周 文，朱志鋼

(1.中南大學(xué)土木工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410075；2.中鐵廣州工程局集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 511457)

1 工程概況

藏木雅魯藏布江雙線特大橋(以下簡(jiǎn)稱“藏木特大橋”)位于西藏自治區(qū)加查縣桑加峽谷內(nèi)，為新建川藏鐵路拉薩—林芝段的重要控制性工程。藏木特大橋?yàn)橹谐惺教峄@鋼管混凝土拱橋，主跨為430m，矢高112m，矢跨比1∶3.84，拱肋結(jié)構(gòu)采用懸鏈線形式，拱軸系數(shù)2.1、內(nèi)傾角4.609 1°。藏木特大橋橋式布置如圖1所示。

圖1 藏木特大橋橋式布置(單位：cm)

除拉薩岸拱座右幅基礎(chǔ)采用斜向整體嵌固式基礎(chǔ)外，其余拱座基礎(chǔ)均采用斜、豎樁基礎(chǔ)。0號(hào)臺(tái)及1，2號(hào)墩設(shè)計(jì)為樁+承臺(tái)基礎(chǔ)，3號(hào)臺(tái)不設(shè)置基礎(chǔ)。0號(hào)臺(tái)采用雙線T形空心橋臺(tái)，1，2號(hào)墩采用混凝土圓端形墩身，3號(hào)臺(tái)伸入隧道內(nèi)其臺(tái)座與隧道底板連為一體。

拱肋由下而上采用1.8～1.6m變管徑、52～24mm變厚度的耐候鋼鋼管，4肢桁式變桁高截面，每隔8m設(shè)平聯(lián)桿橫向連接，上下鋼管組合截面按懸鏈線方程變高度設(shè)計(jì)，拱頂和拱腳桁高分別為8.8，15m，拱肋在拱頂中心距為7m，拱腳中心距為25m。全拱分56 個(gè)拱肋節(jié)段、2 個(gè)合龍段、2 個(gè)支撐橫梁及多種“一”“N”“K”及“米”字形相結(jié)合的橫撐等，最大節(jié)段吊重250t。

其主梁為單箱雙室、斜腹板截面的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，全長(zhǎng)518.8m。其主跨為等截面箱梁，梁高3m，頂板寬18m，底板寬12m；邊跨及次邊跨為變截面箱梁，梁底按二次拋物線變化，頂板寬12m，底板寬5.816～6.4m；主跨從中支點(diǎn)起23.55m范圍為變寬度箱梁，頂板和底板寬均呈線性變化。梁體支座及吊桿橫梁處設(shè)橫隔板。

吊桿采用無黏結(jié)的平行環(huán)氧噴涂鋼絞線；全橋?qū)ΨQ設(shè)置43對(duì)吊桿，順橋向設(shè)置間距為8m。

橋址位于藏木水電站大壩上游1.2km位置，跨越水深達(dá)66m的藏木雅魯藏布江，橋下水流湍急，河床下切較深，兩岸地形復(fù)雜，山體花崗巖風(fēng)化嚴(yán)重且破碎，多向順層卸荷裂隙發(fā)育，多條寬大沖溝深切谷底。拉薩岸拱座左幅位于雅魯藏布江中，且水下邊坡陡斜；拱座右幅斜向嵌固式基礎(chǔ)位于裂隙發(fā)育的山體花崗巖內(nèi)。林芝岸拱座位于填石筑島區(qū)，基巖裂隙發(fā)育。

橋位處風(fēng)向多與河谷走向一致，10月下旬至次年5月為大風(fēng)季節(jié)，一般每天14：00開始，風(fēng)力平均8～9級(jí)，最大可達(dá)11～12級(jí)。橋址區(qū)降雨量為450～1 000mm，大部分集中在5—10月，尤以7—8月為甚，當(dāng)年9月至次年4月為旱季。年平均氣溫9.3℃，極端最低溫度-12℃，存在年溫差小而日溫差大、陰坡與陽坡溫差較大特點(diǎn)。

2 施工難點(diǎn)

1)拱座基礎(chǔ)施工難度大 拉薩岸拱座左幅基礎(chǔ)位于水下，巖質(zhì)邊坡陡峭，且在水電站庫區(qū)不能放坡筑島做施工場(chǎng)地，施工困難；右幅整體嵌固式基礎(chǔ)斜向角度大，斷面大，基巖裂隙發(fā)育，滲水嚴(yán)重；林芝側(cè)拱座位于隧道洞碴筑島區(qū)域，且下部基巖裂隙發(fā)育，基坑開挖防水困難；直徑2.8m樁基礎(chǔ)下部基巖為完整微風(fēng)化花崗巖，施工非常困難。

2)鋼管拱肋施工難度大 橋址位于峽谷內(nèi)，無拱肋制造拼裝場(chǎng)地，且每天下午有8級(jí)左右大風(fēng)，最大可達(dá)11～12級(jí)，晝夜溫差大，最大約30℃。在高原地區(qū)艱險(xiǎn)地形，惡劣氣候工況下施工大跨度提籃拱橋拱肋難度大，且架設(shè)線形控制尤為困難。

