張建新ZHANG Jian-xin

（中鐵二十五局集團(tuán)有限公司西北分公司，西安 710000）

1 工程概況

某某高速鐵路（90+180+90）m 連續(xù)梁拱跨越江西省南昌市信江西支，主梁采用單箱雙室、變高度、直腹板箱形截面，中支點(diǎn)處梁高11m，邊跨直線段和跨中直線段梁高為5m，直線段長度分別為11.3m、21m，二次拋物線變化的梁底下緣。設(shè)計(jì)為豎直平行鋼管混凝土啞鈴拱的拱肋，f/L=1/5的矢跨比，3.1m 高的拱肋，拱管管徑為1.1m，鋼管及腹腔內(nèi)采用C55 自密實(shí)補(bǔ)償收縮混凝土灌注。采用GJ15-10和GJ15-12 型整束擠壓鋼絞線拉索吊桿，抗拉強(qiáng)度1860MPa，吊桿縱向間距9.0m，設(shè)18 對(duì)縱向雙吊桿。

2 變形的影響因素

2.1 施工線形影響

信江西支特大橋（90+180+90）m 連續(xù)梁拱橋梁合龍時(shí)，實(shí)測梁體線形設(shè)計(jì)線形偏差整體在2cm 以內(nèi)，滿足規(guī)范要求，局部由于橋面收坡不到位，偏差超過2cm，均低于4cm。

2.2 撓度變形影響

CPⅢ確定軌道板高程時(shí)，未計(jì)入道床板及剩余二恒等自重荷載引起的主梁撓度影響。根據(jù)道床板荷載和部分工點(diǎn)鋪軌之后施工的二恒進(jìn)行計(jì)算，主跨180m 連續(xù)梁拱軌面下?lián)现?.34+4.9=14.24mm。軌面實(shí)際下?lián)现蹬c計(jì)算結(jié)果相差5.76~8.66mm（扣除中支點(diǎn)標(biāo)高變化影響）。

2.3 溫度變形影響

主跨180m 拱橋設(shè)計(jì)合龍溫度為13℃~23℃，整體升溫+25℃，整體降溫-25℃，拱肋鋼材與主梁溫差為±10℃；拱肋鋼材與拱肋混凝土溫差±5℃，主梁與橫撐、吊桿溫差±15℃，吊桿及左右拱肋溫差±5℃；主梁豎向非線性升溫10℃、降溫-5℃。各項(xiàng)溫度荷載，主梁跨中最大向上、向下溫度變形分別為6.22mm 和-7.28mm。主跨180m 連續(xù)梁拱的橋墩與主梁未固結(jié)，其溫度荷載尤其是整體升降溫對(duì)主梁的變形影響較小。主跨180m 拱橋?qū)嶋H合龍時(shí)間為2022年10 月31 日和溫度為17℃~18℃，實(shí)際合龍溫度滿足設(shè)計(jì)合龍溫度13℃~23℃的要求。

3 二次張拉索力的范圍

二次張拉D9-D5 吊桿（張拉順序D9、D8、D7、D6、D5），每組吊桿二次張拉要求橫向縱向?qū)ΨQ同步張拉8 根吊桿，主跨調(diào)整吊桿力中跨跨中目標(biāo)上拱量為7mm。吊桿二次張拉順序及吊桿力見表1、表2。

表1 吊桿二次張拉順序及吊桿力

表2 吊桿二次張拉順序及吊桿力

4 二次張拉后橋梁結(jié)構(gòu)檢算

4.1 主梁變形

通過吊桿二次張拉，中跨跨中上拱7mm，各階段相對(duì)于補(bǔ)張前的變形如圖1。

殘余徐變：30 年徐變完成邊跨最大為6.1mm（向下），中跨最大為12.0mm（向上）。均小于20mm 且小于L/5000，滿足規(guī)范要求。

4.2 受力分析

對(duì)二次張拉后主跨180m 連續(xù)梁拱進(jìn)行檢算，結(jié)構(gòu)受力均能滿足要求。對(duì)二次張拉吊桿進(jìn)行包絡(luò)計(jì)算，故僅以二次張拉吊桿力增量最大的結(jié)構(gòu)檢算結(jié)果。

