鋼筋混凝土拱橋主拱箱纜索吊裝施工技術

【摘要】通過工程實例，論述了該橋在采用纜索吊裝法中，纜索吊裝、斜拉扣掛方案的具體布設和主要施工工藝。研究結果表明，纜索吊裝方法適合于本工程的施工，纜索吊裝、斜拉扣掛方案是否安全可靠關系到整個成橋的質量，因此，本文研究結論對類似橋梁建設具有參考意義。

【關鍵詞】鋼筋混凝土拱橋；纜索吊裝；施工技術

引言

纜索吊裝具有水平和垂直運輸機動靈活，適應性廣，施工也比較穩妥方便等優點，目前在修建橋梁時廣泛采用。纜索吊裝施工主要用于預制安裝的鋼筋混凝土拱橋，同時在勁性骨架施工拱橋的骨架安裝、拱上結構安裝、剛架拱橋施工、懸索橋加勁梁安裝中得到廣泛運用。

1.工程概況

本工程為烏弄龍水電站連接兩岸的混凝土拌合站和地下廠房的永久跨江大橋，位于云南省迪慶州維西縣巴迪鄉的瀾滄江上，距下游巴迪鄉約12km，維西縣約125km。設計荷載：汽車-60、掛-300；橋面凈寬8.0m，兩側各1.25米人行道，設計洪水頻率：1/100年。采用1孔80米鋼筋混凝土箱形無絞拱，矢跨比為1/6，拱軸系數 m = 2.514懸鏈線，腹拱為8孔5.5米圓弧拱，矢跨比1/5；兩岸橋臺均采用組合式橋臺，鉆孔灌注樁基礎。橋梁位于縱坡-0.758%的下坡段，兩拱腳旗在同一高程，橋面縱坡利用腹拱立墻變高度調整。

2.拱箱預制

設計中主拱肋分5段安裝，預制拱箱高1.4米，寬1.65米，長18米左右，最大吊裝重量46.5噸。預制拱箱的制作工藝為：腹板和橫隔板采用預制組拼，底板和頂板為現澆，邊肋拱箱處外側腹板與底板整體澆筑。

2.1場地布置

根據實際地形條件和預制構件的數量，預制場設在橋位下游50m至100m處，布置2臺60噸跨徑20米的龍門吊，每臺配一個5噸電動葫蘆，用于安裝模板，鋼筋和澆筑混凝土，拱肋預制采用立式預制方案。

2.2拱箱預制

在底模完成后，在底模上按設計圖用油漆標注鋼筋和腹板、橫隔板的位置，在底模上標出安裝底板鋼筋拱箱接頭處鋼筋和拱箱接頭角鋼，角鋼與鋼筋的焊接事先焊好，角鋼與鋼筋焊接應采取措施控制角鋼的焊接變形，主要措施有兩方面：一是焊接工藝控制，焊接時先點焊，然后分點對稱多次焊接，第二是采取兩根角鋼用螺栓背連后，同時對稱焊接兩根角鋼的鋼筋。

底板鋼筋安裝好后，將腹板和橫隔板的墊塊安裝在相應位置的底模上，墊塊采用C40混凝土制作，腹板墊塊尺寸為高6cm，寬10cm，長10cm。橫隔板墊塊尺寸為高18cm，寬10cm，長10cm。然后安裝腹板和橫隔板，最后安裝底板部分外側模。

以上為中肋拱箱的預制程序，邊肋拱箱的與中肋略有不同，邊肋的外側腹板為現澆施工，邊肋拱箱施工時，為保證外觀質量，采用一次澆筑的施工方法，其余與中箱相同。

3.吊裝系統設計

纜索吊裝系統分為索道（主索、工作索、風纜）、扣索和主地錨三大部分。根據實際地形條件，不設塔架。

3.1主索布置

每段拱箱采用前后兩吊點進行安裝，兩吊點采用同一組主索。每組主索采用8根φ45mm鋼絲繩（7×19），兩端錨固在后主地錨上。為使八根主索受力均勻，在兩岸主地錨位置利用調平滑車組將八根主索調平。8根主索的中心線與橋的中心線吻合，以利于拱箱安裝。在完成兩岸主地錨的施工后，即可進行主索的安裝。由于主索直徑較大，每米重量8.269kg，在渡主索前，先渡一根先導索。先導索可采用一根直徑為17.5mm的普通鋼絲繩。利用先導索將主索牽引過深谷。將8根主索均渡過河之后，按上空索安裝標高調整主索標高。然后在左岸地錨前安裝騎馬跑車和起重滑輪組及右岸牽引滑輪組，最后用卷揚機將騎馬跑車牽到左岸地錨前安裝左岸的牽引滑輪組。