3)鋼管混凝土施工難度大 拱肋鋼管混凝土為C60，鋼管直徑為1.8～1.6m，頂升高度和跨度分別為112，210m，單根鋼管混凝土方量約為1 022m3，管內(nèi)設(shè)置內(nèi)法蘭和剪力釘，高原存在材料缺乏、品質(zhì)差，設(shè)備降效嚴(yán)重、施工場(chǎng)地狹小等狀況，在高原地區(qū)一次頂升超千方高強(qiáng)度高性能混凝土的難度非常大，且防止管壁脫粘也非常重要。

4)主梁現(xiàn)澆施工難度大 主跨混凝土箱梁分節(jié)段懸澆，最大質(zhì)量為300t。其現(xiàn)澆掛籃要利用永久吊桿作為承力結(jié)構(gòu)，吊桿上部錨固在呈提籃狀的鋼管拱肋上，其空間角度均在變化，使箱梁懸澆掛籃施工和線形控制困難。變寬段箱梁面積大、方量大，且要一次澆筑完成，施工難度大。

針對(duì)藏木特大橋施工難點(diǎn)，開展了多項(xiàng)課題研究，實(shí)施取得良好效果。本文分別對(duì)本橋的拱座基礎(chǔ)、鋼管拱肋、鋼管混凝土、混凝土主梁等施工中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行介紹。

3 拱座基礎(chǔ)施工

3.1 水下陡峭邊坡筑島施工技術(shù)

拉薩岸拱座左幅基礎(chǔ)在常水位以下，水下邊坡陡峭，不能自然放坡筑島作為施工平臺(tái)。經(jīng)研究，用隧道開挖的洞碴進(jìn)行小范圍筑島，同時(shí)用地質(zhì)鉆機(jī)配鋼套管豎直鉆入陡峭邊坡的基巖以下2m，將鋼套管保留在基巖內(nèi)，插入4根直徑32mm通長(zhǎng)鋼筋，高壓注入水泥-水玻璃雙液漿，形成小型復(fù)合樁抵抗新填筑的島體下滑。重復(fù)向外側(cè)填筑洞碴、施工小型復(fù)合樁至完成整個(gè)筑島平臺(tái)。

3.2 大直徑挖孔樁施工技術(shù)

兩岸拱座樁基礎(chǔ)大部分位于洞碴筑島區(qū)，少數(shù)樁基礎(chǔ)位于原有山體內(nèi)，但其上部的山體花崗巖受風(fēng)化影響較破碎，滲水嚴(yán)重；樁基下部又落在完整花崗巖內(nèi)，巖石強(qiáng)度非常高，采用沖擊鉆機(jī)施工直徑2.8m樁基礎(chǔ)非常慢，大型回旋鉆機(jī)進(jìn)場(chǎng)又非常困難。經(jīng)研究，滲水嚴(yán)重的筑島區(qū)和上部破碎巖層區(qū)的樁基礎(chǔ)均采用外側(cè)帷幕注漿和底部封底注漿相結(jié)合的止水技術(shù)和人工挖孔技術(shù)進(jìn)行施工[1]。每樁外設(shè)6個(gè)帷幕注漿孔，樁中心設(shè)1個(gè)封底注漿孔，注入水泥-水玻璃雙液漿止水。水玻璃摻量控制在12%～18%，注漿壓力控制在1～3MPa。樁基礎(chǔ)開挖進(jìn)行了專門的爆破設(shè)計(jì)，樁中心用掏槽孔，樁周圈用隔離孔，其余位置用松動(dòng)孔，不同孔眼的裝藥量和裝藥方式均不同，并采用毫秒微差定向爆破，每天平均開挖1.6m，最大可達(dá)2.2m。

3.3 斜向整體嵌固式基礎(chǔ)施工技術(shù)

拉薩岸拱座右幅為斜向整體嵌固式基礎(chǔ)，基礎(chǔ)尺寸為20.2m×8m×25m，水平夾角50.208°，縱立面內(nèi)傾角4.609°，斷面大、深度大、斜度大，且拱座基礎(chǔ)處于常水位以下，水位高差19.2m。

1)豎向洞門及斜向?qū)驂κ┕?嵌固式基礎(chǔ)位置山體接近70°坡度，表面巖體破碎，要在此70°陡坡上進(jìn)洞，且洞門上方有250t纜索起重機(jī)塔架施工，施工風(fēng)險(xiǎn)大。經(jīng)比較，采用豎向C20混凝土洞門及斜向?qū)驂ψ龇雷o(hù)進(jìn)洞。斜向?qū)驂υ诨A(chǔ)開挖輪廓線外緊貼施作，導(dǎo)向墻內(nèi)采用6片I20b型鋼做定位架，型鋼間焊接粗螺紋鋼筋成整體，在型鋼定位架弧形頂面焊接孔口管，立模澆筑豎向洞門及斜向?qū)驂炷痢?/p>

2)大管棚施工 嵌固式基礎(chǔ)頂部施作大管棚，管棚長(zhǎng)27m，管徑108mm，以外插角1°～3°插入洞頂基巖中，利用潛孔鉆機(jī)鉆孔后將鉆有小孔的鋼管插入孔中，高壓注入高強(qiáng)水泥漿[2]。