4.2.1 主梁受力分析

補(bǔ)張吊桿后，主附工況主梁上緣最小壓應(yīng)力0.85MPa，下緣最小應(yīng)力1.99MPa。主梁正常運(yùn)營工況檢算結(jié)果見表3。

表3 主梁正常運(yùn)營工況檢算結(jié)果

由表3 可見，主梁在正常運(yùn)營工況下應(yīng)力、強(qiáng)度安全系數(shù)、抗裂安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求。

4.2.2 拱肋鋼管受力分析

拱肋鋼管運(yùn)營階段檢算結(jié)果見表4。

表4 拱肋鋼管運(yùn)營階段檢算結(jié)果

拱肋鋼管運(yùn)營階段應(yīng)力均能滿足要求。

4.2.3 拱肋混凝土受力分析

拱肋混凝土運(yùn)營階段檢算結(jié)果見表5。

表5 拱肋混凝土運(yùn)營階段檢算結(jié)果

拱肋鋼管運(yùn)營階段應(yīng)力均能滿足要求（拱腳處局部配筋）。

4.2.4 吊桿受力

吊桿的內(nèi)力計(jì)算考慮了吊桿力的調(diào)整過程，保證運(yùn)營過程吊桿的安全系數(shù)n≥3.0，運(yùn)營階段吊桿力及安全系數(shù)見表6。

表6 運(yùn)營階段吊桿力及安全系數(shù)

由表6 可見，本橋運(yùn)營階段吊桿最小安全系數(shù)為4.5，滿足要求。

5 施工方法

5.1 張拉設(shè)備的安裝

①張拉設(shè)備采用60 噸穿心式千斤頂搭配撐腳進(jìn)行施工。張拉設(shè)備應(yīng)由有資質(zhì)的單位進(jìn)行配套標(biāo)定。

②人工將張拉設(shè)備從拱腳運(yùn)送至拱肋頂部D9 吊桿處；使用專用繩索將油管從橋面吊至拱頂千斤頂處進(jìn)行連接，另一端與橋面的油泵進(jìn)行連接。

③人工安裝張拉接頭至吊桿張拉端的錨頭，再安裝固定好撐腳，保證球型螺母與撐腳軸線同軸。將千斤頂置于撐腳上，并用螺栓或其他措施固定千斤頂與撐腳，注意止口對(duì)應(yīng)。整體張拉組件應(yīng)與鋼墊板軸線一致。將張拉桿從上往下穿入，并與張拉接頭對(duì)應(yīng)的螺紋連接好，保證張拉接頭與張拉桿滿螺紋連接。張拉端錨杯與張拉桿、張拉螺母與張拉桿必須處于滿螺紋連接狀態(tài)才能進(jìn)行施加張拉力。將張拉螺母旋入張拉桿至千斤頂止口，并對(duì)中千斤頂活塞止口，使張拉螺母旋進(jìn)張拉千斤頂?shù)幕钊箍趦?nèi)。

④采用三通接頭連接兩臺(tái)千斤頂?shù)挠凸埽儆萌ń宇^的公共頭連接油泵，使油泵的壓力表讀出兩個(gè)千斤頂?shù)挠蛪骸０辞Ы镯斉c油壓表配對(duì)標(biāo)定的編號(hào)安裝壓力表，張拉進(jìn)油油表編號(hào)應(yīng)與千斤頂編號(hào)按標(biāo)定報(bào)告進(jìn)行配套安裝，注意油管的連接接頭應(yīng)放銅墊片，以保證高壓下不漏油。啟動(dòng)油泵，往千斤頂?shù)膹埨坠┯?，按程序與監(jiān)控指令張拉吊桿，監(jiān)控、測量、記錄與觀察吊桿、鋼拱與箱梁的變形量。

