公路橋梁建設中鋼管混凝土拱橋的施工要點

于洋

泰安市公路事業發展中心第一工程部 山東泰安 271000

鋼管混凝土拱橋具有造型美、跨度大、梁高低等優點，在跨越河道或現存交通設施時，既能縮短橋長，降低工程造價，又因鋼管拱肋構造，體現出一定的景觀效果。因此，鋼管混凝土拱橋在我國公路及鐵路中得到了廣泛應用。梁部結構采用縱橫梁格體系的鋼管混凝土拱橋，中橫梁大多采用先預制成型，后采用大型起吊設備吊裝就位。但在一些橋位現狀復雜或鄰近運營鐵路時，大型起吊設備使用難度大或無法使用。因此，為解決復雜施工環境下中橫梁的施工難題，研究中橫梁的施工方案有一定的現實意義[1]。

1 鋼管混凝土拱橋概述

鋼管混凝土拱橋以其施工方便、承載潛力大，越來越多地應用于大跨度、超大跨度的橋梁工程。大跨度鋼管混凝土拱橋空鋼管架設常采用纜索吊裝斜拉扣掛法施工，空鋼管成拱過程中扣索力的確定是首先要面臨的問題。扣索力的確定方法有多種，能滿足施工要求的扣索力也并不唯一，不同的扣索力不僅使得懸拼過程中的受力安全性不同，而且對成橋狀態的受力與線形也有一定的影響。關于扣索力的計算方法，相關文獻已有大量的研究。零彎矩法將節段之間的連接看成鉸接，在當前段扣索力張拉時，使每個拱肋節段在接頭地方的彎矩等于0，運用節點力系平衡原理，依次遞推對所有扣索力進行求解。這種方法力學概念明確，計算思路清晰，可不用對拱肋節段重心、力臂長度進行計算，特別符合編程，廣泛應用于鋼管混凝土拱橋的施工實際。

2 鋼管拱肋制作

2.1 鋼管制作

拱肋線采用二次拋物線，由多節直線短管通過拼接加工而成。短管的加工質量對成橋后的線形、尺寸精度及幾何形狀有直接影響，所以必須引起高度重視，嚴格按照測量放樣→鋼管下料→坡口處理→滾圓→拼焊→校對的流程施工。

2.2 節段制作

綜合考慮制作、運輸和現場吊裝等條件，將單片拱肋共分成7個節段，其中2 個節段是預埋段，與端部橫梁同步進行施工，其它節段都在工廠中進行拼裝。節段長度在17m左右，重量13t左右。（1）弦管單管。按照組裝修整結合基本原則，從中心到兩端進行組裝，在組裝過程中，不同的短管嚴格按照地樣線進行排序，并且每個環縫都要有一定焊接收縮量。在完成組裝作業后，按照從中心到兩端的順序進行焊接。（2）節段制作。節段的制作是指把上下弦管采用綴板組成完整的節段，先把其中一個節段中的弦管都放到組裝胎架上進行定位，將其水平度調整好后，在縱向對綴板進行定位并設置吊桿。確認吊桿與綴板實際平整度滿足要求后，對拱肋進行翻身，制作另外一面綴板，使其平整度滿足要求，完成所有桿件的組裝以后，進行統一焊接[2]。

3 拱肋施工

3.1 支架施工

在拱肋施工中使用的支架主要采用鋼管和型鋼通過拼接制成，在支架的頂端鋪設作業平臺，為施工提供操作平臺，其基礎采用擴大基礎，用強度等級為C25 的混凝土通過現澆而成，根據分段長度，結合現場實際情況，位于中間的支架，其順橋向的長度確定為8m，位于邊側的支架，其順橋向的長度確定為4m。在支架的水平與垂直兩個方向上使用槽鋼進行剪刀撐的連接，以此提高支架整體穩定性與剛度。

3.2 拱肋起吊

以計算結果為依據，節段長度在17m 左右，重量在13t 左右，采用兩點起吊法進行吊裝施工。對各節段進行起吊之前，應現在吊點進行鋼絲繩的捆綁，所用鋼絲繩的外徑確定為26mm。將鋼絲繩布置好后，用汽車吊開始起吊，以較慢的速度放置到設計確定的位置。

4 移動模架現澆方案

4.1 工藝原理

為規避使用大型起吊設備及減少對橋下同步施工的干擾，提出移動模架現澆中橫梁的施工方案，該方案極大地提高了施工工裝化水平。通過在兩側主系梁上設置軌道系統，在軌道系統上設置走行系統及承重桁架系統，承重桁架系統借助走行系統能實現在中橫梁的上方順橋向移動。在承重桁架系統上安裝吊掛系統，吊掛系統下端連接模板系統及移動導梁系統，當移動模架走行至橫梁上方，調整好移動模架后即可進行中橫梁現澆施工，施工完后通過移動導梁系統走行至下一道中橫梁后再重復上述工序。

4.2 工裝構造

中橫梁現澆移動模架由軌道系統、走行系統、承重桁架系統、吊掛系統、模板系統、移動導梁系統及附屬系統7 大部件組成。軌道系統由軌道梁和P50 鋼軌2 部分組成，P50 鋼軌位于軌道梁上方，通過壓軌板焊接固定。軌道梁采用雙拼I20b 槽鋼上下加蓋板組焊而成，通過預埋件固定在主系梁上。走行系統由走行輪、電機、剎車裝置等部件組成。承重桁架系統長27m，寬1．8m，兩端落座在走行系統上，由5 道間距22．5cm 貝雷梁通過頂部、底部及豎向90 型支撐架組拼而成。吊掛系統采用直徑32mm 精軋螺紋鋼，吊桿上端固定在承重桁架系統上并配有分配梁、千斤頂、扁擔梁等用于調整模架高程。吊桿下端連接模板系統及移動導梁系統，是整個移動模架主要傳力構件。中橫梁模板系統包括底模板及側模板2 部分，用于澆筑混凝土時控制中橫梁幾何尺寸。移動導梁系統由移動滑架及導梁組成，是控制模架移動平衡及穩定的主要構件。附屬系統主要包括防護欄桿、上下爬梯等，用于確保模架操作時人員安全[3]。

5 結語

綜上所述，對于鋼管混凝土拱橋，由于結構和施工條件所有不同，所以結構有許多不同的安裝方法，該橋所用的分段方法，通過實踐，取得了良好的效果，所用方法能為類似項目提供參考借鑒。