3)嵌固式基礎(chǔ)隧洞開挖施工 嵌固式基礎(chǔ)隧洞采用機(jī)械輔以人工按四臺(tái)階法開挖，第1～3級(jí)臺(tái)階開挖高度均為5.0m，第4級(jí)臺(tái)階為5.42m，方便機(jī)械施工及出渣。所謂四臺(tái)階法開挖，即首先開挖第1臺(tái)階，進(jìn)尺11m后開挖第2臺(tái)階，第1臺(tái)階每進(jìn)尺4榀鋼拱架后進(jìn)行鋼套拱支護(hù)；第2臺(tái)階進(jìn)尺8m后開挖第3臺(tái)階，第2臺(tái)階每開挖1榀后對(duì)第1臺(tái)階鋼套拱支護(hù)進(jìn)行接長(zhǎng)，生根至堅(jiān)硬的巖石并安裝鎖腳錨桿；第3臺(tái)階進(jìn)尺6m后開挖第4臺(tái)階，對(duì)第2臺(tái)階鋼套拱支護(hù)進(jìn)行接長(zhǎng)；第4臺(tái)階隨開挖接長(zhǎng)鋼套拱，開挖4m后基礎(chǔ)形成穩(wěn)定堅(jiān)固的臺(tái)階。按上述方法依次循環(huán)開挖至設(shè)計(jì)位置。四臺(tái)階法開挖時(shí)需墊石碴鋪路減緩坡度方便挖掘機(jī)出碴，角落位置洞碴用挖掘機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)，裝到吊斗里出渣。

4)初期支護(hù)施工 嵌固式基礎(chǔ)沿洞身方向每隔0.8m布置1榀鋼拱架，鋼拱架采用I20b分段制作，接頭用螺栓連接，在松散破碎巖層地帶布置I20b型鋼橫撐在鋼拱架中部加強(qiáng)。噴錨混凝土采用直徑8mm鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距20cm×20cm，濕噴厚度22cm。

3.4 拱座基坑開挖技術(shù)

拉薩岸拱座左幅基礎(chǔ)和林芝側(cè)拱座基礎(chǔ)開挖前，在拱座基坑采用外部3層帷幕注漿與在基坑內(nèi)部封底注漿相結(jié)合的注漿止水技術(shù)。注漿時(shí)遵循先帷幕注漿后封底注漿，先外后內(nèi)、先深后淺的原則。3層帷幕注漿采用分區(qū)、分序、分段注漿工藝。

拱座基坑開挖采用混凝土支護(hù)+換撐逆作法施工?；用繉娱_挖100cm，采用C30鋼筋混凝土支護(hù)，每層支護(hù)頂面厚度80cm、底部厚度70cm、高為100cm?；用繉娱_挖后，立模澆筑支護(hù)混凝土，安裝水平型鋼支撐；再開挖下層，澆筑下層支護(hù)混凝土，安裝下層水平型鋼支撐，并用千斤頂施加向基坑外的頂力，再將上層鋼支撐用千斤頂卸載拆除后倒用到后續(xù)層混凝土支護(hù)，正好安裝在設(shè)計(jì)標(biāo)高的鋼支撐則保持在原位置。重復(fù)上述施工完成基坑開挖。

4 鋼管拱肋施工

4.1 鋼管拱肋制造及節(jié)段拼裝

鋼管拱肋采用強(qiáng)度420MPa的E級(jí)耐候鋼，4肢桁式截面，鋼管直徑從1.8m變化至1.6m，板材厚52～24mm，拱肋腹桿為H形或箱形桿件。拱肋鋼管與腹桿間通過節(jié)點(diǎn)板和螺栓連接，螺栓為10.9級(jí)M30耐候鋼材質(zhì)的高強(qiáng)度螺栓。

4.1.1鋼管拱肋制造

1)拱肋鋼管卷制 弧形拱肋采用“以折代曲”工藝[3]，即將各直線鋼管節(jié)焊接接長(zhǎng)為折線形式的拱肋弦管，折點(diǎn)處于拱肋軸線上，鋼管直段長(zhǎng)為 1.8～2.8m。鋼管采用數(shù)控液壓三輥卷板機(jī)卷制，長(zhǎng)度控制在2.8m以內(nèi)，離縱縫位置200～300mm一次卷制成型，厚鋼板采用二次回圓技術(shù)保證圓順度。鋼管縱縫采用埋弧自動(dòng)焊機(jī)焊接。

2)腹桿及節(jié)點(diǎn)板加工 腹桿制造流程為：零件下料→變形矯正→隔板邊緣加工→箱形組裝→箱形焊接→焊縫檢測(cè)→焊接變形矯正→畫鉆孔基準(zhǔn)線→螺栓孔鉆制→除銹及涂裝。板件下料用數(shù)控機(jī)床火焰切割，預(yù)留加工余量。

