朱 斌

柳州市城市軌道交通建設(shè)促進(jìn)中心，廣西 柳州 545000

1 工程概況

官塘大橋主橋?yàn)橹谐惺戒撓涔皹颍豢邕^江，結(jié)構(gòu)體系為有推力提籃式拱橋。主橋全長462m，橋梁有效寬度為39.5m，雙向六車道。主拱計(jì)算跨徑為457m，凈跨徑為450m，凈矢高為100m，矢跨比為1∶4.5，拱平面與豎直平面的夾角為10°。鋼混結(jié)合段拱肋截面寬度為5.012m，截面高度為10.36～10.58m；主梁跨徑布置為（17.5+24.5+36×10.5+21+21）m。主橋節(jié)段劃分及橫撐布置如圖1所示。

圖1 主拱節(jié)段及橫撐布置側(cè)面圖（單位：cm）

2 施工重難點(diǎn)

該工程的施工重難點(diǎn)如下：（1）全橋共58個(gè)拱肋節(jié)段，鋼箱拱肋節(jié)段最大重量達(dá)304.1t，最大吊裝重403.2t，最大吊裝高度為107.93m，吊裝難度大；（2）主拱肋向橋梁中線內(nèi)傾10°，結(jié)構(gòu)構(gòu)造特點(diǎn)使拱肋安裝難度較大、精度要求高；（3）鋼箱拱肋安裝及施工措施項(xiàng)目水中作業(yè)量大，施工周期較長，需跨越1個(gè)洪水期，洪水期具有暴漲暴落、流速快的特點(diǎn)；（4）東岸為新區(qū)開發(fā)地塊，多條路網(wǎng)同時(shí)施工，西岸為三門江國家森林公園，珍稀植被多，移植工作繁重；（5）柳江為水運(yùn)主要通道，過往船舶較多，水上作業(yè)對航道正常運(yùn)行影響大。

3 施工方案比選

該項(xiàng)目立項(xiàng)之初計(jì)劃采用“纜索吊裝，斜拉扣掛”法安裝拱肋，后經(jīng)深入研討，此方式存在如下缺點(diǎn)：（1）起吊重量有限，目前最大的起吊重量約為300t，這在鋼管混凝土拱橋中較適用，但是對于大跨徑鋼箱拱形式的拱肋，拱肋節(jié)段重量較大，這種方式需要設(shè)置更為龐大的臨時(shí)設(shè)施，從而增加了施工成本；（2）施工周期長，由于臨時(shí)設(shè)施龐大，高空作業(yè)多，特別是各節(jié)段懸拼過程中均需要精確定位、焊接；（3）異形拱線形控制難，為了增加橫向穩(wěn)定性、提升美觀度等，鋼箱型拱肋往往設(shè)置成空間異形，這就增加了懸拼過程中的定位難度，同時(shí)隨著懸拼數(shù)量的增加，累計(jì)誤差將會(huì)逐漸增加；（4）對地理環(huán)境要求高，該工程東岸涉及珍稀植物大量移植，西岸需避開多條路網(wǎng)施工，交叉作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)極高。

經(jīng)過與各方專家研討，進(jìn)行方案比選，最后決定采用“低位拼裝+段拱肋整體提升”的創(chuàng)新方法進(jìn)行拱肋安裝，以保證拱肋安裝的安全性，提高安裝精度，施工總體布置如圖2所示。

圖2 低位拼裝+中段拱肋門架法整體提升施工設(shè)計(jì)圖（單位：mm）

4 方案可行性分析

“低位拼裝+段拱肋整體提升”的創(chuàng)新方法主要是將主拱分為邊拱段、中拱段和合龍段，邊段采用浮吊在支架上拼裝，中拱段拱肋采用已設(shè)置好的提升門架將重達(dá)5885t的中段拱肋進(jìn)行整體提升。方案總思路為中拱段在設(shè)計(jì)橋位處以下67.27m搭設(shè)低位拼裝支架，拼裝支架根據(jù)柳江通航、行洪條件設(shè)計(jì)，確保施工期間柳江航道的正常通航及行洪。中拱段合龍完成后張拉臨時(shí)水平約束索，采用門式提升支架+連續(xù)提升系統(tǒng)整體提升67.27m后，660t浮吊依次吊裝合龍段至設(shè)計(jì)橋位處，人工輔助就位，實(shí)現(xiàn)鋼箱拱肋合龍。

為了確保拱肋能順利實(shí)施，使結(jié)構(gòu)受力合理，拱肋安裝施工前，采用Midas、Ansys建立有限元模型對拱肋安裝工況進(jìn)行精細(xì)的分析計(jì)算，分析拱肋、支架及各構(gòu)件的應(yīng)力、強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定情況，主拱肋安裝施工步驟如表1所示。

表1 各工序理論分析匯總表

5 結(jié)束語

根據(jù)該工程理論分析結(jié)果表明，拱肋安裝及合龍過程中，拱肋的應(yīng)力水平較低，支架應(yīng)力未發(fā)生明顯的增加情況，拱肋、臨時(shí)支架及各構(gòu)件的應(yīng)力、強(qiáng)度、剛度均滿足要求。另外，該工程于2018年5月12日完成主拱肋的安裝，軸線安裝偏差為13mm，高程安裝偏差為24mm，達(dá)到了規(guī)范允許值的1/7，高效、優(yōu)質(zhì)地完成了拱肋安裝施工任務(wù)，為類似工程施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。