城際鐵路140 m鋼箱系桿拱橋拱肋無支架拼裝技術

李 錚

(中鐵十四局集團第四工程有限公司，山東 濟南 250002)

0 引言

隨著我國基建的發展，橋梁建設中鋼箱系桿拱橋也得到越來越多的應用和研究。鋼箱系桿拱橋外型優美，技術成熟，必將在城市軌道交通中得到更加廣泛的應用和發展。

穗莞深城際鐵路松福路1-140 m鋼箱系桿拱高60 m，跨度141.3 m，為城市軌道交通中高度最高，跨度最大的系桿拱橋。橋梁左右側為既有公路橋，已澆筑拱橋系梁，施工場地受限，難度大。并且本工程對施工的精度以及施工工期的要求高，為填補我國在同等技術上的空白，需要更符合本工程實際情況的施工技術，同時對該工程的特點進行研究，采用鋼箱系桿拱橋梁上無支架拼裝技術對本工程難點進行突破，適用于先梁后拱的鋼箱系桿拱橋的拱肋拼裝施工，適用地勢范圍廣，不受周圍環境的影響，不影響橋下的通車、管線或通航要求，可準確控制鋼箱拱肋節段的拼裝精度，適合于各級精度要求的拱橋施工。

1 工程概況

松福路1號橋總長度為3 km，屬于特大橋。工程位于深圳市寶安區松福大道綠化帶內，主跨1-140 m鋼箱系桿拱橋跨越排澇河，兩側存在與本橋平行的公路橋。施工場地為拱橋系梁臨時橋面，橋下無施工場地。本工程利用拱橋剛性吊桿作為主要支撐拼裝拱肋，不設拱肋拼裝支架，拱肋節段安裝時采用非接觸式測量精調工藝，進行標準化作業。

2 基本結構及技術參數

2.1 拱肋基本構造

根據圖紙設計、工廠加工、運輸情況及吊桿布置的要求，確定每榀拱肋分為13個拱段(含梁拱結合段)，拱段最大水平長度12.80 m，最大重量56.1 t。

2.2 工藝原理

綜合考慮施工場地地理環境，結合連續梁橋面，充分利用橋上空間，采用兩臺起重機進行主拱及吊桿施工利用吊桿本身剛度支撐拱肋精準拼裝。

根據設計要求全橋吊桿縱向間隔8 m，共設15對；均采用箱型截面，內寬1.9 m,內高1.0 m，詳見圖1。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

拱肋鋼管各節段吊裝順序如圖2所示。

3.2 拱肋鋼箱的吊裝

3.2.1拱肋鋼箱的運輸

提前對拱肋各個位置的焊縫質量進行查驗，并且控制好各部位的尺寸及幾何形狀，及時進行尺寸的測量。在檢驗通過后方可將拱肋鋼箱運至施工點下方。

3.2.2拱肋鋼箱的起吊

拱肋鋼箱運輸到位后，兩輛起重機采用抬吊法將拱肋鋼箱吊起，如圖3所示。鋼箱縱向平行移動，兩輛吊車向同一方向移動吊臂(或伸長吊臂)；鋼箱橫向移，一臺保持吊臂不動，另一臺移動吊臂(或伸長吊臂)。起重機的停放位置嚴格按照工作平面布置圖布置，起重機的臂長以及旋轉半徑按照空間布置圖所示位置進行工作，以免碰撞吊桿。

3.2.3拱肋鋼箱一般節段的安裝

拱肋鋼箱運輸到安裝位置后，由經驗豐富的起重工現場進行指揮。如圖4所示，采用吊點吊裝方法，通過倒鏈將拱肋鋼箱調節至合適的方向，并使其平穩接近接頭位置，將拱肋鋼箱與已安裝的對接板接頭相結合，然后安排測量員測量新安裝的拱肋鋼箱的標高以及其軸線的位置，如標高和軸線位置未達標可以通過調節拱肋鋼箱的底座與倒鏈使其達到設計要求，達標后將拱肋鋼箱與上節段拱肋鋼箱及本節段吊桿拼接用沖釘和臨時螺栓連接，緩緩降下吊點，使拱肋僅通過吊桿和螺栓支持，復測拱肋位置。余下各吊段及橫撐施工方法相同。

3.2.4合龍段的吊裝

選擇適宜的環境下進行合龍段安裝，溫度一般在14 ℃～20 ℃。精確測量已安裝拱肋，依據實際情況決定是否采取溫度修正，合龍前需在溫度穩定的條件下進行。合龍施工中，適量抬高2段拱肋鋼箱，然后把拱肋鋼箱緩慢降下，使合龍段緩緩靠近合龍接頭，直到合龍段對位。測量拱軸線，依照測量數據實施調節，直至達到設計要求。然后用螺栓和沖釘連接，合龍完成，見圖5。

3.2.5橫撐安裝

橫撐與拱肋安裝同時進行。 橫撐已根據設計進行了預處理和成形。 用起重機抬起至橫撐與拱肋相貫為止，安裝完成后將橫撐對中、調節和螺栓連接。斜撐桿根據上述方法施工。

3.3 拱肋非接觸測量精調

3.3.1最佳測量時段

由于鋼箱拱節受溫差影響變形較大，考慮安裝測量就位后需立即進行加固和焊接所需時間，結合測量工作最佳觀測時段，選定每天早上7：00～9：00為安裝測量和安裝前的變形監測時段，下午4：00～6：00為安裝焊接完畢的變形監測時段。

3.3.2安裝測點和監控測點的設置

由于拱節拼裝是空間作業，不便于目標點處設置反射棱鏡，因此采用非接觸式測量方法。在拱肋節段的鋼箱上邊中心設目標反射片作為安裝測量控制點；在鋼箱上下邊內側布設目標反射片作為變形監測控制點，采用三點控制的方式對拱肋的位置精確定位，如圖6所示。

拱節安裝時，采用非接觸式測量方法，直接測量拱肋節段端部的鋼箱外邊位置布設的目標反射片，邊測邊指導拱肋節段的安裝就位，安裝誤差按2 mm～3 mm控制。

3.4 接頭栓接

拱肋鋼箱在對接處固定后進行施擰，施擰在作業平臺上進行。

鋼箱栓接采用電動扳手，電動扳手分為初擰扳手和終擰扳手。電動扳手需進行班前校定和班后校定，校定值根據螺栓批號扭矩系數得出。

3.5 后續施工

拱肋吊裝完成后，進行后續工序施工，最終完成整座橋的施工。

4 結語

使用無支架拼裝技術，節省了系梁拼裝平臺及拱肋拼裝支架，加快了系梁的拼裝進度，技術工藝簡單，成本低。

在安全防護措施可行的前提下，提出了一種新的剛箱系桿拱拼裝工藝，剛性吊桿被用作為受壓桿件進行拱肋拼裝，從而減少拱肋拼裝支架的安裝。創新的拼裝系桿拱新工藝，有效保證了主跨的高精度拼裝，線形良好。

該鋼箱系桿拱橋梁上無支架拼裝技術，在穗莞深SZH-8標鋼箱系桿拱橋中得到良好的應用，全橋拱肋線型平順,施工安全和質量容易控制，極大的節省了工期和提高了工程質量。