3)鋼管拼裝焊接 拱肋制造前期進(jìn)行制造規(guī)則評(píng)審和焊接工藝評(píng)定。工廠焊縫采用拱上臺(tái)車埋弧自動(dòng)焊機(jī)焊接，焊接時(shí)要注意焊接溫度控制，焊完1道后自然降溫，再焊下一道。現(xiàn)場(chǎng)低氣溫焊接時(shí)要防風(fēng)，并預(yù)熱焊接區(qū)以保證焊接區(qū)溫度和焊道間溫度，同時(shí)還應(yīng)做好緩冷保溫措施。

4.1.2鋼管拱肋節(jié)段拼裝

1)工廠片狀啞鈴形長(zhǎng)段拼裝 工廠設(shè)置預(yù)拼裝胎架，鋼管單元件拼裝成片狀啞鈴形節(jié)段，按鋼管拱肋的拼裝線形測(cè)放出對(duì)應(yīng)節(jié)段拼裝控制點(diǎn)，管件拼裝后定位焊，再按制造規(guī)則要求焊接成片狀啞鈴形長(zhǎng)段，通過汽車運(yùn)輸至工地拼裝場(chǎng)。

2)現(xiàn)場(chǎng)拼裝場(chǎng)節(jié)段拼裝 橋址位于加查縣桑加峽谷內(nèi)，拱肋在現(xiàn)場(chǎng)無拼裝場(chǎng)地。經(jīng)比選，將上游7.5km的峽谷頂巖堆平整后作為拱肋拼裝場(chǎng)，場(chǎng)內(nèi)設(shè)拱肋片狀啞鈴形長(zhǎng)段和單元件存放區(qū)、拼裝區(qū)、拱肋存放區(qū)、下河吊機(jī)吊裝區(qū)等。拼裝區(qū)按“2+1”臥拼模式設(shè)置2幅胎架，每幅胎架長(zhǎng)60m、寬16m、高1.3m。2臺(tái)門式起重機(jī)沿軌道拼裝4肢桁式拱肋節(jié)段，驗(yàn)收后轉(zhuǎn)至拱肋存放區(qū)存放[1]。拱肋現(xiàn)場(chǎng)拼裝場(chǎng)布置如圖2所示。

圖2 拱肋現(xiàn)場(chǎng)拼裝場(chǎng)布置(單位：m)

4.2 拱肋節(jié)段翻身及下河

拱肋節(jié)段空間尺寸無法經(jīng)過公路隧道，經(jīng)研究后決定建造船舶在雅魯藏布江中運(yùn)輸拱肋。拱肋節(jié)段用平車從存放區(qū)移運(yùn)至下河吊機(jī)下方，起吊后移走平車，采取下河吊機(jī)用兩鉤翻身法將拱肋節(jié)段由臥式翻身為立式，吊運(yùn)下河至船舶甲板固定。下河吊機(jī)如圖3所示。

圖3 下河吊機(jī)

拱肋翻身區(qū)地面建成2級(jí)臺(tái)階式，高臺(tái)階在河側(cè)，高差為30cm。在臺(tái)階分界處往拼裝場(chǎng)方向30cm位置設(shè)翻身底座，底座由橫向呈一條直線安裝的前、后2組圓弧形鋼板組成，高1m，圓弧半徑為1.0m，在底座和高臺(tái)階上鋪設(shè)厚橡膠，防止下弦管硬接觸損傷。拱肋臥躺喂到下河吊機(jī)下方，下河吊機(jī)起重橫梁的2個(gè)吊鉤各拴2根φ56鋼絲繩捆綁在上弦2肢鋼管的兩端，吊機(jī)提升至靠地面的單肢鋼管兩端上2根鋼絲繩先受力，繼續(xù)提升2個(gè)吊鉤拎起拱肋節(jié)段直到將其轉(zhuǎn)動(dòng)至接近豎立狀，節(jié)段重心達(dá)到下弦翻身底座轉(zhuǎn)軸中心位置，至此 “兩心”平衡。起重橫梁整體向河中方向行走至與拱肋翻身完成時(shí)重心對(duì)應(yīng)的位置后停止，此時(shí)稍微起升吊鉤，使拱肋節(jié)段重心越過支點(diǎn)，依靠自身重力完成節(jié)段翻身。拱肋節(jié)段越過重心后一直在上方懸空的下弦管壓在高臺(tái)階上頂住，此時(shí)拱肋節(jié)段變?yōu)榱⑹酵瓿晒袄吖?jié)段翻身。重新調(diào)整4根鋼絲繩位置，起重橫梁提升使4根鋼絲繩共同受力，下河吊機(jī)的起重橫梁走行至縱向主梁的前端，下放到船舶甲板上固定。

4.3 拱肋江中運(yùn)輸

拱肋設(shè)計(jì)采用垂直豎向分段，造成節(jié)段上、下弦管錯(cuò)位極大。運(yùn)輸最不利工況為第2節(jié)段，節(jié)段尺寸為24.72m×14.63m，重230t，且節(jié)段的上弦長(zhǎng)、下弦短、重心較高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差。

