淺談下承式鋼管混凝土系桿拱橋施工技術(shù)

樊　恩（昆山市交通航務(wù)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(shù)

樊恩
（昆山市交通航務(wù)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(tǒng)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(jié)了施工工藝質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)為80m下承式鋼管混凝土提籃拱。主橋承重構(gòu)件拱肋及系桿，設(shè)二榀分列。系桿間凈距8.3m，拱肋向內(nèi)傾斜8°角，面內(nèi)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(nèi)填充C40微膨脹混凝土。吊桿采用OVMLZM吊桿系統(tǒng)及OVMXG系桿系統(tǒng)，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(jié)點處。對主橋的拱腳施工，一則拱腳內(nèi)鋼筋布排密集，系桿及端橫梁預(yù)應(yīng)力孔道穿越其中，拱腳內(nèi)還有鋼管拱肋及勁性骨架的預(yù)埋段；二則鋼管拱肋預(yù)埋段的準(zhǔn)確性是保證其在安裝過程中達(dá)到設(shè)計拱軸線的首要及關(guān)鍵環(huán)節(jié)，拱腳一經(jīng)完成施工就已經(jīng)確定本系桿拱拱軸線在空間的具體位置，不可再行調(diào)整。

（2）鋼管拱肋混凝土的制備與灌注。混凝土制備應(yīng)優(yōu)化配合比，在確保設(shè)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(yīng)確定合理的灌注順序，同時應(yīng)確保管內(nèi)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(yīng)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(shè)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(xiàn)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(shè)剪力斜撐，斜撐采用鋼管，其規(guī)格不低于支架鋼管。支架搭設(shè)前，對需要搭設(shè)支架的地基要首先進(jìn)行預(yù)壓，穩(wěn)定持荷48h以上，盡可能消除地基土的變形。支架搭設(shè)完成后，應(yīng)按照混凝土澆筑荷載的120%預(yù)壓，以盡可能消除支架的非彈性變形，準(zhǔn)確測定支架系統(tǒng)的彈性變形。支架預(yù)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(wěn)定持荷48h以上，在分級加載荷載中進(jìn)行分級測量，作好記錄。

3.2鋼管拱肋定位

拱肋分5節(jié)安裝，拱腳預(yù)埋段為2節(jié)，其余3節(jié)進(jìn)行現(xiàn)場拼裝對接。

首先安裝的拱腳預(yù)埋段在澆筑拱腳砼之前進(jìn)行安裝定位，拱腳預(yù)埋管安裝采用空間三維坐標(biāo)控制，鋼管在空中骨架內(nèi)，拱座空間小，測量控制點測設(shè)困難，精度要求高。施工放樣時，采用三點控制預(yù)埋管空間位置，在鋼管拱節(jié)段加工時，對鋼板上口中心﹑拱腳節(jié)段上口截面象限點進(jìn)行精確定位和制作，然后根據(jù)象限點用線錘進(jìn)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(jié)段上端象限點和法蘭中心點這三個點進(jìn)行精確放樣。拱腳預(yù)埋鋼管與相鄰鋼筋進(jìn)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(jié)段拱肋對接，合龍段預(yù)留8mm～10mm間隙，在兩段鋼管各自端頭周邊外側(cè)焊接臨時螺栓連接鋼板，在臨時連接后進(jìn)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(shè)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(jié)段長為26m，重14.85t；單側(cè)拱肋B節(jié)段長為22.891m，重13.2t。從兩側(cè)進(jìn)行起吊，拱肋拼裝用兩艘80t浮吊船將鋼管拱分節(jié)吊裝至拱架上焊接成拱，并按從拱腳到拱頂?shù)捻樞颍碆→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(fā)生相對位移。待全橋拱肋全部拼裝完畢后，再進(jìn)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(nèi)灌注C40微膨脹混凝土，根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中有關(guān)規(guī)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(jù)經(jīng)驗混凝土配制強度應(yīng)比設(shè)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(cè)（或稱為上下游）鋼管拱肋的灌注順序，一般應(yīng)符合對稱灌注的原則，對本橋采用左側(cè)下弦管→右側(cè)下弦管→左側(cè)上弦管→右側(cè)上弦管，左側(cè)中間部分，右側(cè)中間部分的先后順序。嚴(yán)格執(zhí)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(chǎn)生彈跳。

單根拱肋的弦管及腹腔應(yīng)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(yīng)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(wěn)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(dǎo)管內(nèi)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(huán)，并穿入肋拱上的索導(dǎo)管內(nèi)，當(dāng)錨端露出上索導(dǎo)管后，立即在前端錨杯內(nèi)安裝好牽引環(huán)，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(dāng)?shù)鯒U下端進(jìn)入到設(shè)計位置后，取下牽引環(huán)和倒鏈并安裝好錨環(huán)。

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(yīng)力為主和以量測伸長量為輔的“雙控法”進(jìn)行控制。

張拉前應(yīng)仔細(xì)計算其張拉索力及伸長值，并征得施工控制單位及設(shè)計單位的同意后方能進(jìn)行張拉。張拉時設(shè)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(jìn)行。

結(jié)語

本文依據(jù)昆山市東楊林塘橋主橋?qū)嶋H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(shù)，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(yè)出版社，2005．

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