趙民介 賀振坤 謝超 林旭嘉

摘? 要：鋼拱橋造型奇特形式優(yōu)美，深受各位工程師的青睞，也是各位學(xué)者的熱點(diǎn)研究對(duì)象。該文以石家莊市復(fù)興大街市政化改造泊水灣公園特大橋項(xiàng)目為例，對(duì)鋼拱肋的拼裝施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，主要包括鋼拱肋拼裝施工的臨時(shí)支架措施、鋼拱肋拼裝施工的起重設(shè)備選擇和鋼拱肋拼裝施工的吊裝。在整個(gè)拼裝過(guò)程中，要保證構(gòu)件對(duì)接口的精度問(wèn)題，盡量避免在后面的提升施工中出現(xiàn)無(wú)法與拱腳進(jìn)行順利對(duì)接的情況，為相關(guān)工程的施工提供可靠建議。

關(guān)鍵詞：鋼拱肋；施工；拼裝；臨時(shí)支架；鋼拱橋

中圖分類(lèi)號(hào)：U445.4? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2024）06-0152-04

Abstract： Steel arch bridge has a unique shape and beautiful form， which is favored by all engineers， and it is also a hot research object of scholars. Taking the urbanization reconstruction of Boshui Park Bridge in Fuxing Street of Shijiazhuang City as an example， this paper studies the key technologies for the assembly and construction of steel arch ribs， which mainly include the following points， temporary support measures for the assembly construction of steel arch ribs， the selection of lifting equipment for the assembly construction of steel arch ribs for the hoisting of steel arch rib assembly construction. In the whole assembly process， it is necessary to ensure the accuracy of the interface of the components， and try to avoid the smooth docking with the arch foot in the later lifting construction， which provides reliable suggestions for the construction of related projects.

Keywords： steel arch rib; construction; assembly; temporary support; steel arch bridge

隨著城市發(fā)展進(jìn)程的加快，城市面貌更趨近于美觀化、人文化、現(xiàn)代化建設(shè)與更新。其中景觀橋梁的建設(shè)便是一個(gè)很好的例子，尤其以景觀拱橋?yàn)槭ⅰｄ摴皹蛴捎阡摻Y(jié)構(gòu)的可塑性為橋梁樣式的多元性提供了可能，國(guó)內(nèi)諸多學(xué)者也對(duì)鋼拱橋的建設(shè)作了許多研究，其中，余浩淼[1]對(duì)大跨度拱橋鋼拱肋的吊裝施工技術(shù)進(jìn)行了研究，并結(jié)合春申塘橋主橋下承式簡(jiǎn)支系桿拱組合橋梁中鋼拱肋吊裝施工環(huán)節(jié)，就鋼拱橋整體吊裝方案進(jìn)行了理論分析，為施工進(jìn)一步提供實(shí)施依據(jù)。楊楠[2]對(duì)下承式網(wǎng)狀系桿拱橋鋼拱肋安裝施工進(jìn)行了研究，通過(guò)搭設(shè)支棧橋及水上施工平臺(tái)，拼裝、頂推鋼拱肋，采用三段法安裝中跨420 m鋼拱肋，提升安裝中段拱肋，實(shí)現(xiàn)了下承式網(wǎng)狀系桿拱橋鋼拱肋的安裝施工。于建[3]以信陽(yáng)高新區(qū)海營(yíng)生態(tài)智慧城云智大道橋?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)飛燕式鋼混組合拱橋超大質(zhì)量拱肋鋼結(jié)構(gòu)吊裝方案進(jìn)行了研究，詳細(xì)介紹了拱肋鋼結(jié)構(gòu)吊裝高度測(cè)算，闡述起重機(jī)的選用與計(jì)算方法，對(duì)吊裝作業(yè)地基及支架地基承載力進(jìn)行計(jì)算，提出19段超大質(zhì)量拱肋鋼結(jié)構(gòu)的吊裝工藝，對(duì)超大質(zhì)量構(gòu)件吊裝及起重機(jī)選用與計(jì)算提供了可靠的參考。周建軍等[4]對(duì)中承式鋼箱提籃拱橋拱肋安裝施工技術(shù)進(jìn)行了研究，通過(guò)介紹該橋拱肋節(jié)段懸臂拼裝施工技術(shù)，如拱肋首節(jié)段采用定位支架精確定位，拱肋標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段采用纜索吊機(jī)配合斜拉扣掛系統(tǒng)進(jìn)行精確安裝，合龍段通過(guò)持續(xù)觀測(cè)、吊裝姿態(tài)模擬及精確配切等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了拱肋的順利合龍，可為類(lèi)似工程提供參考。董偉寧等[5]以合肥市廣德路南淝河橋?yàn)楣こ瘫尘?，采用有限元法分析三拱肋鋼箱拱橋通過(guò)橋面上履帶吊車(chē)進(jìn)行吊裝的施工過(guò)程，得到拱肋拼裝過(guò)程中橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及變形結(jié)果，確定了拱肋拼裝階段各工況下結(jié)構(gòu)的最不利狀態(tài)，并針對(duì)最不利狀態(tài)下的施工提出了一些可靠性建議，為類(lèi)似工程提供參考。

