貝雷梁支架拱肋吊裝工藝研究

【摘 要】本文闡述了采用貝雷梁支架進行拱肋吊裝施工的技術特點、工藝原理，結合現場施工經驗，對貝雷架施工技術在拱肋吊裝施工中的工藝流程進行了分析和總結，并結合工程應用分析了該技術的效益。

【關鍵詞】鋼管混凝土拱橋；貝雷架；鋼管支架；定位工裝；效益分析

1 前言

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。鋼管混凝土拱橋是將鋼管內填充混凝土，由于鋼管的徑向約束而限制受壓混凝土的膨脹，使混凝土處于三向受壓狀態，從而顯著提高混凝土的抗壓強度。同時鋼管兼有縱向主筋和橫向套箍的作用，同時可作為施工模板，方便混凝土澆筑，施工過程中，鋼管可作為勁性承重骨架，其焊接工作簡單，吊裝重量輕，從而能簡化施工工藝，縮短施工工期。目前我國在在鋼管混凝土拱橋施工時，主要采取以下幾種方法：無支架纜索吊裝法；轉體施工法；搭支架施工法以及多種方法綜合應用的施工方法。

環太湖公路及環湖沿路大堤加固工程大錢港大橋橋跨布置為4×25+118.6+3×25+3×25m，橋寬24.5m，主橋118.6m為鋼管混凝土系桿拱橋；引橋為25m跨徑預應力混凝土等截面現澆連續箱梁。其中主跨為鋼管混凝土拱，橫向設置2片拱肋，計算跨徑115m，矢跨比1/5，矢高23m，。拱軸線方程為y=（4x/5L）（L-x），拱肋截面采用啞鈴型，兩拱間設改良x型風撐5道。在拱肋和風撐吊裝過程中，采用貝雷梁-鋼管組合式支架進行吊裝施工，確保了工程質量和安全生產，取得較好的社會效益和經濟效益.

2 工藝特點

1、無須進行地基處理，施工方便。

2、無須大型的起吊設備，降低工期，節約成本。

3、對拱肋的標高和平面位置的調整比較方便，能很好控制拱軸線型。

4、通過搭設支架平臺，方便工人進行焊接工作，保障焊接質量。

5、支架可用來做后續防護處理、景觀裝飾等平臺，減少了后續投入。

3 工藝原理

拱肋拼裝支架采用貝雷架輔以鋼管架，按照拱肋就位后的大致位置，在系梁及橫梁組成的框架體系上進行放樣，支架體系的標高、寬度須滿足拱肋安裝需要，支架的強度、剛度、穩定性滿足規范要求。

支架體系具體如下：

支架采用貝雷架雙排豎向支撐，每層貝雷架支架通過U形扣連接，確保穩定性，具體結構如下圖：

圖1 貝雷架結構圖

支架搭設在系梁的頂部，通過在橫梁上方搭設工字鋼支撐貝雷架，并在貝雷架上搭設纜風繩，確保支架在施工中的穩定性。

雙排貝雷支架體系本身穩定性較好，為抵抗拱肋安裝時對支架產生的水平推力，順橋向采用鋼管支架搭設平臺，橫橋向用貝雷架設置連接系（支架每4層貝雷架設置橫向支撐），并采取在支架上設置風纜的辦法，確保支架體系的穩定。

4 施工工藝操作要點

4.1吊裝拱段前準備

1、復測拱腳段的安裝控制數據，修正偏差。

2、復測主橋中心線，里程點，修正偏差。

3、拱腳段管口下緣，一側緣焊上靠板。

4、檢測與標記控制點

對加工拱肋段和拱座尺寸進行質量檢查，對于拱肋端接頭要用樣板校驗，要在拱肋的兩端頭標出中線；對拱腳的軸線位置、標高、坡度、預埋件位置和鋼管拱定位軸線等進行檢查、復核。

4.2 吊裝主拱段

1、兩岸對稱吊裝，從拱腳到拱頂依次進行。吊裝時，浮吊就位在預定水域上，并采用定位措施。當起重臂移動至拱肋上方，由起重工將拱肋與吊鉤上的吊繩綁扎牢固。綁扎方式為捆綁式，吊點位置要與設計吊點位置相一致。吊起拱肋并保持水平，再將拱肋沿縱向緩緩吊運至拱肋臨時托架上。通過調整吊機起重索和牽引繩，使拱肋兩端按設計位置放置于拱肋支架上。

