大跨度鋼管混凝土系桿拱橋系梁施工技術研究

盧念啟

摘? ? 要：砼鋼管作為骨架，主拱結構的大跨拱橋通常稱為砼填充鋼管骨架拱橋，該橋的發明大幅度加快了砼填充鋼管拱橋的發展。這種類型橋梁不需要很高的工程建設工藝，整體穩定性好，工程建設成本低廉。

關鍵詞：大跨度鋼管;混凝土;拱橋;施工技術

中鐵十局寧啟六分部承建施工的通揚運河特大橋是寧啟鐵路復線電化工程的重點控制性工程之一，該橋位于江蘇省南通市通州區平潮鎮轄內，寧啟鐵路通揚運河老橋以北約470m。主跨以一孔128m下承尼爾森體系鋼管混凝土提籃式系桿拱橋跨越通揚運河及西側的公路，該橋為我國鐵路客運專線工程中一種新興的施工工藝，屬于較大跨度的下承尼爾森體系鋼管混凝土提籃式系桿拱橋。

一、鋼管拱肋工程概況

通揚運河特大橋主跨1-128m雙線下承式鋼管混凝土系桿拱，計算跨徑128m，矢跨比1/5，平面內矢高為25.6m，拱軸線采用懸鏈線線型;拱助橫截面采用啞鈴形鋼管混凝土截面，截面高度h=3.4m，沿程等高布置，鋼管直徑為1200mm，由厚18mm的鋼板卷制而成，拱肋在橫橋向內傾9度，形成提籃式。吊桿布置采用尼爾森體系，采用127根φ7高強低松弛鍍鋅平行鋼絲束，冷鑄墩頭錨，索體采用PES（FD）低應力防腐索體，并外包不銹鋼防護。兩拱助之間共設5道風撐，頂拱處X型撐，拱頂至兩拱腳間設4道K型風撐，總工程量約560t。風撐鋼管內部不填混凝土，其外表面需作防腐處理。

二、混凝土系梁施工

1.系梁支架施工

（1）支架搭設

鋼管樁插打采用汽車吊、振動錘進行，通揚運河寬度60m，從兩岸向中間插打，最后進行中間段合攏。鋼管頂部安裝牛腿與頂部橫向貝雷片墊梁之間要連接牢固，以增強鋼管的橫向和縱向穩定性，鋼管樁打插完畢后進行壓樁試驗。

鋼管樁上部墊梁采用2I40b工字鋼;墊梁與鋼管樁間采用焊接連接。在墊梁上鋪設貝雷梁或型加強型貝雷梁作為縱梁，支架與墊梁之間用[16槽鋼加固。

（2）支架預壓

預壓重量為設計荷載（系梁自重）的120%，加壓順序與澆筑混凝土順序一致，預壓材料采用混凝土預制塊。加載時按照設計荷載的40%、80%、100%、120%分四級加載，測出各測點加載前后的高程

2.拱腳、吊桿套管預埋

（1）拱腳預埋

拱腳預埋骨架的施工次序：首先根據施工圖紙給出的拱肋坐標，將預埋拱肋鋼管定位，再根據施工圖紙所示安放型鋼骨架，型鋼的位置可以根據具體情況作適當調整，并盡量避開預應力孔道，調整好以后焊接型鋼形成骨架，為在施工拱腳封固混凝土時，拱肋鋼管上浮及振搗混凝土引起的鋼管偏移，將預埋骨架中件1、1a及件2伸長至混凝土頂面并加-16*150*300mm鋼板封底作為支腿，同時增加拱肋連接槽鋼，件1、1a及件2伸長后定位尺寸避開橫向預應力管道，從兩相鄰橫向預應力居中位置穿過。

（2）吊桿套管預埋

在混凝土施工前要做好吊桿錨墊板、預埋套筒和錨塊等的設置，全橋分為內、外吊桿，預埋時要依次測量，防止出現偏差。

3.拱腳澆筑

根據設計圖紙，端橫梁高2.5m+拱腳頂面高4.96m=7.46m，由中部向兩側澆筑，當澆筑至離拱腳50cm左右滿足插入式振動棒的振搗范圍時，開始鋪設斜面模板，每澆筑1m高度即暫停，然后鋪設下層斜面模板，直至澆筑完成。

