吊南河钢拱架整体平移施工工艺设计

王 骞

(贵州桥梁建设集团有限责任公司)

1 依托工程概况

贵州毕节机场高速公路，吊南河大桥为主跨120 m 钢筋混凝土箱型拱桥，矢跨比f0/L0= 1/5. 5，拱轴系数m =1.756，大桥分为左右两幅拱桥，每幅桥面宽10.625 m，设有0.5%纵坡和2%横坡。

设计拱圈为单箱双室截面，拱圈高220 cm，宽850 cm，顶、底板厚25 cm，腹板厚35 cm。

2 施工工艺概述

根据吊南河大桥的结构形式，其施工的重点和难点在于主拱圈施工，根据地形条件及施工经验，本桥主拱圈采用钢拱架施工，并且在一幅主拱圈施工完成后，将钢拱架整体脱模，横向移动到另一幅拱圈位置，顶升钢拱架到设计标高后进行加固然后进另一幅主拱圈施工。

吊南河大桥采用的钢拱架由拱脚节段、标准节段和拱顶调节段拼接成拱圈弧形，并在临时拱座上固定，作为主拱圈的现浇支架。

钢拱架高2.2 m，横向分为5 组，每组宽0.7 m，组与组之间用平联和横联连接形成整体，总宽8.7 m，共采用10 个拱脚节段、150 个标准节段和10 个调整节段，弧线长度130 m，总重约280 t。钢拱架横移前主拱圈已经受力，其荷载不再施加到钢拱架上，而且拱圈外模板均已拆除，内模在拱圈内，因此钢拱架横移的过程中，临时拱座位置支撑的荷载只有钢拱架自重，和钢拱架底模荷载，总共约350 t。

拱脚处临时拱座在拱桥拱座前布置，总长21.77 m，宽1.55 m。为达到钢拱架横移的目的，在临时拱座设置有竖向和水平的滑移轨道，轨道一端设置反力架，并且在钢拱架下降和升起位置设有凹槽，方便安卸千斤顶和砂箱。钢拱架拱脚的铰接位置安装钢箱小拱座，每组钢拱架安装2 个，共计10 个，其在水平向靠在竖向滑移轨道上，主要分担钢拱架的水平力，作竖向轨道内的滑动支撑。小拱座下焊接有型钢滑船，滑船总长10.54 m，宽0.35 m，内部留有2 个32 精扎螺纹孔道，主要分担钢拱架的竖向力，用以支撑钢拱架下降和升起，提供拉力使钢拱架水平滑动。其具体布置如图1、图2。

图1 临时拱座立面图

拱架横移完成后，因拱架整体横移过程中，拱脚底间距未发生变化，拱架变形可忽略不计，非弹性变形已消除，因此无需再对拱架进行预压，可直接进行左幅拱圈底模的施工。

图2 临时拱座横截面图

3 钢拱架横移施工工艺步骤

根据施工顺序，拱架的横移共分为3 个阶段:拱架落架、拱架横移和拱架顶。每个阶段都需要严格按照设计方案进行，每节段之间的转换均要对拱架进行检查，确认无问题后方能进行下一阶段施工。

3.1 拱架落架施工

拱架落架必须在拱圈施工完成，且混凝土达到设计强度85%以上后才可进行。首先必须将拱圈的外模拆除，拆模应逐块模板进行，禁止大面积一次性拆除模板，防止损伤混凝土，并避免模板损坏。拆除侧模后清理残留在拱架上可能下落的杂物(混凝土块、钢筋等)，拆除拱脚位置的支架和底模，并检查拱架螺栓的松紧程度。

实施落架前，检查滑行轨道光滑程度，对粗燥地方应打磨光滑，并涂油，底面轨道加铺3 mm 厚的不锈钢板。砂箱内砂应分层均匀掏出，不得集中掏空一个位置。而且所有砂箱出砂速率应保持一致，不得出现单个砂箱首先下沉过快的现象。砂箱每下降2 cm，就暂停泄砂，测量两岸各个支持点的下沉情况，并调整各个支持点的标高，使其各个支持点的下降高的保持一致后，再继续掏砂。