拱肋節(jié)段采用拖輪拖動(dòng)自行建造的駁船運(yùn)輸。駁船(32m×14m×2.4m)空載吃水1.3m、滿載吃水1.5m，最大載重300t；拖輪(26.3m×6.24m×6m)空載吃水1.25m、滿載吃水1.4m，主機(jī)額定功率為2×176kW(雙驅(qū)動(dòng))，滿載航速為10km/h，空載航速為15km/h。拱肋節(jié)段采用限位架硬加固和纜風(fēng)繩軟加固的軟硬固定技術(shù)固定，針對(duì)拱肋異形上弦管懸臂長(zhǎng)的情況，設(shè)置豎向支撐保證拱肋上弦管長(zhǎng)懸臂的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。實(shí)測(cè)雅魯藏布江水深，選擇船舶航線運(yùn)輸拱肋。

4.4 鋼管拱肋架設(shè)

鋼管拱肋分58個(gè)吊裝節(jié)段，采用纜索起重機(jī)吊裝、扣索斜拉扣掛法架設(shè)[4]。

4.4.1纜索起重機(jī)建造

橋位處地形環(huán)境復(fù)雜、山體花崗巖風(fēng)化嚴(yán)重且破碎、寬大沖溝密集、懸崖陡斜，且兩岸拱腳附近施工場(chǎng)地極為狹小受限，以及橋位峽谷內(nèi)有12級(jí)大風(fēng)、晝夜最大溫差達(dá)30℃的惡劣天氣，在此不利條件下，鋼管拱肋架設(shè)十分困難。為解決施工難題，因地制宜設(shè)計(jì)建造出一種特殊的最大控制吊重為250t的纜索起重機(jī)進(jìn)行鋼管拱節(jié)段懸臂扣掛法架設(shè)。

根據(jù)實(shí)測(cè)地形和方案比選，本橋的特殊纜索起重機(jī)采用不對(duì)稱、不等邊跨、不等高塔架、同一側(cè)塔架使用高低腿、扣纜塔合一型、纜索在塔頂后錨雙橫移的布置形式。纜索起重機(jī)主要由基礎(chǔ)體系、塔架體系、索結(jié)構(gòu)體系、扣錨索體系、纜風(fēng)索及壓塔索體系等組成[5]。纜索起重機(jī)林芝岸塔架布置在遠(yuǎn)離拱座的陡峻山頂上，拉薩岸塔架布置在拱座后方不遠(yuǎn)處，布置跨度為(165+610+89)m，設(shè)計(jì)控制質(zhì)量為250t，采用2×125t纜索吊鉤(共4個(gè)吊鉤)進(jìn)行抬吊。纜索起重機(jī)設(shè)計(jì)跨度L=610m，設(shè)計(jì)控制垂度為L(zhǎng)/12[6]。纜索起重機(jī)總體布置如圖4所示。

圖4 纜索起重機(jī)總體布置(單位：cm)

4.4.2鋼管拱肋節(jié)段架設(shè)

根據(jù)拱肋節(jié)段架設(shè)位置，提前調(diào)整纜索起重機(jī)承重索鞍座及主錨鋼錨梁至設(shè)計(jì)位置。駁船運(yùn)輸拱肋節(jié)段至安裝位置下方，拋錨、絞錨使船停泊至精確位置。根據(jù)吊點(diǎn)位置及拱肋節(jié)段安裝角度采用不同長(zhǎng)度的吊重鋼絲繩，鋼絲繩與吊點(diǎn)間用110t卡環(huán)連接[7]。

纜索起重機(jī)4吊鉤落鉤用鋼絲繩拴牢拱肋節(jié)段2肢上弦管，4個(gè)吊鉤同時(shí)均勻起鉤，提升拱肋離船，繼續(xù)向上提升至距安裝位置5m時(shí)停止，拱肋節(jié)段后端的2個(gè)吊鉤落鉤，再將拱肋外側(cè)的2個(gè)吊鉤落鉤，調(diào)整拱肋節(jié)段至適合安裝的空中角度后，纜索起重機(jī)牽引繩收繩牽引使拱肋節(jié)段水平移動(dòng)，將節(jié)段與已架高節(jié)段頂部的內(nèi)法蘭盤對(duì)位，收緊倒鏈?zhǔn)箖蓛?nèi)法蘭盤貼緊，用1根前端帶尖錐的鐵棍穿入兩法蘭孔眼中，初調(diào)拱肋節(jié)段到位，在法蘭盤上呈直角線先打入4根沖釘，按設(shè)計(jì)要求安裝高強(qiáng)度螺栓，并退出沖釘換用高強(qiáng)度螺栓。初步擰緊內(nèi)法蘭螺栓(根據(jù)實(shí)際情況抄墊法蘭間隙，微調(diào)角度)，纜索起重機(jī)后面2吊鉤緩慢松鉤，使內(nèi)法蘭螺栓受力，進(jìn)行扣索安裝。

纜索起重機(jī)扣塔上牽引設(shè)備將扣索牽引至扣塔頂錨梁位置，安裝拱肋節(jié)段上的扣索前端鋼絞線P錨，安裝錨索至后錨點(diǎn)，收緊扣索、錨索鋼絞線?？?、錨索張拉端均設(shè)在扣塔平臺(tái)頂面，扣、錨索張拉要同步分級(jí)對(duì)稱施工?？鬯饕贿厪埨瓡r(shí)，一邊緩慢松纜索起重機(jī)前面的2吊鉤，同時(shí)也要張拉錨索，過程中還要監(jiān)測(cè)節(jié)段坐標(biāo)，千斤頂調(diào)整橫向偏位，通過多次調(diào)整扣索索力和橫向偏位直到將拱肋節(jié)段調(diào)至設(shè)計(jì)位置。終擰內(nèi)法蘭所有螺栓。

