刚架拱桥架设施工技术

摘要：铜黄高速公路川口封闭工程漆水河桥是一座1—50m预制拼装式刚架拱桥，施工难度大，特别是构件吊装组拼更为复杂。本文就该桥的构件吊装方案作进行了总结，以便为类似工程提供借鉴。

关键词：拱桥吊装；技术要点

Abstract: the Qishui Bridge is a 1-50m prefab rigid frame arch bridge, the construction is very difficult, and especially the erection assembling is more complex. This paper summarizes the scheme of bridge erection, in order to provide a reference for similar projects.Keywords: arch lifting; technical points

中图分类号：U448.22+4文献标识码： A 文章编号：

1工程概况

漆水河刚架拱桥位于铜黄高速公路第七合同段的川口封闭工程右辅道K1+060处，全长61.30m，斜跨跨铜川市漆水河，常年流水，西安台距既有咸铜铁路不足20m，黄陵台侧为铜川至黄陵高速公路。桥面净宽9.Om+2×1.Om(人行道)，设计荷载汽－20挂－100，设计洪水频率1/100。跨中桥面距河床高度16.20m。

本桥上部结构：由四片主拱肋组成，横系梁联成一体，每片主拱肋分四段预制(拱腿、实腹段各两段)，拱腿与弦杆及拱顶接头采用钢板焊接接头，其余均为砼湿接头。桥跨型式如图所示:

2 构件架设方案

本着构造简单、受力合理，并且保证支架有足够强度、刚度和整体稳定性的原则。

根据地形条件及桥梁的结构特点，构件采用卧式浇筑，直接翻身就位，吊装采用有支架施工。原设计为四支架，分别设在拱腿中心和拱腿与实腹段接头处。根据拱肋和支架的受力情况变更为三支架吊装，分别设在拱腿与实腹段的接头处和拱顶位置(如下图所示)。这种支架具有制作简单、架设方便、拆卸容易、运输方便、利用率高、节省材料等优点：克服了使用万能构件一次性投资大、耗费钢材多的缺陷，降低了工程成本。

在三支架间河道内用路基弃土填筑吊装平台，作为吊装的作业场地。吊装设备采用一台40t吊机。为保证吊装作业的安全，降低吊装费用，同时受吊机起吊能力的限制，拱腿采用桥台上吊装，实腹段在河道平台吊装的方案。优化后的方案安全、经济、技术措施有保障。

3结构特点

该结构的特点是：对称承受压应力，拱顶及左右半拱加载、卸载必须对称均衡进行，施工中应予以高度重视。

吊装过程中采用左右对称作业，每次纵向两片拱腿和实腹段先后同时吊装就位，及时焊接拱腿及实腹段各型横系梁：使拱腿和实腹段形成稳定结构，满足结构纵、横向稳定要求。

卸载时，亦应按对称均衡原则进行，以确保拱桥结构安全。

4构件架设工艺流程

4.1工艺流程图（以1、2榀为例）

4.2主要吊装工序（以1、2榀为例）

吊装时按以下步骤进行：拱腿l、拱腿2→拱腿11、拱腿22→拱腿横系梁(Ⅱ型横系梁) →实腹段2、实腹段22(焊接)→实腹段1、实腹段11(焊接) →实腹段橫系梁(Ⅰ、Ⅱ型横系梁) →斜撑1、斜撑2→斜撑11、斜撑22→弦杆1、弦杆2→弦杆11、弦杆22→弦杆横系梁(Ⅱ型横系梁)→焊接接头钢筋、钢板→现浇湿接缝→湿接头砼养生、拆除模板→对称卸架、完成吊装（两片拱肋成拱）。

②拱腿、实腹段、斜撑、弦杆(3、4、33、44)及对应横系梁吊装顺序同①(见图1)。待四片拱肋成拱，钢板焊接、接头现浇，各个杆件联接横系梁安装完毕后，再吊装微弯板及悬臂板。

5 吊装准备

5.1临时支墩

对黄陵台台身施工便道拓宽至6.Om，整修夯实，作为汽车起重机河下吊装实腹段的施工道路。在实腹段和拱腿结点位置(分别距西安台、黄陵台座外侧12.5mm的中心位置)及两实腹段的结点位置(即拱顶位置)设置临时支墩。

临时支墩基础采用3.5×12.3m的7.5号浆砌片石砌筑，2#、3#临时支墩基础高度均为1.Om，1#墩基础高度为3.Om，基础顶部浇筑厚度为20cm的C20砼垫层。

每个临时支墩用Φ50钢管搭设四个3.0×1.Om的临时支点,立管间距为50cm，横管间距为100cm，相邻两支点间用四根钢管连接，连接杆间距为20Ocm；支点间距30Ocm。外侧支点顶端下1.5m处分别设置两根缆风绳，1#、3#支墩的地锚分别设置在西安台和黄陵台的台身上。如上图所示。

