李興坤，周世軍，趙永前

(1.北京鐵路局北京工務(wù)段，北京100077;2.重慶大學(xué)土木工程學(xué)院，重慶404100 3.濟(jì)南鐵路局濟(jì)南工務(wù)段，山東濟(jì)南250031)

1 斜拉扣掛工藝概述

拱肋安裝采用無支架纜索吊裝、千斤頂鋼絞線斜拉扣掛法施工工藝，采用合龍松索技術(shù)。拱肋節(jié)段安裝采用兩岸對稱懸拼，每個(gè)節(jié)段為一個(gè)扣段。節(jié)段為單肋安裝，待上下游同一節(jié)段吊裝就位后，安裝節(jié)段間連接橫撐，即完成一個(gè)雙肋節(jié)段的安裝。吊裝時(shí)為單肋單節(jié)段吊裝，兩端肋間橫(斜)撐也采用吊裝。斜拉扣掛示意見圖1。

圖1 祁家黃河大橋斜拉扣掛示意

2 拱肋吊裝系統(tǒng)

祁家黃河大橋采用索塔系統(tǒng)的塔架與扣塔系統(tǒng)的塔架一體化的吊裝系統(tǒng)。拱肋安裝系統(tǒng)由索塔系統(tǒng)、扣塔系統(tǒng)和穩(wěn)定措施系統(tǒng)組成。

2.1 索塔系統(tǒng)

全橋設(shè)兩套主索吊裝系統(tǒng)，每套由1組6根φ47.5 mm鋼索組成，主吊起重牽引選用φ22鋼絲繩。

索塔采用E型萬能桿件組拼，為雙柱門式索塔，每柱截面為2 m×4 m，兩柱之間設(shè)一道橫系梁。吊塔基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土基礎(chǔ)。

2.2 扣塔系統(tǒng)

祁家黃河大橋采用預(yù)應(yīng)力鋼鉸線作扣索。鋼鉸線對稱設(shè)置于節(jié)段上、下游側(cè)的扣點(diǎn)上。鋼鉸線采用φ15.24 mm鋼鉸線，其標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1 860 MPa，其根數(shù)根據(jù)扣索索力而定，并考慮安全系數(shù)。在拱肋扣點(diǎn)處鋼鉸線采用P型擠壓錨具錨固，1、2號扣索鋼鉸線直接錨于橋臺上;3號扣索錨于吊塔橫梁上，4號扣索直接在塔頂張拉，扣塔和扣索地錨之間設(shè)置平衡索，與扣索同步張拉，保持塔架平衡。扣索采用單根穿索、單根張拉的施工方法。

扣塔立柱中部設(shè)置3號扣索索鞍，扣索一端錨于拱肋節(jié)段，另一端通過索鞍至扣塔地錨端進(jìn)行鎖定。索鞍安裝在塔架立柱橫系梁位置處，每個(gè)索鞍用3個(gè)軸輥固定。

2.3 拱肋安裝過程中的橫向穩(wěn)

橫向穩(wěn)定性通過布置順河抗風(fēng)索來實(shí)現(xiàn)，上、下游各布置一組鋼絲繩作抗風(fēng)索，塔架在上、下游各自對稱布置2根鋼絲繩作壓塔索。在吊裝過程中，水平力比較大，在每個(gè)立柱處用鋼絲繩走4線作平衡索。

本橋拱肋節(jié)段為單肋安裝，待同一岸上、下游同一節(jié)段安裝就位后，緊接著安裝節(jié)段間連接橫(斜)撐，即完成一個(gè)雙肋節(jié)段單元。一個(gè)雙肋節(jié)段單元形成，結(jié)構(gòu)本身的橫向穩(wěn)定是安全的。對于尚未形成雙肋節(jié)段單元前的一個(gè)單肋節(jié)段，布置抗風(fēng)索輔助橫向穩(wěn)定。風(fēng)纜設(shè)置在離拱肋接頭1～2 m的拱肋下緣位置，然后分別扣掛在兩岸，與拱軸線的夾角如圖所示，同一段拱肋橫向之間也臨時(shí)連接，將第一、二段風(fēng)纜扣在岸邊同一個(gè)扣點(diǎn)，將第三、四段風(fēng)纜扣在岸邊同一個(gè)扣點(diǎn)，如圖2。

3 拱肋吊裝方案

本橋拱肋節(jié)段施工采用斜拉扣掛式無支架纜索吊裝方案，拱肋節(jié)段安裝采用兩岸對稱懸拼，節(jié)段為單肋安裝，待上、下游同一節(jié)段吊裝就位后，安裝節(jié)段間連接橫(斜)撐，即完成一個(gè)雙肋節(jié)段。兩岸自拱座第Ⅰ節(jié)段開始對稱吊裝，向?qū)Π镀囱b至第Ⅳ節(jié)段，待整體調(diào)整好拱軸線及各控制點(diǎn)高程后，在兩個(gè)第Ⅳ拱肋節(jié)段間加入合龍段，實(shí)施合龍。

3.1 準(zhǔn)備工作

吊裝前對拱肋節(jié)段進(jìn)行全面質(zhì)量檢查，其中包括接頭、拱肋中線標(biāo)高、內(nèi)外弧長、防腐涂層、管內(nèi)有無異物等，嚴(yán)格按施工規(guī)范要求執(zhí)行。對拱肋接頭連接板進(jìn)行編號統(tǒng)一管理，安裝并調(diào)試測試設(shè)備。

