王孟彬

摘要：鋼管混凝土拱具有跨越能力大、承載力高、塑性和韌性好、經(jīng)濟效益顯著和施工快捷等優(yōu)點。通過寧啟鐵路復線跨京杭運河特大橋鋼管混凝土拱吊裝工程實例闡述了大跨度鋼拱橋鋼管混凝土拱吊裝的施工工藝、施工重難點和施工質量控制要點。實踐表明，運用此施工技術，工程質量、安全、進度及經(jīng)濟效益方面都取得了顯著成效。

關鍵詞：鋼管吊裝 鋼管頂升混凝土 拱肋

1 工程概況

寧啟鐵路復線在揚州市維揚區(qū)槐泗鎮(zhèn)跨越京杭大運河，寧啟鐵路京杭大運河南側，既有線橋右側約25m處，新建橋梁為單線。京杭大運河是II級航道，通航凈空為110m*7.5m。設計最高通航水位為7.13米，最低通航水位為3.33m。主跨采用65+114+65m預應力混凝土連續(xù)梁拱跨越京杭大運河。

本橋19#～20#墩上部結構形式為114m鋼管混凝土加勁拱，拱軸線采用二次拋物線線型，拱肋、吊桿、橫撐設計情況具體如下：

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鋼管拱縱斷面圖

拱肋截面采用啞鈴型鋼管混凝土截面，截面高度為2.8m，沿程等高布置，鋼管直徑為800mm，每根拱肋的兩根鋼管之間用16mm的腹板連接。每隔一段距離，在兩腹板中焊接拉筋。

吊桿縱向兩側采用對稱布置，其縱向間距為8m，全橋共設12對吊桿，每側12根，吊桿上端穿過拱肋錨固在拱肋上弦管頂部，下端錨于吊點橫梁底。

全橋共設5道橫撐，橫撐采用空間桁架撐，橫撐鋼管內部不填混凝土，其外表面需作防腐處理。

2 工藝原理

該梁采用先梁后拱的施工方法。鋼桿拱吊裝整體施工步驟如下：①梁澆筑前預埋鋼管拱支架鋼板，梁澆筑完成后進行鋼管拱支架的搭設。②在梁上搭設支架，將第一段拱肋鋼管對稱裝設在支架上。安裝輔助臨時定位撐時一定要注意安裝質量的控制。安裝完畢后對拱肋線性作調整。③第二段拱肋鋼管也對稱安裝。參考設計標高對拱肋線性作調整。安裝臨時定位撐和永久橫撐時多加注意。之后對兩段鋼管的接縫施焊。④第三段拱肋鋼管對稱安裝。參考設計標高對拱肋線性作調整。臨時定位撐和永久橫撐的安裝同上。最后對二、三段鋼管的接縫施焊。⑤安裝合攏段拱肋鋼管。對接頭點標高進行檢查和調整，繼而對接頭施焊。安裝拱頂橫撐。進行焊縫檢測，焊縫檢測合格后，張拉及壓漿頂板鋼束T15，T16，完成后進行頂升混凝土施工。具體施工順序為：泵送拱肋上弦管管內混凝土，待上弦管管內混凝土強度90%后，泵送拱肋下弦管管內混凝土，待下弦管管內混凝土強度90%后，泵送拱肋腹板內混凝土。應對稱、均勻灌注拱肋腹板內混凝土，嚴防腹板外鼓。⑥待拱肋腹板內混凝土達到設計強度的90%后安裝吊桿。安裝D01、D12吊桿并加以初張力，單根吊桿初張拉力300KN。⑦依次安裝其余吊桿，其順序為：D03、D10（240KN），D05、D08（125KN），D02、D11（135KN），D04、D09（75KN），D06、D07（60KN）。按以上分組順序給予吊桿初張力。張拉完成拆除橋面臨時支架，然后安裝橋面系，最后調整吊桿力到設計索力。

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鋼桿拱施工步驟示意圖

3 施工難點

3.1 拱肋焊接

拱部構件在橋上采用現(xiàn)場焊接，焊接質量要求高，焊接工作量大，高空作業(yè)安全要求高。而拱肋焊接質量關系到今后橋梁結構安全和使用，因此肋焊接質量及施工安全是該橋的難點之一。

3.2 拱腳預埋段

拱腳預埋段與0#塊梁體實體部分整體現(xiàn)澆（拱腳澆注4.4m高），拱腳為預應力混凝土結構。拱腳預埋段的尺寸、方向要求非常精確，否則對鋼拱的合攏會帶來很大的困難，需反復丈量、檢查核對，才能正式定位。因此拱腳段鋼管的預埋和固定是該橋鋼管拱施工的另一難點。

