周 朋

(大連理工大學(xué)土木建筑設(shè)計研究院有限公司，遼寧 大連 116023)

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龍場渡槽施工概述

周 朋

(大連理工大學(xué)土木建筑設(shè)計研究院有限公司，遼寧 大連 116023)

基于龍場渡槽的工程概況，闡述了纜索吊機(jī)配合斜拉扣掛系統(tǒng)懸臂拼裝的施工工藝，并歸納總結(jié)了拱圈施工中應(yīng)注意的問題，保證了拱圈施工的安全可靠性，為類似工程施工積累了經(jīng)驗。

渡槽，拱橋，拱圈，懸臂拼裝

1 概述

龍場渡槽為黔中水利樞紐一期工程總干渠的重要組成部分，該渡槽為鋼筋混凝土拱式渡槽。拱橋跨度達(dá)到200 m，拱頂主拱肋寬度僅為5.5 m，其拱頂距龍場小河底部最大高差距離達(dá)到143 m，考慮到拱圈施工過程安全和節(jié)省臨時設(shè)施費(fèi)用，龍場渡槽主拱圈的施工采用全斷面預(yù)制，纜索吊裝配合斜拉扣掛懸臂拼裝的施工工藝。由于拱圈跨徑大，塊件重量重，拼裝塊件多，拼裝過程懸臂狀態(tài)長，施工過程結(jié)構(gòu)受力異常復(fù)雜。為確保拱圈施工過程安全可靠，結(jié)構(gòu)體系受力合理和合理的拱圈成橋線形，本文采用數(shù)值方法對龍場渡槽拱圈施工全過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。

2 工程概況

龍場渡槽是一座上承式鋼筋混凝土拱式渡槽，拱圈截面為單箱雙室截面，拱圈凈跨徑L0=200 m，凈矢高f0=40 m，矢跨比為1/5。拱圈下緣線形為懸鏈線，拱軸系數(shù)m=2.24。渡槽1/2立面如圖1所示。拱圈截面為等高變寬單箱雙室截面。拱圈截面高度3.5 m，拱圈寬度從拱腳12.0 m漸變?yōu)楣绊數(shù)?.5 m，寬度變化曲線采用二次拋物線。拱圈截面頂、底板厚度均為40 cm，邊腹板厚度為65 cm，中腹板厚度為40 cm。拱上的槽殼為簡支結(jié)構(gòu)，支承在拱上排架上，其跨度為15.0 m。渡槽橫斷面如圖2所示。

3 施工過程

龍場渡槽主拱圈共分為29個節(jié)段，從渡槽進(jìn)口至出口依次為進(jìn)口0號段～13號段，拱頂合龍段，出口13號段～0號段，拱圈分段圖如圖3所示。進(jìn)、出口0號段采用在貝雷桁架和臨時斜拉扣、背索組成的支架上分層現(xiàn)澆的施工工藝。進(jìn)、出口1號段～13號段，共26個塊件，采用預(yù)制廠預(yù)制，纜索吊機(jī)配合斜拉扣掛系統(tǒng)懸臂拼裝的施工工藝。拱頂合龍段長度1.8 m，在勁性骨架合龍后現(xiàn)場澆筑合龍段混凝土實現(xiàn)拱圈合龍。

拱圈0號塊澆筑共分為三層進(jìn)行，自底板開始，依次澆筑底板、腹板和頂板。待0號塊全部混凝土澆筑完畢并達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，張拉0號塊的扣索和錨索，拆除其臨時扣索、臨時錨索、模板支架及貝雷片，實現(xiàn)0號塊的體系轉(zhuǎn)換。

除0號塊和拱頂合龍段外，拱圈其余部分采用全斷面分段預(yù)制、懸臂拼裝(纜索吊機(jī)配合斜拉扣掛系統(tǒng))的無支架施工工藝，縱向進(jìn)、出口每側(cè)各分為13個預(yù)制節(jié)段，全橋共有26個預(yù)制安裝節(jié)段。

預(yù)制安裝節(jié)段在主拱圈下方預(yù)制廠全斷面半長線法分批預(yù)制，用龍門吊配合旋轉(zhuǎn)平臺實現(xiàn)方位調(diào)整，采用纜索吊機(jī)吊裝運(yùn)輸?shù)轿?。?jié)段到位后其后方坐落于已安裝塊件前方的榫頭上，利用手拉葫蘆和榫頭間鋼板厚度調(diào)整塊件軸線，節(jié)段前方通過扣索與扣塔相連，通過扣索、背索的逐步張拉和纜索吊機(jī)逐步放松實現(xiàn)扣、背索和纜索吊機(jī)之間的受力轉(zhuǎn)換，利用扣、背索張拉調(diào)整塊件的安裝標(biāo)高和交界墩的受力狀態(tài)。待塊件姿勢調(diào)整完畢后，焊接接頭鋼筋，灌注邊腹板拼接縫，澆筑濕接縫混凝土。待濕接縫混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后調(diào)整扣、背索索力。然后再進(jìn)行下一循環(huán)的安裝施工。