圖2 拱肋側(cè)風(fēng)纜平面示意

3.2 拱腳段吊裝

3.2.1 就位

栓好捆綁繩，用纜索吊機(jī)起吊拱腳段，走行至設(shè)計(jì)位置后放松吊鉤使拱腳段后端靠近于預(yù)埋件，落位時(shí)，下端頭先對準(zhǔn)拱座上預(yù)埋件標(biāo)示的中線然后落位，上端使拱肋中線與上(下)拱軸線大體重合，用纜風(fēng)索控制。然后將上端頭標(biāo)高調(diào)整到設(shè)計(jì)標(biāo)高，緊扣索并固定。如有偏差應(yīng)以千斤頂或吊裝纜索等進(jìn)行調(diào)整。檢查符合設(shè)計(jì)要求后，用鋼板、硬木三個(gè)方向塞緊，按設(shè)計(jì)扣好扣索。

3.2.2 線形調(diào)整

用液壓千斤頂按照一定的分級逐步拉緊，直至扣索索力接近計(jì)算值，同時(shí)測量拱肋標(biāo)高是否與計(jì)算值相符。如果不相符，須查明原因并進(jìn)行調(diào)整。如果拱肋實(shí)測標(biāo)高與計(jì)算值相符，則通過側(cè)向纜風(fēng)來調(diào)整拱軸線平面位置直至符合設(shè)計(jì)要求，完成后對鋼絞線進(jìn)行鎖定。為防止鋼絞線在低應(yīng)力條件下及風(fēng)振作用下錨夾片松動而造成滑錨，后側(cè)采用工作錨進(jìn)行錨固。

3.3 第2、3節(jié)段吊裝

(1)節(jié)段對位:由吊重索起吊該段到設(shè)計(jì)標(biāo)高，再牽引至拱腳段上端，進(jìn)行拼接，對準(zhǔn)并上緊連接螺栓，測量好拱軸線標(biāo)高及坐標(biāo)位置，緊固好連接件，扣好扣索。

(2)線形調(diào)整:張拉扣索束和收放側(cè)向纜風(fēng)使節(jié)段位置符合監(jiān)控指令，如在此過程中監(jiān)測發(fā)現(xiàn)扣塔偏移超出允許值則同步收緊相應(yīng)風(fēng)纜調(diào)整扣塔位置。調(diào)整完畢后將錨具鎖定。

(3)工地對接焊接:線形調(diào)整完畢后即可進(jìn)行拱肋焊接。焊接要嚴(yán)格按照操作規(guī)程及施工規(guī)范進(jìn)行操作。

3.4 第4節(jié)段吊裝

第4節(jié)段由于需在塔頂張拉，其吊裝程序與2、3節(jié)段的不同之處表現(xiàn)在:

(1)通過平衡索與扣索的同步張拉，保證扣塔的垂直度。扣索在塔頂張拉，平衡索在樁錨處張拉。

(2)兩岸第4節(jié)段安裝誤差盡量趨于一致，為合龍段順利對位創(chuàng)造條件。同時(shí)兩岸經(jīng)常聯(lián)測，確保各項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求和規(guī)范規(guī)定。

3.5 合龍段吊裝

合龍時(shí)要嚴(yán)格控制合龍溫度，合龍溫度宜控制在設(shè)計(jì)給定的溫度變化范圍之內(nèi)。先將中段拱肋起吊上升，定位在比設(shè)計(jì)標(biāo)高高出3～5 cm處，再放松扣索，使邊段拱肋向合龍段靠攏，直至基本接觸，可進(jìn)一步循環(huán)放松起重索和扣索使合龍段接頭標(biāo)高降至比設(shè)計(jì)標(biāo)高高出2～3 cm為止。松索時(shí)注意一定要應(yīng)用反復(fù)、對稱、循環(huán)松索法進(jìn)行，當(dāng)拱肋接頭已靠緊，繼續(xù)松索而接頭標(biāo)高下降很少時(shí)，則說明拱肋已初步形成拱的狀態(tài)，此時(shí)測量標(biāo)高、軸線偏位，滿足要求后，扣索基本放松，進(jìn)行接頭焊接。

3.6 松索施工

祁家黃河大橋采用合龍松索方式。單肋合龍之后不松扣索，待兩肋完全合龍后，將主弦管接頭、腹桿、橫撐及拱腳處主弦管焊接完成之后，再松開扣索。松索程序?yàn)?從跨中4號扣索開始，兩岸對稱分級依次(從4號→1號)放松，當(dāng)拱肋標(biāo)高偏差較大時(shí)應(yīng)先松偏高處扣索，后松偏低處扣索，這樣可以利用拱肋自重來調(diào)整拱肋軸線標(biāo)高，使其與設(shè)計(jì)值相吻合。而纜風(fēng)的解除需待到鋼管內(nèi)混凝土澆筑完成并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度之后方可進(jìn)行。

4 拱肋應(yīng)力計(jì)算結(jié)果

圖3、圖4是部分控制截面應(yīng)力的理論與實(shí)測值曲線。

圖3 拱腳截面上緣應(yīng)力理論與實(shí)測值曲線

圖4 拱腳截面下緣應(yīng)力理論與實(shí)測值曲線

5 結(jié)論

祁家黃河大橋施工過程中經(jīng)過數(shù)次體系轉(zhuǎn)換，從理論數(shù)據(jù)和實(shí)測數(shù)據(jù)(主要是應(yīng)力)的對比分析來看，理論計(jì)算值與實(shí)測值有一定的離散性，從整體來看，計(jì)算應(yīng)力曲線和實(shí)測應(yīng)力曲線總體趨勢是相一致的。

［1］韓林海.鋼管混凝土結(jié)構(gòu)理論與實(shí)踐［M］.北京:科學(xué)出版社，2004

［2］陳開利.青葉大橋的設(shè)計(jì)與施工［J］.國外橋梁，1997，(2)

［3］陳寶春.鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)與施工［M］.北京:人民交通出版社，1999

［4］顧安邦，張永水.橋梁施工監(jiān)控與控制［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005