跨京沪高速下承式钢管混凝土系杆拱桥施工安全浅谈

陈晓东

摘要：钢管混凝土系杆拱桥是一种结构受力合理、线性美观的结构体系，解决了拱桥高强度材料的应用和少支架施工的两大难题，能极大的保证桥下高速公路的净空，在桥梁上得到迅速的发展。但系杆拱桥施工涉及到桥下高速公路行车安全及自身施工安全现场掌控难度大，本文通过宁启铁路跨京沪高速公路特大桥1-64m系杆拱工程实例阐述下承式钢管混凝土系杆拱桥的施工工艺和施工安全重难点控制。

关键词：下承式拱桥 跨高速公路施工 施工安全控制

1 工程概况

宁启复线电化工程新建跨京沪高速公路特大桥全长1946.56m。其中主墩26#～27#墩采用下承式 1-64m钢管混凝土系杆拱跨越京沪高速公路。系杆拱全长67m，计算跨度64m。矢跨比为1/5，拱肋矢高12.8m。拱肋采用二次抛物线形。设计拱轴线方程为：Y=-（X-32） /80+12.8。拱肋设计为平行拱肋，拱肋截面采用哑铃型钢管混凝土截面。拱肋内采用C50无收缩混凝土填充。两拱肋之间共设3道横撑，拱顶处设一字撑，拱顶至拱脚间设2道K型横撑。横撑钢管内部不填混凝土，其外表面须作防腐处理。全桥共设吊杆7×2=14组，吊杆见顺桥向间距为7m。每根吊杆索体由73根φ7高强度低松弛镀锌平行钢丝束构成，索体采用PES低应力防腐索体，并外包不锈钢防护。系梁采用单箱三室预应力混凝土箱形截面。

2 施工工艺

该梁采用先梁后拱的施工方法。跨越高速公路处系梁搭设门式支架，高速公路两侧采用满堂碗扣支架，支架搭设预压、钢筋绑扎、拱脚安装完毕后进行系梁混凝土浇筑。张拉首批钢绞线。吊车上梁，在系梁上搭设分离式支墩并分节对称吊装钢管拱肋加以焊接，选择合适的温度进行拱肋合拢段焊接。最后从拱脚向拱顶分次将混凝土连续泵入钢管拱内。

3 施工流程

施工准备→地基处理→搭设系梁支架→模板安装→钢筋绑扎→预应力管道安装→拱脚定位安装→系梁混凝土浇筑→张拉系梁第一批预应力筋→在系梁顶搭设支架→ 拱肋安装→拱肋混凝土压注→拆除拱肋支架→吊杆安装及张拉→拆除系梁临时支架→张拉系梁第二批预应力→转入桥面系施工。

4 施工难点

4.1 高速公路门洞支架搭设安全控制 跨京沪公路特大桥位于扬州市江都双沟、丁伙镇境内，新建桥梁位于既有宁启线跨京沪高速公路大桥北侧约100m，呈近东西

走向跨越京沪高速公路，跨越处高速公路里程为K965+

400，桥位处京沪公路现状为双向四车道，中央分隔带宽3m，路基全宽28m，净高5.5m。此段高速公路为填方路基，路基高度1.5～2.5m。规划为双向八车道，规划路基宽度为45m，为国家南北运输主要交通要道，车流量大，确保高速公路行车安全，该部编制专项交通施工组织方案报由主管交通部门审批。

4.1.1 跨京沪高速门洞支架施工高速公路安全疏导。现浇梁施工需要搭设支架门洞。在不中断行车的情况下设置双向4门洞（上下行分别封闭超车道及行车道）施工。施工时上下行各设置2个行车门洞。门洞立柱采用混凝土条形基础，基础上方搁置8根钢管桩，钢管桩上面布置2根40a工字钢下横梁，下横梁上面布置40a纵向工字钢分配梁。工字钢上面铺设绿网及竹胶板，竹胶板上面铺设槽钢（E10）；槽钢上面铺设方木。且在工字钢上面搭设防护栏杆（钢管采用φ48*3.5mm，高度1.2米）。

施工前在道路两侧设置“前方道路施工，车辆减速慢行”标认牌及限速牌。通过网络或传媒向社会公布京沪高速公路扬州段里程K965+400施工。支架净空高度为5.8m，通行道宽度分别为4m、5m，施工时禁止超高车辆进入该段路面。车道由宽变窄处设置引道防撞筒，同时增加导速牌。

