張 薇 趙士峰

(長(zhǎng)春市市政工程設(shè)計(jì)研究院，吉林 長(zhǎng)春 130033)

0 引言

提升吊裝法架設(shè)的拱橋比較適合下承式系桿拱橋，因?yàn)槠浣ㄖ叨日迷诘跹b機(jī)械施工范圍內(nèi)；上承式和中承式拱橋由于橋比較高，吊裝機(jī)械達(dá)不到。下承式系桿拱橋根據(jù)是先施工拱還是先施工梁，可分為“先梁后拱”、“先拱后梁”施工法，不同的施工方法，拱肋吊裝過程不一樣。

1 先拱后梁施工工藝控制措施

先拱后梁施工法是利用先架設(shè)拱作為承重結(jié)構(gòu)，然后施工吊桿、縱橫梁、橋面系的方法，施工的過程中張拉臨時(shí)預(yù)應(yīng)力索逐步平衡拱的水平推力，直至系桿拱體系形成。該施工法不需要調(diào)整吊桿索力，不需要昂貴的支架費(fèi)用，具有工期短、費(fèi)用省等優(yōu)點(diǎn)。

1.1 拱腳、端橫梁現(xiàn)澆及防轉(zhuǎn)、防滑構(gòu)造施工預(yù)制

下部結(jié)構(gòu)完成后在橋墩上放置支座，澆筑拱腳、端橫梁。澆筑時(shí)須注意在拱腳下設(shè)置縱向限位塊和抗轉(zhuǎn)動(dòng)臨時(shí)支承?？v向限位塊作用是當(dāng)臨時(shí)索水平力與拱腳水平力不平衡時(shí)，將不平衡水平力傳遞給橋墩；臨時(shí)支承的作用是抵抗水平力導(dǎo)致的轉(zhuǎn)動(dòng)。二者的設(shè)置都要經(jīng)過詳細(xì)設(shè)計(jì)及驗(yàn)算。

1.2 拱肋的制作運(yùn)輸及拼裝

運(yùn)輸前應(yīng)通知加工廠方及相關(guān)單位到現(xiàn)場(chǎng)查看，并做好沿線調(diào)查，根據(jù)橋梁限高和裝車高度確定合理的運(yùn)輸路線。

拱肋進(jìn)場(chǎng)前應(yīng)預(yù)先在現(xiàn)場(chǎng)施工拼好抬架，主要是為了在現(xiàn)場(chǎng)更精確地拼裝拱肋并有效地復(fù)核拱肋實(shí)際長(zhǎng)度。

吊裝前應(yīng)在拱肋上焊接完拱肋混凝土灌注管、排氣管。每根鋼管拱肋上、下弦管各設(shè)置四個(gè)灌注孔，于拱肋對(duì)稱中心線對(duì)稱設(shè)置，第一個(gè)灌注孔在拱腳、第一和第二個(gè)吊桿之間，第二個(gè)灌注孔作為備用灌注孔設(shè)在跨中吊桿之間，上弦管灌注孔水平設(shè)置于拱肋頂。鋼管拱內(nèi)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%后，可拆除鋼管拱肋上的灌注管、排氣管及冒漿孔，所有的施工用孔均用原來切割下來的鋼板復(fù)原焊接封閉。

1.3 拱肋及風(fēng)撐吊裝

(1)吊點(diǎn)位置確定：首先計(jì)算拱肋的重心和彈性中心。根據(jù)場(chǎng)地情況、起吊能力、拱肋重量等條件，可以采用單點(diǎn)起吊、雙點(diǎn)起吊。

(2)拱肋吊裝：拱肋采用整體吊裝，拱肋吊裝前先勘劃出各定位點(diǎn)、中心線軸線等。 吊機(jī)的選擇要考慮拱肋尺寸、重量、安裝高度等因素，來選擇浮吊的起吊能力、扒桿的高度等。起吊前應(yīng)作詳細(xì)的計(jì)算。拱肋就位后，風(fēng)纜固定和及時(shí)的連接，同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)拱肋軸線位置標(biāo)高及拱腳位移觀測(cè)，做好記錄，并嚴(yán)格控制施工技術(shù)要求允許范圍內(nèi)。軸線通過風(fēng)纜調(diào)整。 鎖定拱軸線后仍需選定最佳觀測(cè)時(shí)間多次測(cè)量拱軸線形，符合要求后認(rèn)為拱肋吊裝合格，并焊接合攏，觀測(cè)時(shí)間可選擇在早晨或傍晚。在兩片拱肋安裝合攏成拱后，立即安裝風(fēng)撐，然后逐步拆除橫向穩(wěn)定風(fēng)纜，拱肋安裝完畢。

