏空一個位置。而且所有砂箱出砂速率應保持一致，不得出現單個砂箱首先下沉過快的現象。砂箱每下降2 cm，就暫停泄砂，測量兩岸各個支持點的下沉情況，并調整各個支持點的標高，使其各個支持點的下降高的保持一致后，再繼續掏砂。

拱架落架到位后，拆除砂箱，檢查底模的脫模情況，發現還有貼近的模板及時拆除，務必保證整個拱架不會與混凝土面接觸。

3.2 拱架橫移施工

拱架橫移在落架成功，底模完全脫離后進行。先將32精扎螺紋穿入到滑船內，并錨固好。同時在反力架上安裝500 t 千斤頂，接長φ32 精扎螺紋(2 根)穿過千斤頂并錨固好。檢查整個張拉系統是否牢固，然后張拉千斤頂，測試滑動張拉力，測試過程的行走距離不宜過大，拉動即可。正式實施橫移時，張拉千斤頂啟動須同時開始，兩岸之間的指揮要經常聯系，一方出現問題后要及時通知對方停止行走。拱架橫移要緩慢進行，每個行程(20 cm)結束后，要測量拱腳、拱頂、1/4L 和3/4L 處的移動距離，檢查這幾個點的位移是否一致，不一致時要及時查處原因，并在處理后才可進行下一個行程的操作。

3.3 拱架頂升施工

拱架橫移到位后，立即測量拱架觀測點標高，根據此數據確定拱架的頂升高度。

首先拆除滑船上的精扎螺紋鋼筋和張拉千斤頂。然后在臨時拱座的凹槽處安裝不低于100T 千斤頂，墊平頂升平面，緩慢的頂升拱架，各點千斤頂的行程必須保持一致。兩岸同步頂升拱架。頂升千斤頂需同時啟動，每升起3 cm，暫停一次，測量人員就核對一次，調平一次，務必保證拱架頂升的穩定性。拱架頂升到位后，用砂箱逐個替換凹槽內千斤頂，砂箱安裝前必須進行預壓。砂箱頂面用鋼板墊緊滑船底面，同時在滑船兩端用型鋼或鋼板臨時支撐。

4 鋼拱架平移施工控制要點

4.1 異常情況的處理及控制

在整個橫移過程中如出現異常情況，如異常響聲、振動、橫移不順暢等情況時，要暫停施工，向指揮機構報告。待查明原因，并解決異常情況后，得到指揮機構的繼續施工的命令后方可施工。

4.2 同步性控制

拱架橫移過程中同步性控制最為關鍵，也最難控制，在施工前要對實施人員做詳細的技術交底，細致分工，要制定具體的控制指標，如:落架每2 cm 作一次調整周期;整個施工過程中兩岸之間要加強聯系，每一行程數據雙方都必須了解，每岸設專人進行指揮，保證整個過程緩慢穩定的進行。

4.3 空間位置控制

移動小拱座空間位置控制的精確性是整個拱架橫移是否順暢的關鍵條件之一，對于小拱座兩岸背墻要求平行、并垂直于水平面，底座要求平行。如果小拱座控制位置控制不好，那么拱架在橫移過程中將為變形，給拱架增加次應了，并影響拱架的承載能力。

4.4 滑船及滑槽的控制

滑船及滑槽的光滑度和平整度也是整個拱架橫移是否順暢的關鍵條件之一，為了能讓滑船與滑槽之間有效的滑動，要求其接觸面光滑、平整，也可以在其接觸面上打黃油，減小摩擦系數。

4.5 落架高度的控制

拱架落架高度要滿足拱架在落架后以及在平移過程中完全脫離已經澆筑好的拱圈，不受拱圈阻擋，所以落架高度要考慮拱架的壓縮變形和拱圈底部的不平整性，此外，落架高度也不宜考慮太大，如果考慮太大會加大拱架的落架和頂升高度過大，會給施工帶來可操作性不強和安全隱患增大的后果。所以落架高度要綜合考慮拱架的變形、拱圈的不平整性、可操作性和安全性后才能確定。

5 結 語

吊南河大橋鋼拱架整體橫移時，拱架最大應力為51 MPa;拱架落架后，最大回彈位移在拱頂位置，為23 mm;每組拱架拱腳處水平向反力合計45 t，豎直向反力合計37 t。在實際橫移過程中，剛開始由于拱架的拱座和滑動面鋼板因有一點銹蝕、以及靜摩擦啟動系數較大，需要克服130 t 張力才能滑動，而后逐漸降低到70 t、65 t 就能滑動。

整體橫移鋼拱架施工工藝研究及成功實例，有效的解決了雙幅拱架需要兩次拼裝、預壓拱架的施工特點。施工工藝能節省大量的施工費用和縮短施工時間，為同類型的橋梁施工提供了可靠的經驗和技術參考，其工藝思想在以后的橋梁施工中將得到更廣泛地應了和推廣。