根據設計圖紙，端橫梁高2.5m+拱腳頂面高4.96m=7.46m，由中部向兩側澆筑，當澆筑至離拱腳50cm左右滿足插入式振動棒的振搗范圍時，開始鋪設斜面模板，每澆筑1m高度即暫停，然后鋪設下層斜面模板，直至澆筑完成。

4.拱肋分段及支架

根據該橋的施工特點，將單片拱肋劃分為除拱腳預埋段外共分7個吊裝節段，中間合攏節段最長，長度約22米重量約32噸，邊段最短，長度約15米重量約22噸。根據拱肋最大節段重量，拱肋支架采用四肢鋼管格構柱形式，鋼管規格為φ273*6、φ325*8，鋼管頂部橫梁采用350*350的H型鋼支架基礎通過預埋板錨固在系梁頂面，并安裝角鋼橫梁。支架頂部設有拱肋線形牙板，用于拱肋初步定位，微調通過調節絲桿實現。

5.拱肋安裝

（1）兩側分段安裝

拱段對位：用兩臺汽車吊（橋上一臺75t吊車、橋下一臺130t吊車）將拱肋節段緩慢吊起。兩端設溜繩慢慢調整拱肋的空中姿態，慢慢地移置接頭處防止拱肋提升過程中轉動。線型調整：利用前支架上千斤頂調整拱段前端標高符合監控指令值，測量并調整拱肋中心線至設計橋軸線（誤差不大于監控指令要求）。復測兩側分段線型。

（2）中間分段安裝

吊裝對位：拴好溜繩，用兩臺汽車吊鋼拱中間分段至設計位置附近，初調角度，用導鏈收緊輔助對位。初調線型用法蘭盤將中間分段與兩側分段臨時連接，慢慢放松吊點，使拱肋完全由支架支撐。

線型調整：利用支架上千斤頂調整中間分段兩端標高至監控指令規定值;調整中間分段中心線至設計橋軸線（誤差不大于監控指令要求），擰緊法蘭盤的高強螺栓，將兩側分段和中間分段進行定位固結。

（3）拱肋合攏段施工

合攏段的安裝要選擇在溫度14℃-20℃的環境下進行。在拱肋合攏前，對已安裝拱肋進行精確測量，并根據需要進行溫度修正，選擇溫度穩定時實施合攏。合攏段與兩側拱段前端之間的主弦管按設計要求留空隙，在空隙處的主弦管上安設臨時法蘭盤進行臨時定位鎖定，最后實施電焊固結。合攏段的安裝長度為實物放樣，為避免返工，測量精度必須予以充分保證，放樣切割必須精確。

（4）拱肋混凝土灌注

拱肋內混凝土施工工藝采用泵送頂升壓注施工，由拱腳頂部設置壓注孔，兩端同時對稱分段，兩極將混凝土頂升，靠混凝土自重將本身孔隙壓實。壓注時應嚴格控制泵壓和泵速，保證混凝土對稱灌注和對稱加載。混凝土灌注時，利用鐵錘敲擊鋼管聽音的方法確定混凝土灌注位置。

當排氣孔冒漿時，應繼續壓注混凝土，直到浮漿全部排完，出現合格的混凝土時，方可停止泵送。

結論

綜上所述，要想解決大跨度分段現澆混凝土系梁線形難以控制的問題，就要對預拱度進行精準控制，并采用側模一次成形以及鋼筋一次綁扎技術;要想解決相鄰節段處混凝土容易產生裂縫的難題，首先要了解產生裂縫的原因并對其進行分析，再綜合運用防裂技術解決問題;要想解決拱腳預埋斷定為困難的問題，就要了解拱腳定位技術并合理運用，為拱肋合龍提供有利條件。

參考文獻：

[1]張玉平，李傳習，董創文.“零彎矩法”應用于斜拉扣掛索力確定的討論[J].長沙交通學院學報，2018（1）：15-18.