(3)橫撐吊裝：兩片拱肋合攏成拱后，應(yīng)立即吊裝橫撐并安裝，以保證拱肋的橫向穩(wěn)定。兩片拱肋吊裝完畢后，對(duì)橫撐短接頭的空間位置進(jìn)行測(cè)量。

1.4 拱肋混凝土頂升施工

(1)微膨脹混凝土配合比設(shè)計(jì)。28d強(qiáng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度，水灰比小于0.4，碎石粒徑5～25mm，坍落度18～22cm，以20cm為最佳，緩凝時(shí)間不低于8h。同時(shí)，對(duì)于微膨脹混凝土應(yīng)按擬采用的配合比進(jìn)行強(qiáng)度、收縮試驗(yàn)，以便決定取舍調(diào)整。

(2)鋼管拱進(jìn)料口和排氣孔設(shè)計(jì)。單片拱肋拱腳每處設(shè)3個(gè)頂升口，頂升口設(shè)在拱肋拱腳處內(nèi)側(cè)，采用加強(qiáng)型泵管，和拱軸線夾角45。。每片拱肋設(shè)3個(gè)排氣孔，排氣孔設(shè)于拱肋的最高點(diǎn)，采用普通鋼管。為增加頂部混凝土的密實(shí)度，頂升口及排氣孔均為100mm，排氣管長(zhǎng)1.5m。

(3)頂升順序?？紤]灌注時(shí)鋼管拱的變形和受力，應(yīng)對(duì)稱進(jìn)行灌注，使橋跨均勻受載。根據(jù)設(shè)備情況采用對(duì)兩片拱肋的每段對(duì)稱灌注的方法進(jìn)行混凝土頂升。

(4)頂升速度。混凝土采用勻速對(duì)稱、慢速低壓的原則，確保兩對(duì)稱段混凝土同時(shí)頂升。

(5)質(zhì)量控制。頂升到排氣孔2m前，控制頂升速度，混凝土壓至頂部后，由兩側(cè)泵同時(shí)頂升改為交替頂升，使拱頂空氣完全排出，排氣、排漿孔出漿后兩泵間隔泵送，確保鋼管拱內(nèi)混凝土的密實(shí)度。嚴(yán)禁一側(cè)上升過快越過拱頂，導(dǎo)致拱內(nèi)氣體無法排出。

(6)啞鈴形系桿拱中倉(cāng)混凝土頂升控制鋼板變形施工措施。由于啞鈴形系桿拱中倉(cāng)空間本身較小，兩側(cè)均為直板焊接在上下鋼管上，直板受壓易發(fā)生變形，加上吊桿錨孔的影響，混凝土頂升阻力增大。

(6)啞鈴形系桿拱中倉(cāng)混凝土頂升控制鋼板變形施工措施。由于啞鈴形系桿拱中倉(cāng)空間本身較小，兩側(cè)均為直板焊接在上下鋼管上，直板受壓易發(fā)生變形，加上吊桿錨孔的影響，混凝土頂升阻力增大。

1.5 縱、橫梁施工

(1)縱系梁施工縱梁從兩側(cè)向跨中間隔對(duì)稱安裝，兩拱均基本加載。浮吊起吊到位，初調(diào)高程后固定；待所有縱梁安裝完畢后再統(tǒng)一調(diào)整標(biāo)高。高程檢查完畢即可用吊模進(jìn)行濕接頭連接。待濕接頭混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后，張拉系梁永久預(yù)應(yīng)力索，同步解除臨時(shí)索預(yù)應(yīng)力。

(2)中橫梁施工中橫梁從兩側(cè)向跨中間隔對(duì)稱安裝。安裝時(shí)用貝雷桁架作為受力構(gòu)件支承在縱梁上承擔(dān)橫梁，與縱梁濕接頭連接。

