淺談下承式鋼管混凝土系桿拱橋施工技術

樊　恩（昆山市交通航務工程公司，江蘇 昆山 215300）

淺談下承式鋼管混凝土系桿拱橋施工技術

樊恩
（昆山市交通航務工程公司，江蘇 昆山 215300）

昆山市東楊林塘橋是單跨80m下承式鋼管混凝土系桿拱橋，施工支架選擇了碗扣滿堂支架方案，系統介紹了支架施工、鋼管拱肋定位、鋼管混凝土壓注、吊桿安裝的施工工藝和方法，總結了施工工藝質量控制標準和措施。

鋼管混凝土壓筑；系桿拱橋；碗扣支架；鋼管貝雷梁支架

一﹑工程概況

東楊林塘橋主橋上部結構為80m下承式鋼管混凝土提籃拱。主橋承重構件拱肋及系桿，設二榀分列。系桿間凈距8.3m，拱肋向內傾斜8°角，面內拱軸線方程y=4fx（L-x）/L2，矢跨比f/L=1/5.5，跨徑L=80m，矢高f=14.545m。系桿采用單箱型截面，外立面與拱肋平行以利美觀。拱肋采用啞鈴型雙圓管截面，管內填充C40微膨脹混凝土。吊桿采用OVMLZM吊桿系統及OVMXG系桿系統，全橋共計26根吊桿。

二﹑施工重難點分析

（1）拱腳施工。拱腳位于拱肋﹑系桿﹑端橫梁三者節點處。對主橋的拱腳施工，一則拱腳內鋼筋布排密集，系桿及端橫梁預應力孔道穿越其中，拱腳內還有鋼管拱肋及勁性骨架的預埋段；二則鋼管拱肋預埋段的準確性是保證其在安裝過程中達到設計拱軸線的首要及關鍵環節，拱腳一經完成施工就已經確定本系桿拱拱軸線在空間的具體位置，不可再行調整。

（2）鋼管拱肋混凝土的制備與灌注。混凝土制備應優化配合比，在確保設計強度的前提下使混凝土具有較好的流動性等；混凝土的泵送頂升應確定合理的灌注順序，同時應確保管內混凝土灌注的密實性，使成形后的拱肋中鋼管與混凝土共同參與受力。

三﹑施工工藝

3.1施工支架

主橋拱腳﹑系梁施工，系梁下地基清表后直接碾壓密實，壓實度應保證大于90%，5%灰土回填至與碾壓后的原地基齊平后，再鋪筑50cm5%灰土，再鋪設30cm三合土，用壓路機碾壓后澆筑15cm 厚C20混凝土地坪。拱腳﹑系梁采用滿布支架法現澆，支架采用碗扣鋼管支架。支架主要由豎向承重立桿等組成，施工荷載主要由立桿承受，立桿軸向承載力則由橫桿步距（豎向間距）確定。

支架縱橫向均須設剪力斜撐，斜撐采用鋼管，其規格不低于支架鋼管。支架搭設前，對需要搭設支架的地基要首先進行預壓，穩定持荷48h以上，盡可能消除地基土的變形。支架搭設完成后，應按照混凝土澆筑荷載的120%預壓，以盡可能消除支架的非彈性變形，準確測定支架系統的彈性變形。支架預壓采用堆碼沙袋法并按新澆混凝土荷載的60%﹑100%﹑120%的梯度分級加載，每級持荷約1h，加載至120%后則需穩定持荷48h以上，在分級加載荷載中進行分級測量，作好記錄。

3.2鋼管拱肋定位

拱肋分5節安裝，拱腳預埋段為2節，其余3節進行現場拼裝對接。

首先安裝的拱腳預埋段在澆筑拱腳砼之前進行安裝定位，拱腳預埋管安裝采用空間三維坐標控制，鋼管在空中骨架內，拱座空間小，測量控制點測設困難，精度要求高。施工放樣時，采用三點控制預埋管空間位置，在鋼管拱節段加工時，對鋼板上口中心﹑拱腳節段上口截面象限點進行精確定位和制作，然后根據象限點用線錘進行法蘭截面中心分中并定點。安裝時采用全站儀對鋼板上口中心﹑拱腳節段上端象限點和法蘭中心點這三個點進行精確放樣。拱腳預埋鋼管與相鄰鋼筋進行點焊，并采用6道δ=10mm厚﹑寬10cm鋼帶將拱腳鋼管固定。