对于施工中占用车道还应在公路上严格按要求设置警示牌、限速牌、减速带、防撞墩及太阳能频闪灯等设施，将频闪灯设置在门洞的四周。同时在京沪高速公路与宁通高速公路交接处及京沪高速公路真武站收费站设置交通告示牌，通过语音播报和LED屏播报，提示行驶车辆司机：前方京沪高速公路施工，请超宽、超高车辆绕道行驶。并在防撞墩和混凝土基础上粘贴反光材料以防止可能的撞击。在支架基础两侧设置砼防撞墩。

4.1.2 跨京沪高速门洞支架安全防护。跨京沪公路专项方案经监理、业主审批后，报省高速公路指挥部及相关管理单位，方案经批准后按程序施工。上（下）行中支墩及边支墩同步施工：按照高速公路要求，设置施工标志。防护人员身穿防护服，携带通讯器材进入施工现场，实行施工防护。封闭高速公路上（下）行的超车道、行车道及应急车道，车辆在下（上）行超车道通过。架搭设完毕后开通车道，封闭部分应急车道。

支架上部铺装：按照高速公路要求，设置施工标志。防护人员身穿防护服，携带通讯器材进入，实行施工防护。

安装防护栏杆：防护栏杆采用φ48mm的钢管制作，钢管直接焊接在工字钢上面，栏杆横立杆采用标准扣件连接，栏杆安装完毕后，安装绿色防护网。

防护支架的拆除：按照高速公路要求，设置施工标志。防护人员身穿防护服，携带通讯器材进入施工现场，实行施工防护。封闭高速公路上（下）行。防护支架的拆除应在统一指挥下实施施工，按后装先拆、先装后拆的顺序及下列安全作业的要求进行。

支架搭设前，组织相应的技术管理、安全管理人员及作业班组人员进行安全培训，并认真交底，让每个人心中都了解施工中的注意事项，确保施工中的安全。防护支架搭设必须按照施工组织设计图纸搭设，不得改变支架结构。防护支架搭设完毕或分段搭设完毕，应对其工程的质量进行检查，经检查合格后方可交付使用。

4.2 拱肋吊装安全控制

4.2.1 搭设支架。搭设支架之前，先做好临边防护及高空坠落安全防护措施。根据拱肋分段，共分为四段，在每个接头处设一支架墩，支架墩在已浇注成形的系梁上。支架墩采用Ф529钢管柱，先在场地上拼装完成后吊至支架墩预埋钢板上焊接固定。柱与柱横向之间采用L75*5角钢连接拼装。浇筑之前，在支架墩两侧向埋设专用地锚，将支架墩顶部拉住，加强稳定，纵向也以钢丝绳拉住，以抵抗架拱时的纵向推力。在支架上安装钢管拱时，支架的纵向刚度一般不会太大，拱的轴向刚度较大，因而纵向温度力很大，如联结过强，则易导致支架前倾，不利于稳定，所以联结应适度，使拱肋前端自由变形，掌握其规律，加以控制。架设单元体时，应根据时间、温度确定其温度变形的方向，预设一反向预偏量，保证其方向在合龙温度时正确，否则其调整相当困难。另外在单元体安装时，应有意识地向横向外侧预留一预偏量，以抵消横向联结系焊接时向内的收缩。

4.2.2 拱肋的安装。拱肋吊装根据现场实际情况采用汽车吊吊装。拱肋起吊采用两点吊，两吊点的重心与拱肋重心一致。在前吊点设一倒链用于调整拱肋俯仰的角度，为减少高空作业的工作量，在拱肋起吊离开地面时即将拱肋的俯仰角度调整与设计相符。

拱肋合拢前为简支体系，为抵抗拱肋所受的横向力，拱肋两侧需及时设置缆风绳以确保拱肋的稳定。拱肋承受的横向力主要来自风力，拱肋一般迎风面积较大，根据施工所处地区不同设置不同大小的地锚或锚锭。

5 结语

通过跨京沪高速1-64m下承式钢管混凝土系杆拱桥的施工流程和施工安全监测，使成桥后的技术指标均满足相关规范要求，现场施工安全掌控有效，平安高效完成系杆拱施工。

参考文献：

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[2]《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）[S].

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