浅谈双曲拱桥拱肋的吊装

刘立东,马艳辉

(1.黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司;2.黑龙江省龙建路桥第五工程有限公司)

1 准备工作

为了确保拱肋吊装施工的质量和安全,在吊装前应对起吊设备进行检查,并进行试吊。根据实际情况,拟定拱肋安装顺序,制定吊装工作计划。

为了尽量减少高空作业时间,使拱肋能尽快准备就位,应进行下列工作:

(1)拱肋质量检查,包括检查裂缝、接头,拱肋中线标定和上、下弦长丈量等工作。

(2)墩台拱座质量检查,包括混凝土面修凿、中线标定和净跨丈量。

(3)测出拱肋预制的长度和墩台之间净跨的施工误差,此误差可用铸铁板来调整。

2 吊点位置

吊装拱肋时,吊点位置要恰当。在实际起吊中,可采用二点、三点或四点起吊。但无论采用哪种吊装方法,对拱肋需进行强度验算。

3 吊装方法

(1)扒杆吊装:扒杆可立在墩台上,也可立在排架上,利用绞车或卷扬机提升,将拱肋吊到指定的位置上。

(2)船只吊装:在通航的河道上,用两只船相拼,扒杆立于船的前部,用缆风索锚扣于船尾卷扬机或绞车放在船的中后部。拱肋升降靠固定在扒杆上的滑车组,前后左右的位置靠船只移动来调整。

(3)起重机械吊装。

(4)缆索吊装。

4 拱肋合拢工艺

4.1 少支架施工的拱肋合拢工艺

安装拱肋前,在拱肋接头下部先搭设由立柱式排架组合而成的支架,根据拱肋重力和地基情况,采用单排架或双排架。

安装顺序一般是先安一侧的边肋,再安中间的肋,最后安另一侧的边肋。每条肋先安靠近桥台的两段,然后依次安装其他各段,最后在拱顶一段合拢。在安装和合拢的整个过程中应随时注意校正纵向位置和拱肋坐标,安装好横向联系构件,然后处理好接头。

4.2 无支架施工的拱肋合拢工艺

边段拱肋悬挂固定后,就可以吊装中段拱肋进行合拢。拱肋合拢后,通过接头、拱座的连接处理,使拱肋由铰结状态逐步成为无铰拱。

(1)合拢方式。

①单肋合拢

当单肋的两边段悬挂就位后,即可进行中段拱肋的合拢。其横向稳定基本上依靠拱肋接头处所设置的缆风索来加强,因此,缆风索必须十分可靠。这种方法多用在缆风索锚固在两河岸的单孔桥跨中。

②双基肋合拢

在河宽桥高的大跨径双曲拱桥拱肋吊装中,拱肋缆风索很长或缆风角度不好,采用前述的合拢方式还不能保证拱肋的横向稳定时,则可以采用双组主索设备,先将两片拱肋的边段悬挂好,用木夹板互相连接后,同时合拢两片拱肋,这种合拢方式称为双基肋合拢。

(2)合拢操作工艺。

①合拢前的调整工作

边段拱肋悬挂时,一般接头的抬高量较多,因此,合拢前应将两对应边段的抬高量降低,这样可以减少合拢松索时间。降低后的抬高量不但与跨径大小有关,而且与接头型式有关。对于平接型式,抬高量一般为15～30cm;对于搭接型式。一般为 8～20cm。此外,还要做到两对应边段接头标高基本相等。

拱肋中线调整对中后,将缆风索对称均匀收紧,并注意保持一定的安装张力。

②合拢松索工艺

中段拱肋就位方法与接头型式有关。对于平接型式的接头,一般是先将拱肋定位在比设计标高高 3～5cm处,再松扣索,使边段拱肋向中段靠拢,直至基本接触,然后按照边扣索、起重索的先后顺序,对称均匀松卸。对于搭接型式的接头,一般是先将中段拱肋接头向已调好抬高量的边段拱肋接头处降落,直至接头水平面相接触后才开始对扣索、起重索循环松卸。当中段、边段拱肋的接头就位接触后,可进一步循环松卸扣索和起重索,使接头标高降至设计标高高 1～2cm为止。此时接头端面尚未抵压时,可用铸铁楔、薄钢板将接头不均匀的空隙尖满,使接头的接触面完全接触。然后继续松索,直至接头标高变化很小,则有表明拱肋已经成拱。

(3)拱肋横向稳定的施工辅助措施。

①拱肋稳定缆风索

拱肋稳定缆风索在吊装过程的不同施工阶段具有不同的作用。在边段拱肋就位时,用以调整和控制拱肋中线;在拱肋合拢时,可以约束接头的横向偏移;在拱肋成拱以后,相当于一个弹性支承,从而减少拱肋自由长度,增大拱肋的横向稳定,在拱肋受外力作用时,约束拱肋的位移。

缆风索的布置应注意下列各点:

a在河流不宽和无通航要求时,可将拱肋缆风索直接锚固在两岸上收紧;在河流宽阔的多孔桥中,拱肋缆风索的锚固点常设在桥孔的上下游,缆风索直接在锚固点上收紧或在锚固点上转向至桥墩或岸上收紧;在水深流急、漂浮物多且通航的河流上,可将缆风索系在夹于桥墩的悬臂支架上转向至桥墩上收紧。

b每对缆风索与拱肋轴线的夹角不宜小于 50°;上下游缆风索长度不宜相差过大;与水平面夹角宜在 20°左右。

c对于整段吊装或两段吊装的中、小跨径的拱肋:每孔至少应有一根基肋设置固定的缆风索;分三段或五段吊装的拱肋,每孔至少有两根基肋在接头附近设置固定的缆风索。

②拱肋横向联系

在吊装过程中,为了减少拱肋的自由长度和增强拱肋的横向整体性,拱肋之间的横向联系是一项必不可少的施工措施。一般采用的横向联系有木夹板木剪刀撑、钢筋拉杆、钢横梁和钢筋混凝土横系梁等形式。

(4)拱肋纵向稳定的施工辅助措施。

当拱肋接头处可能发生上冒变形时,可在其位置下方设置下拉索来控制变形。下拉索一般对称布置。拉力大小与拱轴线变形有关,可用观测的拱肋挠度来控制。