拱肋安裝時，為便于兩節段拱肋對接，合龍段預留8mm～10mm間隙，在兩段鋼管各自端頭周邊外側焊接臨時螺栓連接鋼板，在臨時連接后進行初焊，待全拱成形后再終焊，并除去連接鋼板。

3.3拱肋吊裝施工

待拱肋架設后，將拼裝成段的鋼管拱運到起吊位置上，全橋拱肋重為91.625t。中間拱肋A節段長為26m，重14.85t；單側拱肋B節段長為22.891m，重13.2t。從兩側進行起吊，拱肋拼裝用兩艘80t浮吊船將鋼管拱分節吊裝至拱架上焊接成拱，并按從拱腳到拱頂的順序（即B→A），同時對稱吊裝焊接成型。合龍時選擇合龍溫度宜在14℃～20℃之間。鋼管接頭焊接前可采取臨時剛性固定，以避免焊接時接頭間發生相對位移。待全橋拱肋全部拼裝完畢后，再進行拼裝兩拱肋間橫向支撐。

3.4鋼管拱肋混凝土壓注

主橋鋼管拱肋內灌注C40微膨脹混凝土，根據《公路橋涵施工技術規范》中有關規定，灌注混凝土要求具有低泡﹑大流動性﹑收縮補償﹑延后初凝和早強的性能，同時根據經驗混凝土配制強度應比設計強度提高10%～15%。

拱肋砼泵送順序，先壓注拱肋下弦管，再壓注拱肋上弦管，最后壓注中間部分。

對左右兩側（或稱為上下游）鋼管拱肋的灌注順序，一般應符合對稱灌注的原則，對本橋采用左側下弦管→右側下弦管→左側上弦管→右側上弦管，左側中間部分，右側中間部分的先后順序。嚴格執行對稱加載的原則，即以拱頂為對稱線，兩半跨對稱加載。

弦管混凝土灌注時，先泵送一定量的水泥漿（厚度30cm），以潤滑管壁，減小泵送過程中混凝土與管壁之間的摩擦力，并可避免自由下落的混凝土粗骨料產生彈跳。

單根拱肋的弦管及腹腔應從兩拱腳端采用兩臺輸送泵對稱灌注混凝土，且混凝土灌注速度應基本相同，混凝土頂升面高差不能超過3m，接近拱頂時，混凝土頂升面高差不能超過1m，以確保拱肋的縱向穩定。

3.5吊桿安裝與張拉

吊桿安裝采用從拱肋頂向下把吊桿穿入拱肋和系桿上的索導管內的方式，由人工沿著拱肋上的貓道走道把吊桿搬運到每個吊索的安裝位置后，取下下端的錨環，并穿入肋拱上的索導管內，當錨端露出上索導管后，立即在前端錨杯內安裝好牽引環，并用葫蘆倒鏈固定橫﹑系梁上作牽引。吊桿后端捆綁一個倒鏈作溜繩，便于控制向下吊桿的滑移速度。當吊桿下端進入到設計位置后，取下牽引環和倒鏈并安裝好錨環。

吊桿張拉采用4臺YD150牽引式千斤頂分批次成對對稱單端張拉，張拉以張拉應力為主和以量測伸長量為輔的“雙控法”進行控制。

張拉前應仔細計算其張拉索力及伸長值，并征得施工控制單位及設計單位的同意后方能進行張拉。張拉時設置臨時觀測點24小時觀測，做好記錄確保施工安全﹑有序的進行。

結語

本文依據昆山市東楊林塘橋主橋實際施工過程編寫，提出了系桿拱橋施工的主要難點，并通過具體的施工技術，采取不同的方法解決了上述問題，為以后的系桿拱橋施工提供了參考。

[1]江正榮，朱國梁．簡明施工計算手冊[M]．北京：中國建筑工業出版社，2005．

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