通過(guò)以上分析可知，眾學(xué)者對(duì)鋼拱橋的施工作出了詳盡的研究，但少有人對(duì)鋼拱肋地下拼裝施工進(jìn)行分析，下面將以石家莊市復(fù)興大街市政化改造泊水灣公園特大橋項(xiàng)目工程為例，對(duì)鋼拱肋的拼裝施工關(guān)鍵技術(shù)作出分析。

1? 工程介紹

1.1? 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

石家莊市復(fù)興大街市政化改造泊水灣公園特大橋項(xiàng)目矗立在石家莊南三環(huán)環(huán)城水系之上，是該地區(qū)規(guī)劃的景觀橋梁之一，效果圖如圖1所示。其中，泊水灣公園特大橋鋼拱肋由是2片分離的拱肋及橫撐組成的組合式拱圈，拱肋跨度117 m，拱肋平面內(nèi)矢高為50 m，拱肋軸線均采用二次拋物線和直線組合線型，其拱軸線平面與豎直平面的夾角為14.0°，拱肋平面內(nèi)矢跨比為1/2.34。拱肋采用六邊形鋼箱斷面，截面寬2.5 m，高度2.5～4.5 m，拱肋截面頂板、底板厚度為24～36 mm，腹板厚度為20～32 mm，縱向加勁肋采用扁鋼加勁，板厚20 mm，高度240 mm。每隔1.5～2.0 m左右設(shè)一道橫向隔板或加勁，板厚16 mm，垂直拱軸線設(shè)置。吊點(diǎn)橫隔板與吊桿設(shè)置在同一豎直面內(nèi)，隔板板厚24 mm。吊點(diǎn)耳板通過(guò)伸入拱肋，與吊點(diǎn)隔板正交，與橫隔板采用熔透焊接。泊水灣公園特大橋施工分為3個(gè)階段，即拱肋的拼裝、拱肋的提升及拱肋中下方鋼箱梁的滑移施工，本文僅對(duì)拱肋的拼裝工藝的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。

1.2? 項(xiàng)目施工關(guān)鍵技術(shù)分析

根據(jù)泊水灣公園附近環(huán)境特點(diǎn)及拱肋特殊形式，考慮到其施工主要有以下重難點(diǎn)。

1）施工前期準(zhǔn)備工作繁冗復(fù)雜，因?yàn)樵撲摴皹蚩缭疆?dāng)?shù)丨h(huán)城水系，所以在施工前后需對(duì)水系做填充及恢復(fù)工作，保證施工的順利進(jìn)行和施工后地形地貌的恢復(fù)工作。

2）施工方法的選擇，對(duì)于拱肋的施工共有2種施工方案，一種是拱肋直接從兩端逐節(jié)對(duì)稱(chēng)拼裝一次性到位，另一種是拱肋先拼裝成整體，然后整體提升。從經(jīng)濟(jì)性、安全性、快速性3方面分析選定第二種方案進(jìn)行施工。

3）在現(xiàn)場(chǎng)整體拼裝時(shí)，要保持拼裝精度在相關(guān)規(guī)范要求的范圍內(nèi)，以免影響后期提升施工合龍對(duì)位的精度，避免二次加工甚至返工。

2? 拼裝施工關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1? 臨時(shí)支架布設(shè)

在鋼箱梁及鋼拱肋施工過(guò)程中，臨時(shí)結(jié)構(gòu)尤其是臨時(shí)支架的施工極為重要。一方面臨時(shí)支架是鋼箱梁或者鋼拱肋施工中必不可少的支撐轉(zhuǎn)換體系，另一方面臨時(shí)支架的選型、布設(shè)也確保了項(xiàng)目的順利實(shí)施。

本項(xiàng)目鋼拱肋拼裝支架合計(jì)22組，其中16組支架采用截面為1.5 m×1.5 m的四管格構(gòu)柱支架，均勻地分布在施工區(qū)域的兩側(cè)，其中2組支架為一個(gè)支撐點(diǎn)，該16組支架為非主要受力臨時(shí)結(jié)構(gòu)。中間部分一共布設(shè)6組支架，也是高度最高的幾組支架，6組支架采用截面3 m×3 m的四管格構(gòu)柱支架，每個(gè)支撐點(diǎn)設(shè)置1組支架。22組支架為了保持橫縱向穩(wěn)定性通過(guò)鋼索及橫向等截面與變截面支架節(jié)進(jìn)行相連，支架頂部根據(jù)鋼梁結(jié)構(gòu)形式設(shè)置墊梁對(duì)拱肋分段進(jìn)行支撐，墊梁采用HW294×302 mm的H型鋼，拼裝支架的立面與平面布置圖如圖2、3所示。