5.2 吊桿的張拉

①連接千斤頂與油泵的油管，使千斤頂?shù)膹埨M(jìn)油管對(duì)應(yīng)接到配套標(biāo)定的精密壓力表的油嘴接頭上。按千斤頂與油壓表配對(duì)標(biāo)定的編號(hào)安裝壓力表，張拉進(jìn)油油表編號(hào)應(yīng)與千斤頂編號(hào)按標(biāo)定報(bào)告進(jìn)行配套安裝，注意油管的連接接頭應(yīng)放銅墊片，以保證高壓下不漏油。在未張拉之前，可以在空載的情況下活動(dòng)兩個(gè)行程，確保千斤頂在張拉時(shí)無任何問題。

②8 根吊桿都安裝好千斤頂和油泵后，采用8 臺(tái)對(duì)講機(jī)互報(bào)索力監(jiān)控同步張拉8 根拉索。

③預(yù)加點(diǎn)油壓，保證工裝受力不至于掉下來，人員遠(yuǎn)離一些后開始張拉。

④當(dāng)調(diào)節(jié)拉桿頭部與連接套筒有間隙，調(diào)節(jié)拉桿能旋動(dòng)的時(shí)候油泵車停止加壓，保持壓力。使用調(diào)節(jié)扳手將拉桿旋入，旋緊后重復(fù)加壓，再旋調(diào)節(jié)拉桿，如此循環(huán)。

⑤當(dāng)張拉力達(dá)到設(shè)計(jì)張拉力時(shí)，穩(wěn)住油壓停止張拉，并保壓千斤頂?shù)睦?～5min，同時(shí)把錨頭的球型螺母旋緊至鋼墊板。觀察千斤頂上標(biāo)尺或用鋼直尺測量活塞行程，并在表格上記錄斜拉索的伸長量。

⑥同時(shí)控制油壓表的讀數(shù)以便控制吊桿的索力是否與設(shè)計(jì)圖紙的張拉力相符，以確保索力誤差控制在±2%。

⑦最后檢查油壓表讀數(shù)是否變化，適當(dāng)補(bǔ)壓至吊桿的張拉控制應(yīng)力，索力誤差控制在±2%以內(nèi)，再最終上緊球型螺母至調(diào)不動(dòng)為止。

⑧慢慢放張千斤頂壓力，使斜拉索的索力由球型螺母傳至鋼墊板上。卸下千斤頂、張拉桿和扁擔(dān)梁等張拉工具，即完成了拉索的張拉。

5.3 測量方法與要求

①為避免張拉過程梁體變形影響基準(zhǔn)點(diǎn)，水準(zhǔn)儀設(shè)站在291#、292#墩頂，后視點(diǎn)在大小里程簡支梁上。

②為精確分析各階段的測量數(shù)據(jù)變化情況，各階段的測點(diǎn)位置應(yīng)做好標(biāo)記，務(wù)必保持在同一位置。

③測量儀器：天寶電子水準(zhǔn)儀、型號(hào)：LS10，2 臺(tái)，均在檢定有效期內(nèi)。

④吊桿的張拉順序嚴(yán)格按照方案實(shí)施（張拉順序D9—D5），技術(shù)人員記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)。并負(fù)責(zé)收集張拉設(shè)備的校檢報(bào)告并反算張拉油表讀數(shù)，將反算結(jié)果與監(jiān)控單位計(jì)算的進(jìn)行核對(duì)，確保計(jì)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

⑤現(xiàn)場測量人員對(duì)中跨及邊跨測點(diǎn)進(jìn)行測量，并及時(shí)將測量結(jié)果反饋給監(jiān)控人員進(jìn)行記錄。

⑥張拉完每一束技術(shù)人員負(fù)責(zé)盯控油表讀數(shù)記錄并拍照，確保每一根吊桿準(zhǔn)確地張拉到設(shè)計(jì)值。

6 結(jié)論

隨著高速鐵路大跨度橋梁的發(fā)展，設(shè)計(jì)者意識(shí)到施工監(jiān)控的重要性。在施工過程中，采用儀器設(shè)備，對(duì)橋梁施工線形、撓度變形以及溫度變形等因素不斷的變化進(jìn)行監(jiān)測，并與設(shè)計(jì)的理想施工狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)誤差進(jìn)行預(yù)測，按照設(shè)計(jì)要求及時(shí)調(diào)整，從而保證橋梁的安全性能，并滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求。