鋼管混凝土拱橋拱肋施工線形控制技術研究

王飛

摘? 要：混凝土鋼管拱橋施工技術要求高，工藝復雜，在具體施工過程中要做好拱肋線性控制，該項工作會對橋梁工程最終的線性和內力的實際情況能夠滿足最終的設計要求造成直接影響。因此，鋼管混凝土拱橋施工時，應當做好拱橋拱肋施工現場控制技術的研究，從而提升橋梁工程的質量，為所有提供一個高質量的工程。

關鍵詞：橋梁工程;混凝土;線控控制;工程質量

中圖分類號：U445? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）03-0147-02

Abstract： The construction technical requirements of concrete steel pipe arch bridge are high and the technology is complex. In the specific construction process， the linear control of arch ribs should be done well. This work will have a direct impact on the final linear and internal force of the bridge engineering to meet the final design requirements. Therefore， during the construction of concrete-filled steel tubular arch bridge， the research on on-site control technology of arch rib construction of arch bridge should be done well， so as to improve the quality of bridge engineering and provide a high-quality project for all.

Keywords： bridge engineering; concrete; line control; engineering quality

鋼管混凝土拱橋是目前應用較為廣泛的一種橋梁，其在實際應用過程中具有跨度能力大、輕質高、外觀美觀、施工簡單等多項優點，因此，近年來它得到了廣泛的應用與迅速的發展。橋梁工程跨度的不斷增大，這使鋼管混凝土拱橋的整體造型變得更加復雜，同時，也使施工安全風險系數進一步加大，在工程建設期間同時涉及到鋼管拱的結構內力、變形以及穩定性等項目進行監控測量，從而保證橋梁施工中的安全性及合理性。

1 鋼管混凝土拱橋具備的特點

鋼管混凝土是一種將混凝土壓入到鋼管內的復合結構。在工程具體施工過程中，通過鋼管對混凝土套箍約束從而形成整體受力，共同承擔整個橋梁的靜荷載與動荷載，有抵抗強度高和塑形變形能力強的作用[1]。鋼管混凝土拱橋在施工過程中，選擇合理的拱軸線后，能夠使鋼管混凝土抗壓強度在具體應用過程中的優勢得到進一步提高，進而使承受彎矩變小，提高橋梁工程在應用期間的跨越能力，能夠將其應用到不同的環境中，外觀較為美觀[2]。

2 工程施工控制原理與流程

鋼管混凝土拱橋在具體施工過程中能夠通過不同的計算方法完成對拱肋在不同的施工階段的具體預拋高值、饒度、位移值等多項控制指標內容的計算，但是從工程的實際施工情況來看，利用這些理論數值對工程的施工進行指導時，可能無法達到預期效果[3]。導致該現象發生的主要原因是鋼管拱肋為分段吊裝成拱后再進行混凝土灌注，同時，由于吊裝橋面系施工期間，結構體系會發生較大程度改變，外界換進各因素較為復雜，這都對工程的具體施工造成一定影響。由此可見，在鋼管混凝土拱橋具體施工期間，要依據工程的具體施工過程中監測結果，及時完成對拱肋結構形態的調整，做好相應的分析工作，從而使拱肋施工的穩定性和安全性更加可靠，保證工程施工的順利進行，以及項目建成后能夠為人們提供良好的交通環境[4]。

3 鋼管混凝土拱橋具體施工工藝分析

3.1 工程概況

西藏日喀則市吉隆縣吉隆鎮吉普大橋跨徑60m，采用有推力下承式鋼管混凝土拱橋，該橋全長72.7m，橋寬7.5m，主拱圈采用啞鈴型鋼管混凝土結構。橫梁采用鋼混組合式結構，橋面為先簡支后結構連續的6m普通鋼筋砼空心板，橋面連續，縱梁采用焊接工字鋼梁，安裝現場采用高強螺栓連接。吉普大橋是進出吉普村的重要通道，橫跨吉普大峽谷，峽谷最深處約250m。結合橋梁現場實際情況及施工條件，該橋施工決定采用纜索吊裝方案，吊裝主拱肋、橫聯以及橋面板等構件。全橋共分14個節段，以橋跨中心線對稱布置，拱肋中距為8.5m，每個節段縱橋向水平投影最大長度為10m，最大荷載約78kN不足100kN。

3.2 鋼管拱加工

在施工期間，為了鋼管拱能夠達到設計要求及規范標準，通常都在鋼管拱圈制作時便開始監測。鋼結構的制作、安裝作業都會受溫度的影響，在進行鋼件加工過程中，鋼材溫度的變化、焊接收縮以及畫線粗細等都可能對拱圈制作造成一定的偏差，因此，在鋼管拱圈制作前進行分析，同時，做好相應的基礎準備工作，針對施工作業開展制定出一套合理的施工計劃，依據計劃完成相應的施工[5]。施工期間，要對溫度變化情況進行詳細的觀測，依據設計單位提供的合攏溫度，對實際溫度加以校正，從而使工程施工的精度和質量都能夠達到相應的要求。

在投影線上對拱肋階段進行加工，平放在臺座上，利用加工節段控制點掉線對拱肋線性進行復核。對拱肋進行加工時，要對預留加工、焊接收縮量等各項內容進行全面考慮，消除實際施工期間，各種不同類型的誤差對拱肋線性造成的不良影響。制作完拱肋節段后，要在廠內完成相應的試拼，該項作業選擇的設計合攏溫度在15-20℃之間進行，因此，有必要再次對拱肋線性重新復核，做好相應的標記工作。