2.2? 起重設(shè)備的選擇

鋼拱肋的拼裝采用現(xiàn)場(chǎng)吊裝的方式進(jìn)行拼裝，經(jīng)技術(shù)處理將單個(gè)主拱肋劃分為17個(gè)大階段加橫撐部分，考慮到主肋分段和橫撐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)的施工條件，擬采用以下2個(gè)吊裝工況來(lái)進(jìn)行鋼拱肋的拼裝施工，見(jiàn)表1。由表1可知，在塔式工況中，履帶吊的額定起重量為51.8 t，最大橫撐重量為28.5 t，滿(mǎn)足吊裝要求，吊裝工況圖如圖4所示。在主臂工況中，履帶吊的額定起重量為76.8 t，最大主拱分段重量為63.1 t，也滿(mǎn)足吊裝要求。

2.3拱肋拼裝施工詳情

工地吊裝拼裝施工按4個(gè)作業(yè)點(diǎn)從南、北拱腳向拱頂?shù)捻樞蜻M(jìn)行施工，首先做好吊裝前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，如臨時(shí)連接件、附件配套準(zhǔn)備等，在吊裝前做好焊接工作區(qū)搭跳工作和焊接設(shè)備平臺(tái)，節(jié)段接頭區(qū)的工作平臺(tái)和設(shè)備平臺(tái)一定要牢固、可靠。保證施工人員和設(shè)備安全。在吊裝中及時(shí)完成接頭焊接工作，按計(jì)劃完成每個(gè)節(jié)點(diǎn)工作。具體吊裝詳情如下。

1）根據(jù)拼裝支架的定位坐標(biāo)，先進(jìn)行拼裝支架的安裝施工，支架施工完畢并驗(yàn)收合格之后開(kāi)始進(jìn)行第一節(jié)主拱分段的拼裝施工，吊裝由南北向中間4個(gè)角點(diǎn)同時(shí)起吊，如圖5所示。

2）在4個(gè)方向繼續(xù)進(jìn)行拱肋的逐段吊裝，在進(jìn)行拱肋分段拼裝的同時(shí)，同步進(jìn)行相應(yīng)橫撐的吊裝施工，如圖6所示。

3）繼續(xù)吊裝到拱肋頂部，并進(jìn)行主拱的合龍施工，如圖7所示。

4）安裝剩余的橫撐結(jié)構(gòu)，并將頂棚裝置安裝完畢，拼裝施工完成，如圖8所示。

3? 結(jié)束語(yǔ)

石家莊市復(fù)興大街市政化改造泊水灣公園特大橋項(xiàng)目是石家莊的重點(diǎn)民生工程，其中鋼拱肋的拼裝施工又是整個(gè)橋梁安裝施工過(guò)程中的重要一環(huán)，本文以鋼拱肋的拼裝為主題，介紹了鋼拱肋拼裝施工的關(guān)鍵工藝技術(shù)，主要有以下幾條。

1）鋼拱肋拼裝施工的臨時(shí)支架措施，鋼拱肋拼裝支架合計(jì)22組，其中包含16組非主要受力臨時(shí)支架，采用截面為1.5 m×1.5 m的四管格構(gòu)柱支架，均勻地分布在施工區(qū)域的兩側(cè)。其余6組支架布設(shè)在施工區(qū)域中部，采用截面3 m×3 m的四管格構(gòu)柱支架。

2）鋼拱肋拼裝施工的起重設(shè)備選擇，考慮到主肋分段和橫撐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)的施工條件，擬采用以下塔式吊裝工況和主臂吊裝工況2個(gè)工況來(lái)進(jìn)行鋼拱肋的拼裝施工，其中，在塔式工況中，履帶吊的額定起重量為51.8 t，最大橫撐重量為28.5 t，滿(mǎn)足吊裝要求，在主臂工況中，履帶吊的額定起重量為76.8 t，最大主拱分段重量為63.1 t，也滿(mǎn)足吊裝要求。

3）鋼拱肋拼裝施工的吊裝，拼裝施工采用由南北兩側(cè)同時(shí)向中間逐步吊裝的施工順序進(jìn)行吊裝，并且在主拱分段吊裝的同時(shí)進(jìn)行橫撐結(jié)構(gòu)的吊裝，最后是鋼拱肋頂棚結(jié)構(gòu)的安裝。在整個(gè)拼裝過(guò)程中，要保證構(gòu)件對(duì)接口的精度問(wèn)題，盡量避免在后面的提升施工中無(wú)法與拱腳進(jìn)行順利對(duì)接。

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