鋼管拱完成上、下游幅的相同節(jié)段架設(shè)后，及時(shí)安裝橫撐連接系。橫撐連接系根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際量測(cè)尺寸配切下料，先裝豎向正向連接系，再補(bǔ)充安裝橫向小管。

4.4.3鋼管拱肋合龍

拱肋合龍?jiān)?月下旬，晝夜溫差最大達(dá)17℃，拱肋白天陰、陽面溫差高達(dá)27℃。水平跨度>210m的全鋼拱肋對(duì)溫度變化極敏感，合龍鎖定結(jié)構(gòu)所受內(nèi)力大，且會(huì)隨著結(jié)構(gòu)溫度的變化而變化。提前48h不間斷按小時(shí)觀測(cè)環(huán)境溫度，測(cè)量合龍口長(zhǎng)度變化，繪出環(huán)境溫度、合龍口長(zhǎng)度之間一一對(duì)應(yīng)的曲線圖。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，0：00—4:00環(huán)境溫度最低，合龍口長(zhǎng)度基本不變化，故選擇該時(shí)段進(jìn)行拱肋合龍。

拱肋合龍時(shí)上、下游拱肋同步進(jìn)行，單幅拱肋合龍口兩側(cè)用鎖定結(jié)構(gòu)快速鎖定，快速焊裝嵌補(bǔ)段。每根拱肋均安裝4組合龍鎖定結(jié)構(gòu)。單組合龍鎖定結(jié)構(gòu)包括2個(gè)反力座、鋼桁架、抄墊鋼板以及高強(qiáng)度螺栓。反力座提前焊接在鋼管外豎向、水平方向，鋼桁架提前安裝在一側(cè)反力座上。合龍施工具體如下：1：00開始進(jìn)行合龍鎖定，在鋼桁架與另一側(cè)反力座間快速插入抄墊鋼板，安裝高強(qiáng)度螺栓擰緊即完成合龍鎖定。配切合龍段鋼管并沿圓截面中軸線切割成兩半，周邊開焊接坡口，分別吊裝半圓管就位，精調(diào)后用臨時(shí)碼板固定后焊接。

5 拱肋混凝土頂升施工

拱肋至拱腳往上15m段為C60鋼纖維混凝土，采用從上往下灌注方法施工；再往上為自密實(shí)補(bǔ)償收縮C60混凝土，采用泵送頂升工藝施工。鋼管混凝土采用超高壓混凝土地泵頂升，并遵循縱橋向兩岸對(duì)稱、橫橋向上下游均衡的原則，按下弦內(nèi)管→上弦內(nèi)管→下弦外管→上弦外管的順序(即①→②→③→④→⑤→⑥→⑦→⑧順序，見圖5)進(jìn)行施工。鋼管混凝土單岸縱橋向采用真空輔助、9級(jí)接力、10段泵送頂升工藝進(jìn)行灌注。拱肋鋼管混凝土頂升灌注布置如圖5所示。每灌注1根鋼管后，待其管內(nèi)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求或混凝土齡期>3d后再灌注序號(hào)大一號(hào)的鋼管內(nèi)混凝土。

圖5 拱肋鋼管內(nèi)混凝土頂升灌注布置

5.1 拱肋鋼管混凝土配合比設(shè)計(jì)

鋼管C60自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)除了要求高強(qiáng)、早期強(qiáng)度、良好的泵送性外，還需良好的自密實(shí)性能和補(bǔ)償收縮性能[8]。通過反復(fù)對(duì)比減水劑不同比例配伍情況和多種膨脹劑摻加的補(bǔ)償收縮效果，混凝土中摻加新型醚類PCA-I型聚羧酸減水劑和HME-Ⅱ新型高性能混凝土復(fù)合膨脹劑，從減水、降黏、保坍方面可較大限度提升混凝土工作性能的穩(wěn)定性，減少各種材料、氣溫等波動(dòng)帶來的影響，最大限度適應(yīng)環(huán)境溫差大、頂升方量大、泵送摩阻力大等施工特點(diǎn)，使混凝土具有低泡、大流動(dòng)性、不泌水、不分層、黏度低、黏聚性好、自密實(shí)性優(yōu)良的施工性能，既保證力學(xué)性能要求又有良好的體積穩(wěn)定性能。鋼管C60混凝土材料用量為：水∶水泥∶粉煤灰∶礦粉∶砂∶石∶膨脹劑∶外加劑=170∶370∶50∶85∶765∶925∶55∶5.6(單位：kg/m3)，其主要性能控制指標(biāo)如表1所示。

表1 鋼管C60混凝土主要性能控制指標(biāo)