拱架落架到位后，拆除砂箱，检查底模的脱模情况，发现还有贴近的模板及时拆除，务必保证整个拱架不会与混凝土面接触。

3.2 拱架横移施工

拱架横移在落架成功，底模完全脱离后进行。先将32精扎螺纹穿入到滑船内，并锚固好。同时在反力架上安装500 t 千斤顶，接长φ32 精扎螺纹(2 根)穿过千斤顶并锚固好。检查整个张拉系统是否牢固，然后张拉千斤顶，测试滑动张拉力，测试过程的行走距离不宜过大，拉动即可。正式实施横移时，张拉千斤顶启动须同时开始，两岸之间的指挥要经常联系，一方出现问题后要及时通知对方停止行走。拱架横移要缓慢进行，每个行程(20 cm)结束后，要测量拱脚、拱顶、1/4L 和3/4L 处的移动距离，检查这几个点的位移是否一致，不一致时要及时查处原因，并在处理后才可进行下一个行程的操作。

3.3 拱架顶升施工

拱架横移到位后，立即测量拱架观测点标高，根据此数据确定拱架的顶升高度。

首先拆除滑船上的精扎螺纹钢筋和张拉千斤顶。然后在临时拱座的凹槽处安装不低于100T 千斤顶，垫平顶升平面，缓慢的顶升拱架，各点千斤顶的行程必须保持一致。两岸同步顶升拱架。顶升千斤顶需同时启动，每升起3 cm，暂停一次，测量人员就核对一次，调平一次，务必保证拱架顶升的稳定性。拱架顶升到位后，用砂箱逐个替换凹槽内千斤顶，砂箱安装前必须进行预压。砂箱顶面用钢板垫紧滑船底面，同时在滑船两端用型钢或钢板临时支撑。

4 钢拱架平移施工控制要点

4.1 异常情况的处理及控制

在整个横移过程中如出现异常情况，如异常响声、振动、横移不顺畅等情况时，要暂停施工，向指挥机构报告。待查明原因，并解决异常情况后，得到指挥机构的继续施工的命令后方可施工。

4.2 同步性控制

拱架横移过程中同步性控制最为关键，也最难控制，在施工前要对实施人员做详细的技术交底，细致分工，要制定具体的控制指标，如:落架每2 cm 作一次调整周期;整个施工过程中两岸之间要加强联系，每一行程数据双方都必须了解，每岸设专人进行指挥，保证整个过程缓慢稳定的进行。

4.3 空间位置控制

移动小拱座空间位置控制的精确性是整个拱架横移是否顺畅的关键条件之一，对于小拱座两岸背墙要求平行、并垂直于水平面，底座要求平行。如果小拱座控制位置控制不好，那么拱架在横移过程中将为变形，给拱架增加次应了，并影响拱架的承载能力。

4.4 滑船及滑槽的控制

滑船及滑槽的光滑度和平整度也是整个拱架横移是否顺畅的关键条件之一，为了能让滑船与滑槽之间有效的滑动，要求其接触面光滑、平整，也可以在其接触面上打黄油，减小摩擦系数。

4.5 落架高度的控制

拱架落架高度要满足拱架在落架后以及在平移过程中完全脱离已经浇筑好的拱圈，不受拱圈阻挡，所以落架高度要考虑拱架的压缩变形和拱圈底部的不平整性，此外，落架高度也不宜考虑太大，如果考虑太大会加大拱架的落架和顶升高度过大，会给施工带来可操作性不强和安全隐患增大的后果。所以落架高度要综合考虑拱架的变形、拱圈的不平整性、可操作性和安全性后才能确定。

5 结 语

吊南河大桥钢拱架整体横移时，拱架最大应力为51 MPa;拱架落架后，最大回弹位移在拱顶位置，为23 mm;每组拱架拱脚处水平向反力合计45 t，竖直向反力合计37 t。在实际横移过程中，刚开始由于拱架的拱座和滑动面钢板因有一点锈蚀、以及静摩擦启动系数较大，需要克服130 t 张力才能滑动，而后逐渐降低到70 t、65 t 就能滑动。

整体横移钢拱架施工工艺研究及成功实例，有效的解决了双幅拱架需要两次拼装、预压拱架的施工特点。施工工艺能节省大量的施工费用和缩短施工时间，为同类型的桥梁施工提供了可靠的经验和技术参考，其工艺思想在以后的桥梁施工中将得到更广泛地应了和推广。