閔擁軍

(1.西安理工大學(xué)，西安 710048;2.中鐵一局集團有限公司，西安 710043)

1 工程概況

湖邊大橋位于廈門市環(huán)湖里大道，大橋橫跨湖邊水庫，為市區(qū)交通要道之一。大橋由主橋和兩側(cè)3聯(lián)引橋組成，全長532 m。主橋為新穎的(48+80+48)m預(yù)應(yīng)力混凝土下承式梁-單拱組合［1］，屬于剛性系桿柔性拱結(jié)構(gòu)(圖1)。箱梁頂寬32 m，底寬24.8 m，梁高2.5 m，采用雙向預(yù)應(yīng)力筋布置。主拱為腰圓形鋼管混凝土拱，跨度80 m，矢高16 m，位于橋梁中線上。鋼管拱材質(zhì)為 Q345C，斷面為 1.4 m×1.8 m，內(nèi)部填充C50自密實微膨脹混凝土。為了保證主拱線形和焊接質(zhì)量，主橋鋼管拱采用一次整體吊裝工藝。拱圈內(nèi)的混凝土則采用從拱腳處兩側(cè)同步對稱泵壓混凝土至拱頂?shù)氖┕し椒ā?/p>

圖1 湖邊大橋主橋橋型及斷面(單位:cm)

2 施工特點及方案選擇

2.1 施工特點

根據(jù)湖邊大橋主橋結(jié)構(gòu)形式及施工現(xiàn)場實際情況，湖邊大橋主橋施工具有以下特點。

(1)橋梁結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定其施工順序為先梁后拱，無法采用在橋正下方吊裝主拱的施工方法。

(2)由于受湖邊水庫整治及引橋征地拆遷的影響，引橋施工進度遠遠滯后于主橋施工進度，主拱吊裝設(shè)備無法經(jīng)引橋到達主橋橋面進行主拱拼接安裝。

(3)主拱設(shè)計位置位于橋梁中線上，由于橋面位置的影響，主拱無法在橋位下一次吊裝到位［2］。

2.2 方案選擇及難點

綜合以上3點考慮并結(jié)合以往的施工經(jīng)驗，通過對主拱安裝方案的多次研究對比論證，決定放棄原設(shè)計經(jīng)引橋運輸、在主橋橋面吊裝主拱的方案，而采用將鋼管拱拱段通過施工鋼棧橋運輸至橋下，利用吊裝設(shè)備將拱段提升至橋梁左線翼緣板位置逐段拼裝焊接，再整體滑移至橋中軸線位置后進行安裝的優(yōu)化方案［3］。其優(yōu)點如下。

(1)拱段運輸、主拱吊裝在鋼棧橋上進行，不需上橋，有利于主梁結(jié)構(gòu)受力。

(2)主拱施工獨立進行，不受引橋施工進度影響，可同步施工，節(jié)省了時間。

此方案的主要難點是鋼管拱的穩(wěn)定性:一是通過計算合理選擇滑移支點位置，使鋼管拱重心低于支點高度，確保鋼管拱自身不會傾覆;二是通過設(shè)計計算［4］，使支架本身除滿足強度、剛度和穩(wěn)定性外，橫橋向的穩(wěn)定性也要滿足要求，這樣才能確保支架及拱整體不會傾覆;三是在橫移過程中確保支架滑移速度一致，確?；七^程中不會傾覆。

2.3 工藝流程

鋼管拱逐段拼裝，整體橫移施工工藝流程如下:廠內(nèi)制作1/4鋼管拱拱節(jié)段→施工拱腳預(yù)埋段→施工橫移臨時設(shè)施→1/4拱段運輸就位→1/4拱段逐段吊裝就位→主拱拱圈調(diào)整焊接成形→臨時拼裝支架拆除→主拱橫移→主拱微調(diào)就位→主拱焊接→滑移支架拆除。

3 施工總體布置及吊裝設(shè)備

3.1 施工總體布置［5］

根據(jù)主拱施工方案，拱段運輸?shù)缆泛偷跹b平臺利用原施工鋼棧橋。主拱拼裝平臺采用3個拼裝支架及2個滑移支架形成。每個滑移支架下橫橋向設(shè)置2道滑移軌道，主拱從左線翼緣板處鋪設(shè)滑移軌道通過滑移至橋梁中軸線位置。