5.2 拱肋鋼管混凝土模擬頂升

為保證實(shí)橋混凝土頂升一次成功，選取最易脫粘脫空的拱頂至邊跨方向的一段75m長(zhǎng)拱肋節(jié)段，加工足尺模型進(jìn)行頂升模擬試驗(yàn)，拱高11.25m，直徑1.6m，壁厚16mm，內(nèi)部設(shè)9個(gè)法蘭盤、5道內(nèi)加勁環(huán)板和9處剪力釘群。試驗(yàn)選擇ZLJ5180THBE型高壓混凝土輸送地泵配直徑125mm泵管，采取增加泵管水平長(zhǎng)度模擬實(shí)橋拱肋弧度傾斜向上的遠(yuǎn)距離輸送工況，查閱施工規(guī)范取直徑125mm輸送泵管的水平管與垂直管換算長(zhǎng)度關(guān)系為4∶1[8]，經(jīng)計(jì)算泵管水平段長(zhǎng)度為550m。

試驗(yàn)頂升采用二級(jí)頂升泵送工藝，第1，2級(jí)長(zhǎng)度分別為25，50m，拱腳設(shè)置一級(jí)進(jìn)漿管，25m處設(shè)置二級(jí)進(jìn)漿管，拱頂設(shè)置1m高垂直出漿管。頂升模擬試驗(yàn)順利，顯示了高原地區(qū)真空輔助進(jìn)行大直徑鋼管C60混凝土頂升的可行性，且驗(yàn)證了無收縮自密實(shí)C60混凝土在高寒地區(qū)大溫差環(huán)境下配合比設(shè)計(jì)合理性和高穩(wěn)健的工作性能[9]，無損檢測(cè)結(jié)果無脫粘、脫空面積占總面積的96%以上。

5.3 拱肋鋼管混凝土實(shí)橋頂升

5.3.1現(xiàn)場(chǎng)布置

混凝土輸送泵選擇ZLJ5180THBE型高壓地泵4臺(tái)(2臺(tái)備用)，理論輸送量105m3/h，最大輸送泵壓為28MPa。真空泵系統(tǒng)選用ZKB2500型真空泵，抽氣速率2 500m3/h。上、下游拱肋各布置2套泵管(1套備用)，且盡量減少90°及以上角度的彎管布置，設(shè)計(jì)定制進(jìn)入角度變化的輸入進(jìn)漿泵管，泵管尾部伸到拱肋鋼管中心且?guī)в行毕蛏蠌澒芤詼p小混凝土泵送入管內(nèi)的阻力。

5.3.2拱肋鋼管混凝土實(shí)橋頂升施工

由于場(chǎng)地小造成泵管布設(shè)難度大，加上輸送泵管直徑小(125mm)，主管直徑大(1.8～1.6m)，泵壓難以控制。經(jīng)研究，在高壓地泵上加裝動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)，可有效調(diào)整泵機(jī)泵送壓力，以維護(hù)泵管內(nèi)的混凝土泵送壓力呈線性穩(wěn)定增長(zhǎng)，達(dá)到混凝土頂升平順的目的。

1)清理鋼管內(nèi)壁及雜物 拱肋鋼管在拱腳下部開設(shè)清渣孔，人工清理拱腳殘?jiān)㈦s物等，澆水濕潤(rùn)后封閉清渣孔。

2)灌注拱腳段鋼纖維混凝土和第1段管內(nèi)混凝土 地泵泵入清水潤(rùn)滑泵管，檢查泵管密封后，使用地泵向泵管內(nèi)泵入水泥砂漿潤(rùn)滑泵管，再泵入C60鋼纖維混凝土至泵管前端接入口出漿，再通過閥門和拱肋上的進(jìn)漿管順次連接，泵送鋼纖維混凝土從上往下灌注，鋼纖維混凝土依靠自重及后續(xù)頂升混凝土重力下壓密實(shí)。拱腳鋼纖維混凝土灌注后，使用進(jìn)漿孔作為第1級(jí)進(jìn)漿孔，泵送第1級(jí)混凝土。

3)泵送第2段混凝土 由于鋼管拱肋直徑大、混凝土頂升方量大，造成單位長(zhǎng)度鋼管頂升時(shí)間長(zhǎng)，混凝土性能又受溫度影響大，泵壓受內(nèi)部管壁摩阻力逐漸增大，造成管內(nèi)混凝土頂升越來越困難。為降低泵管摩阻力，經(jīng)比較選用新型潤(rùn)管劑，比選用常規(guī)水泥漿潤(rùn)管方便快捷，且不易堵管。當(dāng)?shù)?級(jí)混凝土泵送至頂面離第2級(jí)進(jìn)漿孔0.5m時(shí)，停止泵送，改接第2級(jí)進(jìn)漿孔，掏出管內(nèi)混凝土50cm左右，將潤(rùn)管劑倒入泵管中，接好接頭并加固泵管后，繼續(xù)頂升第2級(jí)管內(nèi)混凝土。

4)泵送第3～10段混凝土 按同樣的方法，依次泵送第3～10級(jí)混凝土，當(dāng)混凝土泵送到拱頂出漿孔出漿，繼續(xù)泵送將浮漿排盡，出現(xiàn)良好混凝土?xí)r暫停泵送，靜置5min，然后再泵送兩下，再靜置5min，當(dāng)出漿孔無明顯氣泡或浮漿后，關(guān)閉第10級(jí)進(jìn)漿管閥門，完成整管泵送。

