大跨度连续梁加劲拱顶推施工技术

张治国 杨军 苏力

摘要：以高速铁路大跨度拱加劲连续梁工程为依托，加劲钢管拱利用桥位边跨整体拼装顶推技术，工艺安全可靠，经济效益明显，可为类似钢管拱工程提供借鉴。

Abstract： Relying on the high-speed railway long-span stiffened continuous beam project， the stiffened steel tube arch utilizes the integral assembly and thrusting technology of the side span of the bridge location. The process is safe and reliable， and the economic benefits are obvious. It can provide reference for similar steel tube arch projects.

关键词：高速铁路;拱加劲连续梁;钢管拱;顶推工艺

Key words： high-speed railway;arch stiffened continuous beam;steel tube arch;jacking technology

中图分类号：U448.21+5                               文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）23-0120-03

0  引言

近年来我国大跨度钢管混凝土拱桥因桥型结构性能特点应用广泛，钢管拱采用异位拼装、整体顶推工法因其减少对下跨既有交通运维安全影响，施作工艺成熟可控多为选用。本文通过对钢管拱利用桥位边跨整体拼装、顶推关键技术进行探析，可为类似拱加劲连续梁工程提供借鉴。

1  工程概况

某高速铁路双线特大桥跨越高速公路，孔跨布置为（91.3+180+91.3）m拱加劲预应力混凝土连续梁，与高速公路夹角30°。梁体为单箱双室、变高度、变截面箱梁，梁体全长364.2m。

钢管混凝土拱轴线采用二次抛物线，计算跨径L=180m，計算矢高f=36m，矢跨比1/5。横桥向设置两道拱肋，拱肋横向中心距为14.8m，两拱肋间设置9道横撑。钢管内灌注C55微膨胀混凝土。

吊杆采用钢绞线整束挤压拉索体系，双吊杆间距55cm，组间距为900cm，全桥共18组72根吊杆。

2  工程主要重难点分析

选择结合现场环境和施工条件，钢管拱采用“桥跨异位拼装、整体顶推滑移”方案，其重难点如下：①利用桥梁边跨拼装作业最高处距离地面62m，其拼装支架、滑移系统、结构补强的安全性设计是本工程的难点，需按不同吊装工况进行BIM技术虚拟建造和有限元模拟分析。②拱肋线形和应力监测是达到预期目标的关键工序，在分段拼装、顶推滑移、拱脚合龙、管内注浆及吊索张拉等环节中加强控制，确保拱肋线形满足设计预期。③滑移体系属超重超长超高结构，顶推施工过程中如何确保同步、平衡、稳定前行，满足就位精度控制标准，是本工程的重难点。

3  钢管拱架设工艺

3.1 钢管拱分段

拱肋现场拼装单片分为16个节段;节段最大长度16.066m，最大节段重量27.68t。分段情况具体见图2。

3.2 支架设备选型

3.2.1 承重支架

在靠近每段拱肋的端部位置设置双柱型格构柱，单侧拱肋共布置8组立柱，主管规格为Φ299×10mm、Φ273×8mm，与连续梁预埋件刚性连接。在承重支架立柱顶端设置施工作业平台，作业平台由分配梁、围栏、人孔门洞等组成。

3.2.2 吊装设备

运至现场的拱肋单元在地面完成（2+3）节段、（5+6）节段、（8+8）节段组拼，运输至地面吊装工位，桥面采用220t汽车吊侧方位从地面直接吊装节段上桥进行安装，同步安装顶部风撑。（表1）

3.3 架设施工步骤

步骤一：通过拱脚定位支架进行拱肋节段1的位置精调和加固处理，浇筑拱座一期混凝土。

步骤二：主桥梁部施工完成后，选择边跨和主跨部分区域（避开高速公路范围），搭设拱肋安装辅助承重支架。（图4）

步骤三：①将汽车吊吊装至主桥桥面上、安装拱肋滑移轨道及滑移小车，将滑移小车与轨道临时固接，顶推系统与混凝土箱梁进行防倾覆锁定。②用汽车吊侧方位地面吊取拱肋节段，桥面上进行2+3吊装单元安装，并将拱肋与拱座临时锁定。③桥面上依次进行拱肋节段4、5+6、7、8+8吊装单元安装。（图5）

4  钢管拱顶推工艺

4.1 顶推系统

钢管拱整体纵向顶推系统结构由临时拱座、加强单层贝雷片横梁、型钢分配梁、高度调整节钢管、走行轮箱、液压系统及夹轨器等组成。轮箱底部设置钢轨和轨道基础。（图6）

4.2 结构补强设计

为确保拆除临时支架后，为保证顶推就位钢管拱能够精确合龙及顶推过程的安全性，钢管拱自身成为自稳定体系，需在钢管拱每道拱肋两端的临时拱座上分别安装纵向钢绞线，并进行张拉以抵抗钢管拱本身由自重所产生的水平张力。

拱座预紧措施包括：单侧拱圈下部位置设置在两个临时拱座上安装四束？准15.2mm钢绞线;水平索布置6道防风缆风绳（规格为直径22mm钢丝绳）;拱肋端部位置设置横向临时加工杆件，规格为？准180mm钢管。（图7）

4.3 架设施工步骤

步骤一：①拱肋节段吊装完成后，安装拱肋水平及竖向钢绞线进行预紧。②钢绞线张拉顺序与支架拆除工序交替进行。（图8）步骤二：①滑移体系解锁，检查拱肋补强支架和拱肋线形。②纵向滑移拱肋节段至设计桥位。③安装拱脚合龙段，浇筑拱座二期混凝土。④拱圈内浇筑混凝土。⑤张拉吊杆，索力调整。（图9）

5  结语

该技术充分利用高速公路范围外桥跨施作，其架设体系、滑移系统的临时结构设计，体现施工工艺的经济、安全、适用等诸特点，为大跨度钢管拱桥提供借鉴参考和应用价值。

参考文献：

[1]黄景新.180m大跨度钢管拱肋顶推施工关键技术[J].安徽建筑，2016（1）：190-192.

[2]王贵东，陈永华，王雄.钢管拱桥顶推滑移安装施工技术[J].机械工程师，2012（8）：168-170.

[3]潘念，李承君.连续梁钢管拱异位拼装整体顶推分析与施工[J].铁道建筑，2011（5）：25-27.