3.2 施工設(shè)備

拱段吊裝采用50 t履帶吊，滑移的動力設(shè)備采用2臺32 t的張拉千斤頂，滑移軌道采用43 kg/m鋼軌，滑板采用不銹鋼滑板。

4 主拱施工步驟

4.1 拱腳節(jié)段預(yù)埋［6］

在梁部施工時，于預(yù)留拱腳處預(yù)埋鋼筋。將預(yù)埋節(jié)段置于定位架上并用全站儀通過三維坐標精確調(diào)整后與鋼筋焊接，立模澆筑混凝土。待混凝土達到設(shè)計強度后拆除定位支架。

4.2 拱段運輸

拱圈分為4段(每段平均自重200 kN)，在工廠內(nèi)加工制作。利用廠內(nèi)拼裝胎架進行預(yù)拼裝，然后通過臨時連接板將各拱段拼裝為整拱。檢查整個拱的線形和臨時連接板，試拼驗收合格后，解體為4個拱段并編號。每個1/4拱段用平板拖車運輸，通過橋梁左側(cè)施工鋼棧橋運送到達主橋橋位處。

4.3 臨時支架搭設(shè)及滑移設(shè)備安裝

臨時支架分為拼裝支架及滑移支架兩部分。拼裝支架采用加強型碗扣支架［7］，滑移支架采用萬能桿件拼裝而成。支架頂部設(shè)置拼裝定位平臺，作為拱段拼裝、固定及焊接的施工平臺?；浦Ъ艿奈恢酶鶕?jù)鋼管拱滑移時的拱頂和拱腳變形量最小而確定。

滑移支架的滑道橫橋向布置，滑道采用雙排鋼軌，滑板采用不銹鋼結(jié)構(gòu)并與滑移支架相固結(jié)，落于滑道上。由于橋面橫橋向有1.5%橫坡，為了保持滑道水平，滑道底采用鋼墊塊進行調(diào)整。

4.4 主拱分段拼裝

將1/4拱段通過鋼棧橋運輸至橋位后，由50t履帶吊將1/4拱段吊裝于臨時支架上。在1/4拱段吊裝完成后，利用千斤頂調(diào)整1/4拱段位置，以此類推逐段調(diào)好每個1/4拱段，并用定位板臨時連接。待全拱的線形調(diào)整、臨時連接完成后，從拱頂向兩側(cè)對稱焊接拱段成整個拱圈［8］。拱圈檢測合格后，拆除拼裝支架，僅保留2處滑移支架。

4.5 鋼管拱整體橫移

(1)將鋼管拱與滑移支架頂部平臺進行固結(jié)，這種固結(jié)是剛性連接，不能發(fā)生任何位移，檢查滑道及滑移設(shè)備后，在滑道上涂抹潤滑油。

(2)將鋼絞線一端錨固于滑移支架底部上的張拉錨座上，并將鋼絞線沿滑道展開平順放置，另一端則通過錨具將其夾持于張拉千斤頂上。

(3)2臺張拉千斤頂同步工作(同步伸縮油缸，也可通過油泵三通閥實現(xiàn)同步的目的)，從而同步牽引滑移支架與主拱一起橫向移動。

(4)在滑移支架即將移動到預(yù)定位置時，開始點動千斤頂，待主拱位置到達理論設(shè)計位置時，停止橫移工作。

(5)為保證鋼管拱在橫移過程中側(cè)向穩(wěn)定性(主拱與滑移支架固結(jié))，通過從滑移支架頂向下向兩邊拉纜風(fēng)［9，10］，經(jīng)過定滑輪收于卷揚機上，一邊收繩一邊放繩，從而保證滑移支架在滑移過程中的穩(wěn)定。

4.6 主拱就位固結(jié)

主拱橫移到設(shè)計位置后，復(fù)測軸線及高程，利用滑移支架頂平臺和拱腳限位板微調(diào)拱圈，符合設(shè)計要求后，用0.6 m嵌補段將主拱與拱腳焊接，完成主拱圈就位固結(jié)。

焊縫經(jīng)無損探傷檢測合格后，拆除滑移支架。

主拱安裝主要施工步驟見圖2。

圖2 施工步驟

5 結(jié)語

湖邊大橋在引橋未完成的情況下，利用現(xiàn)有設(shè)備，通過方案優(yōu)化比選，利用橋梁施工臨時棧橋和滑移支架，僅用5 d時間就將主橋鋼管拱迅速安裝就位，為同類橋梁施工提供了經(jīng)驗和方法。

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