6 混凝土主梁施工

混凝土主梁按從遠(yuǎn)端到跨中分為邊跨、次邊跨、變寬段、主跨。邊跨、次邊跨采用掛籃對(duì)稱懸澆施工，邊跨直線段采用支架現(xiàn)澆施工[10]。兩岸的掛籃、邊跨直線段與變寬段同步施工，掛籃施工完成后合龍邊跨，待變寬段完成后合龍次邊跨，最后兩岸相對(duì)施工主跨至跨中合龍。

6.1 變寬段箱梁施工

變寬段箱梁連接次邊跨箱梁和主跨箱梁，長(zhǎng)24m，采取現(xiàn)澆吊架一次澆筑。變寬段現(xiàn)澆吊架結(jié)構(gòu)由下桁架梁、貝雷梁縱梁、模板系統(tǒng)、吊桿系統(tǒng)等組成?，F(xiàn)澆吊架共設(shè)4組吊桿結(jié)構(gòu)(每組2根)，從次邊跨往跨中方向分別為1組φ32精軋螺紋鋼吊桿、2組鋼絞線吊桿、1組永-臨結(jié)合吊桿(由橋梁永久吊桿、轉(zhuǎn)換頭及接長(zhǎng)鋼棒組成)，每組吊桿頂部均可通過千斤頂調(diào)節(jié)標(biāo)高。現(xiàn)澆吊架至拱肋下方的船舶甲板面拼成整體，提升就位，再預(yù)壓荷載、綁扎鋼筋、安裝內(nèi)模，最后澆筑混凝土。

6.2 主跨箱梁施工

主跨箱梁兩岸分別采用3孔吊架相向?qū)ΨQ、循環(huán)分段、平行作業(yè)施工，即在本孔吊架混凝土等強(qiáng)度期間，可在前2孔上分別進(jìn)行內(nèi)模安裝、鋼筋綁扎施工，改單孔吊架流水作業(yè)為3孔吊架平行作業(yè)，從而同時(shí)出現(xiàn)3個(gè)工作面作業(yè)?，F(xiàn)澆吊架主要由下橫梁、貝雷梁縱梁、模板系統(tǒng)、吊桿系統(tǒng)等組成。吊架共設(shè)4組吊桿結(jié)構(gòu)，最后排下橫梁通過8根直徑80mm鋼棒吊桿錨固在已澆筑箱梁橫隔板兩側(cè)底板上，前面3排下橫梁分別通過3組永-臨結(jié)合吊桿(每組2根)懸掛承受施工荷載。主跨混凝土箱梁3孔現(xiàn)澆吊架如圖6所示。

圖6 主跨箱梁3孔現(xiàn)澆吊架

借鑒模塊化設(shè)計(jì)思路，將3孔吊架分成4塊可循環(huán)裝拆的吊裝單元，利用既有纜索起重機(jī)進(jìn)行單元拆裝，兩單元間通過上、下層銷軸相連。當(dāng)前一孔箱梁的縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉后，拆除最后方的吊裝單元，并循環(huán)前移到吊架最前方連接。

7 結(jié)語

藏木特大橋是新建川藏鐵路拉林段的重點(diǎn)控制性工程，其技術(shù)復(fù)雜，施工時(shí)又面臨高原環(huán)境艱險(xiǎn)惡劣、施工場(chǎng)地狹窄受限及拱肋節(jié)段吊重大等諸多困難，施工難度大。藏木特大橋施工時(shí)采用了多項(xiàng)新技術(shù)和新方法：拱座基礎(chǔ)施工應(yīng)用了水下陡峭邊坡筑島，坑內(nèi)、坑外雙重帷幕注漿止水，拱座基坑支護(hù)+換撐逆作開挖法等；鋼管拱肋架設(shè)因地制宜設(shè)計(jì)采用了不對(duì)稱、不等高、不等邊跨大跨度扣纜塔合一型雙橫移式纜索起重機(jī)，開創(chuàng)了高原纜索起重機(jī)建造架設(shè)拱肋的先河，并研發(fā)了下河碼頭起重機(jī)吊運(yùn)下河，首創(chuàng)在雅魯藏布江庫區(qū)內(nèi)使用船舶動(dòng)力運(yùn)輸拱肋節(jié)段；超千方1.6～1.8m大直徑鋼管混凝土頂升采用真空輔助9級(jí)接力10級(jí)頂升技術(shù)，并通過應(yīng)用泵送劑新材料以減少混凝土堵塞輸送管道；混凝土主梁主跨施工采用永-臨結(jié)合吊桿承力，將3孔現(xiàn)澆吊架前后循環(huán)倒用平行作業(yè)增加工作面，加快施工速度。這些新技術(shù)和新工法的成功應(yīng)用，保證了高原峽谷、陡峭地形等艱險(xiǎn)受限條件下的鐵路430m跨中承式提籃鋼管混凝土拱橋的順利完工，為高原同類型拱橋施工提供了借鑒。