2、當拱段初步吊裝到位后，讓管段的下口下緣與側緣緊貼靠板，調節兩管口。基本到位后調整上管口。

3、上管用兩只千斤頂調節高程（微調），左右用纜繩調整軸線使拱軸線俯視投影與設計位置吻合。如下圖所示：

4、邊拉與調節同時進行，調節到檢測點的高程，里程到位，拱軸線俯視投影與設計位置重合。壓下端口組裝縫，焊定位焊。上端口用型鋼與支撐架固定，鎖定纜繩。

以上吊裝、標高控制、里程控制、拱軸線控制等均用全站儀全程監測，確保滿足設計要求。

5、用如上方法依次吊裝其他段。本橋拱肋根據制作、運輸、安裝綜合考慮，不算拱腳預埋段，分成5段，根據對稱安裝的原則，合攏段為中段。合攏段是鋼管拱形成的關鍵，是結構體系轉換的工序，起到調整全拱各單元體焊接收縮、熱膨脹、線型等重要作用，因此，這個過程必須準確采集數據，保證一次成功。首先對環境溫度進行連續測量，取得至少48小時的數據，確定合攏的最佳時間，本橋的合攏溫度為20℃，工期安排合攏在10月份，決定在無陽光直照時合攏，同時，測量適當間隙量切割下料，一次切出坡口打磨合格，每根管口的測點不少于8個，以保證準確。考慮合攏的對稱性，兩條拱肋必須連續完成，并及時安裝風撐，以免溫度變化時造成單側拱肋偏移。根據合攏操作時間，確定一次合攏兩條拱肋，即派專人觀測溫度變化，待氣溫降至合攏溫度時，馬上開始作業，操作過程應平穩進行，不可操之過急。一個合攏段就位固定好后，吊機馬上移走吊第二個拱肋，第一個合攏段馬上開始修口，固定點焊。兩條拱肋全部合攏后，每個接口兩個電焊工，四個接口同時開始對稱連續作業，直到全部焊完。之后，測量標高與安裝軸線進行核對，安裝橫、斜撐，達到良好效果。

6、焊接：現場安裝縫的焊接采用全位置單面焊雙面成型的工藝，從拱頂到拱底順序，用4分對稱焊、二人對稱焊接。按I級要求施焊。焊接電流要根據不同的焊接位置隨時調整。焊接環境要符合以下要求：

1）風速超過8m/s時，停止焊接。

2） 焊接作業區相對濕度低于90%。

7、檢驗：焊接按I級要求進行外觀檢查及內部檢驗，內部進行100%的超聲波探傷。幾何尺寸檢驗：

1）軸線偏位：≤L/6000

2）拱圈高程：±L/3000

3）對稱點高差：≤L/3000

檢驗合格后填寫檢查記錄表。

5 效益分析

與纜索吊裝法相比雖然投入了支架費用，但可以保證鋼管拱施工的質量，施工工期也大大縮短，本項目原計劃拱肋吊裝30天，實際工期18天，初步計算比計劃工期提前12天，成本明顯降低，經濟投入節省了12萬元。

6 結語

貝雷梁-鋼管支架拱肋吊裝施工工法在環太湖公路及環湖沿路大堤加固工程大錢港大橋拱肋吊裝和風撐安裝施工中得以應用，從 2012年 10月2日開始施工，到 2012年11月10日全部安裝、焊接完成。拱肋和風撐焊接質量檢測合格率100%，拱肋線型和標高得到較好控制，滿足規范和設計要求。

參考文獻：

[1]王潔；大跨徑鋼管砼拱橋拱肋吊裝施工技術的研究[D]；合肥工業大學；2007年

[2]馬必利；鋼管混凝土拱肋吊裝的施工控制[J]；中外公路；2004年01期

[3]陳亮；梁群；；大跨徑鋼管混凝土拱定位技術概述[J]；山西建筑；2011年29期

作者簡介：

郭鋒鋒，1980.3，男，湖北武漢，工程師 ，中天路橋有限公司，施工管理