蝶形拱式连续梁桥钢拱吊装施工技术

2012-07-13张振伟王立峰肖子旺

黑龙江交通科技 2012年12期

关键词：蝶形车行拉索

张振伟，王立峰，肖子旺

(东北林业大学土木工程学院)

蝶形拱式连续梁桥钢拱吊装施工技术

张振伟，王立峰，肖子旺

(东北林业大学土木工程学院)

大黑河岛车行桥为蝶形拱式三跨预应力连续箱梁桥。结合大黑河岛车行桥钢拱施工的工程实例，分别阐述“施工方案的选择”、“吊装机械选用”、“钢拱吊装方法”、“拉索安装”的整个施工过程。并根据实际情况提出钢拱施工质量保证措施。

钢拱施工;钢拱吊装;蝶形拱

1 工程概况

黑河市大黑河岛桥是黑河具有代表性的建筑，其中车行桥主桥箱梁为蝶形拱式预应力混凝土连续梁桥，在大黑河岛老桥两侧分为左、右两幅布置，左幅主桥跨径为(53.02+53.02+48.02)m，右幅主桥跨径为(50.21+53.02+53.02)m。箱梁为单箱双室断面，梁高2 m，局部 3 m。顶板宽度10.50 m，两侧悬臂各1.0 m。锚索区悬臂加宽2.1 m，顶板总宽为12.55 m，锚索区挑臂端厚度0.25 m，根部厚度为0.55 m。每一个主桥中墩呈V字形布置，与桥面上拱肋曲线相结合。其它桥墩横向均呈V字形布置，顺桥向宽度均为1.60 m，内侧面为直线，横向外侧面为曲线造型。车行桥钢拱截面宽度为1.5 m，截面高度为1.2～1.555 m，壁厚16 mm，拱脚支在箱梁顶面。两幅拱肋各分7个节段制作安装，总重约201 t。

1 大黑河岛蝶形拱式连续梁桥右幅立面图及实景图(单位:m)

2 钢拱施工方案的选择

根据工程实际情况，避开了丰水期，且在上游筑有拦水坝，现场施工条件比较好，但上部结构有一个外倾8°的蝶形拱，在其作用下，V形墩应力分布在横纵桥向皆不均匀，受力复杂程度较高。结合施工单位的施工能力，经过各方面有关专家研究决定采用钢拱肋分7段吊装，在河道中搭设临时支撑，在空中进行拼接。分段吊装的优点是:对吊装设备要求较低;对吊装的工艺要求较低。根据此施工方案制定钢拱施工流程图，如图2所示。

3 吊装机械选用及布置

根据施工现场的具体条件和构件重量、构件吊装高度、吊装立体空间的相对距离，及与周围障碍物的距离，拱顶距水面约23.0 m，在钢拱肋吊装时选用2台吊机吊装钢拱肋，吊装参数见表1。

吊装时选择好吊点并加装临时固定装置，保证钢拱肋在吊装过程中不变形。拱肋分7段进行吊装，吊车在新建桥上进行吊装。吊车支腿受力最大的一侧始终支在外侧腹板上方。为防止较大集中荷载损害桥结构，支腿下方均垫2层15 cm×15 cm×4 m木方，使荷载均匀分部。

图2 钢拱施工流程

表1 吊装参数表

4 搭设支架及脚手

在大桥安装拱肋处的d1、d2、d3、d4四个分段点搭设支架，搭设现场焊接支撑的操作平台。用于拱架安装和拉索安装。车行桥拱肋四个临时支撑点搭设支架，每榀支架用4根6分钢丝绳进行斜拉牢固，以防止支架偏斜，钢丝绳底端固定在锚桩上，临时支架示意图见图3所示。

支架基础用30 cm素混凝土作底板，主肢穿过箱梁在翼板上预留的孔洞，吊装完成后再补浇混凝土。d0、d5部位高度在3 m以下，且g0、g6两节段安装后均可自行稳定，所以在翼缘板上搭设脚手平台。

5 钢拱拱肋运输

工程预制完成的钢桁架较重，运输量很大，拱肋采用平板托车分段运输到施工现场，运输时采用专用运管拖车运输，运输时防止拱肋变形，拱肋下面加设胎具。运到施工现场，应吊放到合理地点，以利于现场组对、吊装。

图3 临时支架示意图

6 钢拱拱肋吊装

拱肋分为 7 段，分别为 g0(g0')、g1、g2、g3、g4、g5、g6(g6')段。吊装从一端依次进行。钢拱肋起吊采用钢丝绳捆绑式起吊法，钢拱肋吊点位置应满足弹性中心位置和拱肋重心以上部位。根据钢拱肋加工分段长度，分别计算各段的矢跨比均小于0.13，而钢拱肋可视为等截面，可忽略曲率影响，近似地按直梁计算，因此吊点位置按x1、x2≈0.207L选取，可保证拱肋吊运过程中“弯矩最小”，拱肋中正、负弯矩绝对值相等。

每次运输一个拱段直接运到吊装现场，每个拱段设两个支架，用吊车吊至支架上。利用预埋在支架上的定位件和千斤顶进行调整对位、焊接，待焊接好以后撤开吊车吊钩。钢拱肋全部吊装就位且检验合格后，实施封闭工序。然后拆除临时支撑，割除临时吊耳，打磨并做涂装处理。

7 拉索安装

拉索采用GJ15-3系列环氧涂层钢绞线整束挤压拉索及相应的锚具，钢绞线符合AST MA416-97a，YB/T152以及GB/T5224-97低松弛钢绞线的要求。拉索在立面上呈倾斜82°布置，拉索主梁上的索距为5 m，拉索在拱肋上的标准索距为5 m，主梁与单侧拱肋共有14根拉索相连。拉索的拱肋端、主梁端均为叉耳式锚板，分别与拱肋、主梁上的耳板销接。挂索安装在厂家指导下进行。起重设备安放合理，避免二次移动。在上、下预埋处临时焊接导向装置，将牵引钢丝绳一次穿过上端导向、HDPE外护套、下端导向、卷扬机形成循环牵引力系统。

8 质量保证措施

(1)用ISO9001国际标准管理施工。工程施工中全过程贯彻ISO9001国际标准。严格按图纸和规范要求施工，开工前认真进行图纸会审和技术交底，交底不清不开工，没有具体措施不开工;为了确保焊接质量，焊前将坡口及其附近进行清除锈蚀、油污等工作，焊条要严格执行烘干、恒温等规定;建立工地技术负责人为首的质量检查责任制，每天召开一次质量分析会，重点解决施工中的关键质量问题，每次分析会均要对质量进行分析，制定纠正和预防措施，进行及时整改，在保证工程质量的前提下加快施工进度。

(2)技术管理采取“四有四把关”即施工有方案、交底有记录、变更有手续、交工有档案，图纸会审关，测量定位关，材料检验关，隐蔽检查关。

(3)执行自检、互检、专检，三检制度。“自检”以班组长为主做好记录，“互检”以班长为主做好交接记录，“专检”为每旬两次对工程质量进行检查。质检站派专人跟踪检查，并作好记录，施工现场要开展三工序活动，即检查上道工序，保证本道工序，为下道工序服务。

(4)质量记录制度。质量记录是质量责任追溯的依据，力求真实和详尽，各类现场操作记录及材料试验记录等都妥善保管，特别是各道工序接口的处理，应详细记录当时的情况，理清各方责任。