3.3 拱肋線性控制

在拱肋上下管的中線上布設拱肋的標高測點，拱肋標高的控制要通過測設上下管中線的標高來實現(xiàn)。拱肋的橫向位置同樣采用設在拱肋上下管的中線控制點測設控制。另外，也要通過測量設計使吊桿就位。拱肋空間位置決定拱軸受力狀態(tài)，故拱肋的線形控制也是該橋的重難點。

4 質量控制

4.1 頂升混凝土質量控制

①混凝土泵灌要求一根鋼管內的混凝土應在混凝土初凝時間內一次泵灌完成，中間不得有間斷。施工前對機械設備進行全面徹底的檢查及組織人員進行技術交底，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，避免因機械及人為因素而造成的灌注中斷，并在灌注過程中認真檢查鋼管內的混凝土是否壓實。在拱肋混凝土灌注完畢，并在混凝土達到70%強度時，擬用探測儀對拱肋進行探測，檢查其密實性。若發(fā)現(xiàn)不密實處，立即鉆小孔并壓漿補實。②配制混凝土時應嚴格控制水灰比和水泥用量，合理摻入適量微膨脹劑防止混凝土收縮，并提高混凝土的抗裂能力。③在灌注開始前，先壓入清水洗管，濕潤內壁，使管內不得留有油污和銹蝕物。④混凝土配合比設計、計算和試驗方法，按有關技術規(guī)定執(zhí)行。在混凝土拌制和澆注過程中，按規(guī)定檢查混凝土組成材料的質量和用量，在灌注地點和澆筑地點檢查混凝土的坍落度。⑤混凝土泵機司機一律持證上崗，并且要通過崗前培訓。泵送時，泵機須保持低速壓送，司機要實時觀測泵機的運行狀態(tài)和工作壓力，待壓送順利后方可提高至正常壓送速度。泵送混凝土應連續(xù)進行，盡量避免停泵。

4.2 拱肋線形控制

拱肋出廠前經(jīng)復核無誤后運至現(xiàn)場進行安裝施工，拱肋安裝時以各段拱肋分節(jié)前端的測量點為基準，高程與中線偏移控制在10mm以內。高程控制采用吊鋼尺的方法，中線控制直接用全站儀控制。拱肋定位時間在拱肋兩側受日照溫差影響最小時進行，一般選在早晨日出之前及下午日落之后。每一節(jié)段測量時間及次數(shù)：拱肋定位前；拱肋定位后，下一節(jié)段安裝前；下一節(jié)段安裝后。

施工測量貫穿施工全過程。采取內力線型雙控制指導施工。測量基點的布置：由設計提供的大地坐標布置測量三角網(wǎng)，精度達到工測二級。

測點布置：加工時將下管節(jié)的縱向中線用鋼釘打上銃眼作為測量控制點，每根吊桿預埋管道頂部刻上十字線作為控制吊桿位置的依據(jù)。在拱腳與拱肋節(jié)段的定位、拱肋的合攏、拱肋的加載過程中監(jiān)控拱肋的中線及標高。

4.3 鋼管拱焊接質量控制

①現(xiàn)場焊接依據(jù)設計圖紙及規(guī)范要求，弦管、橫撐的縱縫、對接環(huán)縫要求采用氣體保護焊，全溶透；綴板與弦管、綴板的對接焊縫、橫撐與弦管、橫撐弦管間的焊縫采用氣體保護焊，均為溶透焊縫。對接焊縫定位焊有一定厚度，開裂的定位焊縫查明原因，并清除后重新定位。

②焊接變形控制：嚴格控制各節(jié)段鋼管拱管節(jié)對位及坡口位置的焊接質量，確保鋼管拱管節(jié)接頭的組裝精度。

③焊接質量標準要求及檢查：所有焊縫質量均符合設計要求和相關規(guī)定的焊縫要求，并在焊接24h后先進行外觀檢查，所有接頭焊縫全部焊接結束，涂裝前，檢查焊縫的實際尺寸、表面有無氣孔、耀邊、夾渣、裂紋、焊瘤、燒穿及未融合和未焊滿的餡槽等項目。

5 結語

在跨京杭運河特大橋鋼管混凝土拱的施工過程中，通過對拱肋線形控制、鋼管焊接、頂升混凝土灌注等重難點進行重點管控及制定詳細施工方案，該橋鋼管混凝土拱施工取得了良好效果，既提高了施工效率，同時也降低了施工成本。

參考文獻：

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[2]周水興，何兆益，鄒毅松.路橋施工計算手冊[M].北京：人民交通出版社，2005.

[3]李順清，楊齊海.鋼管拱吊裝施工控制研究[J].武漢理工大學學報，2002（04）.