3.2扣索施工控制要點

在拱肋的懸拼施工中，除最后吊裝的跨中拱肋節段外，已吊裝就位的各拱肋節段均受到以后吊段的影響。因此，拱肋吊裝施工控制的任務是：提供各拱肋節段吊裝時各拱肋控制點的預抬高值；控制的目標是：使拱肋在合攏后各控制點的標高滿足設計要求，最終使成橋后的拱軸線與設計拱軸線相吻合。

施工過程中控制拱肋軸線線型是本橋拱肋安裝施工控制的關鍵。千斤頂斜拉扣掛技術中每吊裝一段與上段鉸結，在施工過程中，考慮拱肋后續施工拱肋節段對已施工拱肋節段的影響，預先給拱肋節段一定的預抬高值，隨著拱肋節段的不斷施工，扣索索力經常調整，拱肋節段的預抬高值不變，到拱肋合攏時，以便合攏段拱肋就位。

4.主拱箱吊裝

本工程每肋分5段吊裝，全橋拱肋共30個吊裝節段。經檢驗節段幾何參數和質量符合設計要求后，準備吊裝，預制好的拱箱通過軌道平車從儲存區移至左岸吊裝主索下方，然后全部由纜索系統運輸拱肋。拱肋吊裝利用千斤繩配合吊架捆綁吊裝，吊點位置設置在端頭第二塊橫隔板處。扣點因扣索力較大，采用精軋螺紋鋼和扣點橫梁與拱箱連接。

4.1合攏松索控制

當下放至第二段前接頭與拱頂段端頭標高基本一致時，拱頂段先上好一端接頭螺栓，然后觀測拱頂及接頭標高，若低于設計標高并超過規范容許值，在另一接頭處加墊鋼板進行調節至設計標高后上好螺栓完成合攏，將加墊鋼板點焊于連接角鋼上。

扣索及起吊滑車組松索過程中，除應注意同時兩岸對稱循環逐漸下放拱腳段扣索、第二段扣索和拱頂段滑車組外，拱頂段起吊滑車組及各扣索一次松索長度應盡量小，通過增加循環次數來達到扣索基本放松的目的，以保證施工安全。松索采取定長松索方法進行，扣索一次松索量可采用2～3cm，起吊滑車組跑頭可采用30～40cm，并用粉筆在張拉端鋼絞線及起吊跑頭上做好標記；每松一次索（對稱），應進行一次各接頭及拱頂的標高觀測，并根據反饋的標高數據隨時進行松索量調整。扣索的調整利用千斤頂進行。

經過多次松索循環，各扣索及起吊滑車組基本放松（保持10～20%左右索力），拱肋標高亦符合設計要求后，再進行一次拱肋軸線的精確調整。

4.2拱肋安裝過程控制要點

其總結如下：1）在拱肋安裝的幾個主要受力階段，對主索、扣索、錨碇進行張力、應力、垂度和位移觀測，并作好記錄，以指導施工，確保施工安全；2）各扣段安裝應設置一定的施工預抬高值（拱腳段8cm，第二段16cm，），此預抬高值為合攏前各段預抬高值，在各段安裝過程中，應注意扣索及起吊滑車的調整，確保施工預抬高值始終不小于上述數值，以便拱頂段的順利安裝；在拱頂合攏段安裝并松索完成后，此施工預抬高值消失；3）拱頂段就位合攏時，兩岸逐漸對稱循環下放拱腳段、第二段扣索，同時緩慢下降拱頂段滑車組，使接頭縫慢慢抵緊，盡量避免拱頂段的簡支擱置和沖擊作用；4）接頭焊接應在軸線標高調整完成，松扣和接頭充分抵緊后進行；5）施工過程中應注意千斤繩的配套使用，千斤繩的安全系數應大于8倍；同時各鋼繩的索卡數量應滿足規范及起重操作手冊的要求，索卡間距應滿足規范及起重操作手冊的要求；6）拱肋合攏應選擇在較低溫狀態下進行，合攏時的溫度控制在當地年平均氣溫值15℃附近；7）大風（風力六級以上）及雷雨天氣禁止吊裝作業；8）拱腳段的兩根扣索在橋臺背墻對稱于所安裝肋分開布置。

5.結語

本工程于2011年9月18日開始拱箱吊裝工作，2011年10月4日完成全部拱箱安裝。施工中未發生任何安全質量事故，所設計吊裝系統充分利用橋位兩側陡峭山壁作為其主索承力結構，施工方便快速，經濟實用，可為類似工程施工提供參考。

參考文獻：

[1]中交第一公路工程局有限公司，《公路橋涵施工技術規范》，（JTG/T F50-2011），北京：人民交通出版社，2011年8月1日

[2]周水興，何兆益，等。《路橋施工計算手冊》，北京：人民交通出版社，2001