5.2吊装平台

在实腹段位置的河面上铺设15×23m的吊装平台，即沿桥梁轴线23m，桥梁横向15m，平台的绝对高程776.00m。平台填筑采用黄陵台挖方，分层夯实到776.00m的高程。由于漆水河为常年流水的河流，为保证河流流水畅通，在靠近3＃支墩的位置上设一2.5m的盖板涵，涵身采用7.5号浆砌片石砌筑，盖板采用I类铁路木枕铺设。

6吊装定位及质量控制

6.1吊装定位

吊装之前精确丈量各预制构件的实际长度、临时支墩上支撑平台的标高及两台之间的实际跨距，利用AUTOCAD在计算机上进行模拟拼装，以保证吊装的准确性。

6.1.1裸肋的轴线控制

吊装之前用墨线弹出构件的轴线(即每个对接面的中心)。吊装时用经纬仪在桥台台帽上预先设置好的轴向控制点上，后视对面桥台胸墙上的轴线，以此控制每个构件吊装的轴向偏差。

6.1.2各接头处的高程控制

准确测出临时支墩上支撑平台的标高，此标高即为吊装就位后各接头处的设计标高。支撑平台用枕木铺设,以便调整。在搭设支墩调节标高的同时必须考虑预留吊装拱度，拱腿段靠跨中一端比设计标高略提高5～10cm。吊装就位后，调整轴线时应仔细观测各接头、拱顶及1／8跨点处高程，并对其高程进行调整，将其控制在允许偏差之内。

6.2质量控制

对于这种装配式拱桥的吊装，在吊装前必须核对各种构件的预制、吊运堆放、安装、拱肋(拱块)合拢及施工加载等个各施工阶段强度和稳定定性的设计验算，及时复测每根拱肋的拱座起拱线处的实际高程、跨间距离、拱座的横向间隔，拱座斜面的斜度及各几何尺寸，检查每根拱肋的实际跨长，几何尺寸及拱肋的接头、吊环情况等。

装配式拱桥吊装过程中，应配合施工进度对拱肋、拱圈或拱片的精度和横向偏移、裂缝、墩台移位、安装设施的变形和变位等项目进行观测。

6.2.1.1拱肋、拱块、拱片吊装定位合拢时，应进行接头标高和轴线位置的观测，以控制调整其拱轴线，使之符合设计要求。

6.2.1.2拱肋、拱块、拱片松索成拱后，从拱顶上施工加载起，一直到拱上建筑完成，应对1/4跨、1/8跨和拱顶各点随时进行挠度和横向偏移观测。当发先挠度和横向偏移超过允许值时，应及时分析。调整施工程序或采用其它有效措施。

6.2.1.3应对支架的变形、位移、节点和卸架设备的压缩及支架基础的沉陷等进行观测，如发现超过允许值的变形、移位、应及时采取措施予以调整。

6.2.1.4在安装施工过程中，应经常对构件砼进行裂缝观测，若发现裂缝超过规定或有继续发展的趋势时，应及时分析研究，找出原因，采取有效措施。

6.3对称结构卸架原则

依据该桥的结构特点，卸架时必须遵循对称结构拆架原则。待拱肋接头砼、拱板砼、拱肋横向联结构件砼强度达到设计标号强度的70％后，方可开始卸架。为避免一次卸架突然发生较大变形，可分两次或多次对称卸架，使拱肋和墩台逐次受力。无论是一次卸架或多次卸架，卸架前应对主拱圈的砼质量、拱轴线的坐标尺寸、卸架设备情况、气温引起拱圈变化情况、台后填土情况等进行全面检查，卸架时应观测拱肋合拢精度、墩台移位情况。

6.4主要安全措施

在拱肋吊装时，除拱顶段外，每段应各采用一组扣索悬挂，悬挂至扣架上时，必须设置风缆，其布置与安装应符合下列要求：

1、每对风缆与拱肋轴线水平投影的夹角一般不宜小于50°。

2、拱肋拼装时至少应保持2根拱肋设置固定风缆，拱肋接头处应加横向联结。

3、固定风缆应待全孔合拢，横向联结构件砼强度满足设计要求后，才可撤除。

4、在河流中设置风缆时，必须采取可靠的防护措施，防止风缆受到碰撞；

7结束语

对于这种装配式刚架拱桥，结合现场实际情况采用少支架进行吊装，减少了临时支架的数量，降低丁桥梁吊装费用，保证了施工安全，缩短了工期。

作者简介：严占华（1979.4），男，工程师，中铁电气化局集团西安铁路工程公司沈阳四环项目部常务副经理。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。