預(yù)制節(jié)段安裝完畢后，安裝拱頂合龍段勁性骨架，澆筑合龍段混凝土，實現(xiàn)拱圈合龍。

在拱頂合龍段混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后拆除扣、背索?？邸⒈乘鞯牟鸪匆?guī)定程序進(jìn)行，在纜索拆除過程中應(yīng)確保人員安全，并避免對結(jié)構(gòu)受力造成沖擊。待拱圈施工完成后即可以進(jìn)行拱上排架施工，為加快施工進(jìn)度，同時減少高空作業(yè)帶來的風(fēng)險，龍場渡槽拱上排架同樣預(yù)制拼裝的施工工藝。考慮到纜索吊起吊高度的限制，排架預(yù)制段高度均限制在10 m以內(nèi)。拱上排架安裝完成以后即可以進(jìn)行拱上槽殼的安裝，同樣由于纜索吊機(jī)起吊高度的限制，槽殼安裝采取從拱頂向兩側(cè)逐跨安裝的施工順序。

4 拱圈施工應(yīng)注意的問題

本橋的施工難點(diǎn)在于主拱圈的施工，由于拱頂距地面高差達(dá)到124 m，傳統(tǒng)的有支架施工方法受到了限制。同時由于兩岸山勢陡峭又缺乏施工場地，轉(zhuǎn)體施工方法又無法采用，經(jīng)過多方案的比選最終選定了纜索吊裝配合斜拉扣掛系統(tǒng)的懸臂拼裝施工工藝。采用該方法施工鋼筋混凝土拱橋時應(yīng)注意如下方面的問題：

1)采用懸臂拼裝施工方法施工，拱圈安裝過程中的主要控制參數(shù)包括扣索索力、背索索力和塊件前方的安裝預(yù)拱度。

2)為確保拱圈的成橋線形，降低塊件安裝難度，施工中要提高拱圈接頭的施工精度，前后塊件間要方便形成鉸的連接形式，以方便塊件安裝過程中前端標(biāo)高的調(diào)整。

3)塊件安裝過程中，通過纜索吊機(jī)的逐步放松和扣、背索的逐步張拉，實現(xiàn)纜索吊機(jī)和扣掛系統(tǒng)之間的索力轉(zhuǎn)換。在索力轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)確?？鬯?、背索、扣塔和扣、背錨固系統(tǒng)的受力安全。索力轉(zhuǎn)換完成后應(yīng)確保塊件前方標(biāo)高滿足設(shè)計要求。

4)采用懸臂拼裝施工鋼筋混凝土拱橋時，為優(yōu)化拱圈施工過程中的應(yīng)力狀態(tài)，一般至少需要對扣索和背索進(jìn)行兩次張拉，第一次為拱圈安裝就位過程中扣掛系統(tǒng)和纜吊系統(tǒng)之間的索力轉(zhuǎn)換。第二次為塊件間接縫混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度后，下一節(jié)段安裝之前。根據(jù)上述控制要求，扣、背索的張拉設(shè)備及錨具構(gòu)造應(yīng)具備反復(fù)張拉、低應(yīng)力安全錨固等性能。

5)為確保拱圈吊裝過程中拱圈受力狀態(tài)更為合理，在塊件安裝過程中可拆除部分已安裝塊件的扣索和背索，拆除的扣、背索應(yīng)根據(jù)計算確定。

6)為確保拱圈合龍段的順利施工，合龍段勁性骨架焊接應(yīng)按設(shè)計要求在溫度較低和溫度相對變化較緩的時間段完成。

7)在拱圈安裝過程中，扣塔的受力安全和穩(wěn)定要尤其注意，在施工過程中，必須同時確?？鬯氖芰Π踩?/p>

5 結(jié)語

龍場渡槽由于特殊的地理環(huán)境，拱頂距地面最大高差達(dá)到124 m，由于該結(jié)構(gòu)為水工結(jié)構(gòu)拱圈需要承擔(dān)較大的荷載，同時拱圈的斷面又受到一定的限制。這種特殊的結(jié)構(gòu)給拱圈的施工帶來較大的難度。通過多方面綜合比較，最終采用了全斷面預(yù)制，纜索吊機(jī)配合斜拉扣掛系統(tǒng)懸臂拼裝的施工工藝。實踐表明該橋的施工方法是合理的，安全的，可為同類橋梁施工提供參考。

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Longchang aqueduct construction overview

Zhou Peng

(DesignInstituteCo.,LtdofCivil&ArchitectureofDUT，Dalian116023，China)

Based on the engineering general situation of Longchang aqueduct, this paper elaborated the construction technology of cantilever erection of cable crane coordination with cable-stayed knotting system, and summarized the matters needing attention in arch ring construction, ensured the safety and reliability of arch ring construction, accumulated experience for similar engineering construction.

aqueduct, arch bridge, arch ring, cantilever erection

1009-6825(2017)06-0210-02

2016-12-14

周 朋(1979- )，男，工程師

U445

A