1.6 施工過程中水平推力控制

在鋼管混凝土澆筑中，吊裝預(yù)制梁段，橋梁受力體系沒有形成，拱腳產(chǎn)生水平推力，支座會(huì)產(chǎn)生較大的位移，導(dǎo)致橋墩的破壞更大，甚至導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的損壞。在整個(gè)吊裝過程中，應(yīng)不斷張拉臨時(shí)水平索，以克服拱腳的水平推力。吊車和浮吊提升安裝拱肋方法是類似的，不同點(diǎn)在于重型吊車在起吊的過程中’位置不能移動(dòng)，構(gòu)件只能做旋轉(zhuǎn)和提升運(yùn)動(dòng)，作業(yè)范圍小，而浮吊可以在起吊的過程中運(yùn)輸’要更靈活一些。

2 先梁后拱施工工藝控制措施

先梁后拱施工法是先搭設(shè)支架澆筑縱橫梁，然后分段或整體吊裝拱肋的施工方法。采用整體拱肋吊裝施工時(shí)，安裝方法與先拱后梁法相同。但先澆筑的縱橫梁或橋面上可以搭設(shè)支架，這樣拱肋可以分成兩段或更多段在支架上焊接，吊裝的重量輕，吊裝難度低，對(duì)吊裝設(shè)備要求也低經(jīng)過仔細(xì)測(cè)算，確定現(xiàn)場(chǎng)吊車和吊裝構(gòu)件的擺放位置，確定之后現(xiàn)場(chǎng)不得隨意調(diào)整；工廠制作的鋼構(gòu)件，運(yùn)至工地后，根據(jù)擬訂位置準(zhǔn)確放樣，拼裝焊接口；200t小吊車準(zhǔn)確到達(dá)擬訂位置，用2根鋼絲繩8點(diǎn)捆綁拱肋，平臺(tái)至一定高度，放松下拱肋鋼絲繩，拱肋翻身，自然下垂；調(diào)整2臺(tái)吊機(jī)的高度，利用牽引索，將拱腳坐落在拱座預(yù)埋鋼板上，拱頂落在立柱上；用同樣的施工步驟，大吊機(jī)將另外半片拱吊放在橋面上，然后雙吊機(jī)將板拱吊裝就位；兩半拱均吊裝就位，焊接拱腳及拱頂；主拱焊接完畢，用2臺(tái)50t吊車安裝邊拱構(gòu)件及橫撐；拱肋安裝完畢后即可灌注下拱混凝土，14d后灌注上拱混凝土。拱肋混凝土達(dá)到強(qiáng)度后即可張拉吊桿，進(jìn)行橋面鋪裝施工。

拱肋的吊裝由于吊裝重量大，吊裝過程復(fù)雜，受現(xiàn)場(chǎng)條件等諸多因素影響，吊裝的每一個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)反復(fù)推敲，以保證吊裝的順利進(jìn)行。對(duì)吊裝的任一過程進(jìn)行計(jì)算分析，可預(yù)先發(fā)現(xiàn)一些問題，在實(shí)際橋梁工程施工中拱肋安裝中發(fā)揮了指導(dǎo)作用具有通用性。

3 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)實(shí)踐證明提升吊裝法適合施工的橋型主要有簡(jiǎn)支梁橋、先簡(jiǎn)支后連續(xù)的連續(xù)梁、拱橋等。提升吊裝法施工的主要設(shè)備是吊車和浮吊，也有少量的工程會(huì)用扒桿吊。提升吊裝法架設(shè)拱橋是將拱肋在工廠預(yù)制后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)拼裝，然后用吊車或浮吊提升就位的施工方法。由于鋼管混凝土拱橋的廣泛使用，該方法顯示出強(qiáng)大的生命力而且在吊裝過程中安全得到了進(jìn)一步的保障，施工程序也比較科學(xué)，也可采用先梁后拱與先拱后梁結(jié)合的施工方法，可靠安全適合于跨越通航河流的橋梁施工，對(duì)類似的施工項(xiàng)目具有一定的參考價(jià)值。

[1] 楊繼東，徐林真.大跨度先拱后梁拱橋混凝土系桿無支架施工技術(shù)[C].中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)，2011：7.

[2] 楊強(qiáng).先梁后拱與先拱后梁結(jié)合法鋼結(jié)構(gòu)拱橋施工技術(shù)[J].國(guó)防交通工程與技術(shù)，2016，(S1)：61-64.

[3] 章銘榮，李昌耀.先拱后梁系桿拱橋利用拱肋吊裝橫梁施工技術(shù)[J].工程建設(shè)，2014，(02)：23-26，30.