3.3 鋼管拼接

在實際作業過程中，要做好鋼管拱單肋平拼和鋼管拱相鄰段整體立拼作業，在具體拼接期間，對橋梁工程的整體規模和周圍的環境進行詳細分析，對接頭坐標進行精準測量，保證相聯位置的準確性，為橋梁工程的最終拱連成一個整體，提高橋梁工程的最終質量提供了強有力的支持。

4 控制鋼管拱肋安裝線形

4.1 控制拱肋安裝

吊裝拱肋過程中，需要控制拱肋軸線、標高多項指標，拱肋的整體線性控制是施工中最為關鍵的控制性任務。拱肋拼裝期間，拱肋線性和軸線偏位調整通過扣索以及側風纜來調整，測量技術人員實時動態測控，對于工程中采用的風纜錨，應將其固定工程兩岸的陸地上。

（1）控制拱肋線性測量

對于橋梁工程中的拱肋線性，采用測點三維坐標控制，確保拱肋拼裝達到設計拱肋線性，提升工程質量[6]。在該項作業期間，根據設計拱肋線性放樣相應的增加預抬量，減少扣索調整次數，完成相應的計算。具體施工作業期間，通過對2臺全站儀，完成相應的控制工作，其中一臺放置在軸線上，通過對其利用，進行測點軸線定位，另一臺則被放置在側向位置處，通過對其利用，對測評點面和高程定位進行觀察。拱肋安裝時每段拱肋的位置，通過兩拱對接處及正在安裝拱肋端頭作為測點，對拱軸線、高程以及平面位置等多項內容進行精準測量，并且要做好記錄分析工作。對于橋梁工程中的拱肋軸線變高，拱肋高程的調整需利用扣索長度的變化來調整，拱肋軸線橫向的偏離由側風纜的長度進行調整。

拱肋安裝每節段時，扣索和風纜的受力均在發生變化，從而影響拱肋安裝的線性，測量人員應動態監測和觀察拱肋的軸線偏位、高程，并做好相應的記錄，反饋所測數據。根據實際反饋數據做出扣索和風纜調整方案，保證拱肋安裝對接順利，同時，保證扣索和風纜處于最佳受力狀態。

（2）設置好預抬量

進行扣索調節的目的就是為了保證拱肋軸線的最終設計可以達到相應的要求標準，但是從實際情況來看，安裝期間會出現頻繁調索現象，將對工程的施工進度和結構內力的變化造成必然影響，為了提升工程最終質量，要對調索次數進行控制，避免發生多次調索，因此，應當在拱肋安全時設置相應的預抬高量，從而達到該項目的[7]。根據拱前扣索索力的實際情況，通過MIDAS軟件的應用對計算結果進行模擬，完成對工程中涉及的扣掛體系統和吊裝順序進行加載，同時，用現有的張拉設備發算張拉力復核計算作業。相應計算及復核完成后，第一段扣索張拉、收緊工作同時完成，從而達到前期計算的預抬高程，通過該方法對其它段進行吊裝，能夠減少調索次數。

（3）控制安裝次數

橋梁工程在進行拱肋安裝時，隨著溫度的改變拱肋也會發生變化，同時，扣索的鋼絲繩也會發生變化，通過具體觀察，可以發現晝夜溫差會對拱肋高程造成較大的影響。因為拱肋是鋼管拱結構，結構內部產生的熱量無法及時散熱，因此，在25℃的環境下進行拱肋安裝。測量數據的有效、真實性，在進行測量定位等多項工作，應當在日出前完成相應測量數據，確保最終測量結果的準確性以及拱肋安裝線形的精準性，達到設計預期效果。

4.2 控制合攏

安裝合攏前，應依據氣象部門提供的3-5天氣象預報，選擇其中1-2天進行24小時不間斷氣溫觀測，選擇氣相對較低并且平穩的天氣，完成相應的觀測，通過以往的工程建設經驗可以確定拱肋瞬時合攏的最佳溫度約為20℃。以此作為參考依據，完成對合攏施工臨時時間的確定。進行合攏時，在合攏兩端應當利用活動法，保證最終拱肋安裝可以具有重復的富余量，同時，通過拱頂測點高程、平安位置測量等方式，完成對合攏段的精準定位，保證鋼管拱圈在成橋后處于最佳受力狀態，提升工程質量，延長使用年限。

5 結束語

鋼管混凝土拱橋建設過程中，應當做好施工工藝和拱肋安裝線形分析工作，進而保證橋梁工程的質量能夠滿足應用需求，為人們提供一個良好而舒適的交通環境，從而滿足人們日常出行的需求。

參考文獻：

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[2]王紅偉，謝開仲，郭曉，等.大跨度鋼管混凝土拱橋拱肋混凝土灌注過程穩定性研究[J].世界橋梁，2019，47（05）：49-53.

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[4]曾子豪.特大跨徑鋼管混凝土拱橋建設中拱肋吊裝的施工技術[J].低碳世界，2019，9（07）：275-276.

[5]張亞杰，李世銘，胡曉東，等.下承式鋼管混凝土拱橋拱肋施工支架安全性研究[J].水利與建筑工程學報，2019，17（03）：204-207.

[6]李軍勤.鋼管混凝土簡支系桿拱橋施工組織與技術探討[J].建材與裝飾，2019（14）：252-253.

[7]盧士波，呂利芹.基于PDL模型的鋼管混凝土勁性骨架拱橋拱肋吊裝線形控制研究[J].交通科技，2019（01）：55-58+62.