木兰溪特大桥128 m 钢箱系杆拱纠偏工艺

2011-03-10徐磊

山西建筑 2011年12期

徐磊

1 工程简介

新建铁路福州—厦门线木兰溪特大桥位于福建省莆田市涵江区境内，全长6 830.6 m。其中在DK95+476处采用系杆拱上跨福厦高速公路，与公路成25°夹角，桥下净高6.5 m。

系杆拱为下承式钢箱系杆拱肋桥，其跨度为128 m，全桥长130.4 m，主拱轴线采用二次抛物线，矢跨比为1/5.333，矢高24 m;系梁、拱肋横向中心距16 m，内侧净宽14.2 m，外廓净宽17.8 m。此桥由钢箱拱、吊杆、系梁、主次横梁、纵梁及桥面板组成。全桥拱肋设9根横撑连接，对称设在第2号、3号、4号、6号、7号吊杆位置，吊杆共设13对，间距为(10+12×9+10)m。

2 拱肋内侵产生原因

木兰溪特大桥在系梁、拱肋安装过程中，发现84号墩侧各吊装的三节段拱肋后，拱肋中轴线偏离设计的拱中轴线，使得第一根横撑无法安装，下一段拱肋无法安装。经过对各部件结构尺寸以及控制数据反复的量测，并经过邀请部分专家进行研讨论证，确定拱肋产生内侵的主要原因如下：

1)钢构件在制造过程中，其制造精度虽然能够满足要求，但是其产生的制造误差以及钢板在拼焊过程中产生的焊接变形经累计超过限值;2)安装过程中，仅在两侧系梁底部距离一定间隔设置了单根临时支墩，虽然整体支撑受力能够满足要求，但是在系梁间安装横梁及桥面板时，受到横梁及桥面板的自重影响，使得两侧系梁产生向内侧旋转现象，内侵值约3 mm～13 mm;3)系梁向内侧旋转，使得系梁上的吊杆节点板向内侧倾斜，吊杆与节点板通过高强螺栓连接后，致使吊杆顶端也向内侧倾斜(见图1)。根据测量情况，84号墩侧，曲线内侧拱肋向桥中心线偏移26 mm，曲线外侧拱肋向桥中心线偏移60 mm(见图2)。

3 拱肋内侵纠偏措施

3.1 系梁内侵纠偏措施

1)为了减少桥面板对系梁的加压荷载，减少系梁的内侵角度，我们在每根主横梁端部增设325 mm钢管支架，其上设置200 t液压千斤顶进行支顶，并增设钢管脚手架，进行纵横向连接，以保证支撑体系的整体稳定性。

2)将系梁两侧与桥面板焊接的纵缝割开，根据需要将主横梁腹板上的高强螺栓拆除，在84号墩端3号吊杆与85号墩端3号吊杆处的系梁顶采用支撑杆和千斤顶向两侧顶推。

3.2 拱肋内侵纠偏措施

1)先对已安装拱肋节段及吊杆节段的实际偏移量进行精确测量。

2)在拱肋上端处的桥面上搭设支墩，高度能使纠偏杆放上后顶住两肋，纠偏支撑杆要有足够的强度和刚度。在两边拱肋上安装托架，能托住纠偏支撑杆。

3)用80 t千斤顶两台，从两侧顶住拱肋向两边偏移。在千斤顶加力过程中，随时监测两边拱肋顶端中心线的变化情况，当拱轴线达到要求时，测量横撑处的值，达到可安装尺寸时吊装横撑。

4)在顶推过程中，如有一侧的拱轴线达到设计值，另一侧未达到设计值，达到设计值一侧拱肋应加强，以防外侵。加固后再用千斤顶顶推，使另一侧拱肋轴线也达到设计值，停止顶推。

5)在顶推过程中，如遇到顶推力过大，顶推较为困难时，根据需要将拱肋分段间的环缝割开，然后施顶，轴线达到要求后，再进行环缝焊接，焊缝探伤按要求进行，达到设计要求。

6)当纠偏时，如有部分节点板难以达到要求时，可用火工矫正节点板，以保证吊杆安装垂直度。矫正温度控制在600℃ ～800℃。火工矫正在距离系梁面板25 mm处进行，根据各吊杆偏移量，计算出节点板需矫正的角度(见图3)。

7)为保证后续拱肋吊装能够顺利进行，我们在拱肋间增设了支架进行吊杆限位。支架主要采用贝雷梁搭设，贝雷梁支架分为四片，用900 mm和450 mm的支撑架进行连接。贝雷梁放在系梁顶面，贝雷梁基础板与系梁焊牢。拱肋支架主要用于支撑拱肋两端，支架通过与吊杆固结形成稳定体系，支架之间用钢管架进行纵横向连接，使贝雷梁支架与钢管支架形成复合支撑体系，贝雷梁支架作为主要支撑部件，钢管支架主要保证整体稳定性(见图4)。