下承式钢管混凝土系杆拱桥上部结构施工方法

史年元

摘要：下承式钢管混凝土系杆拱桥是一种以钢管混凝土为拱助主要材料的新式拱桥，在钢管之中注入混凝土，将这种组合式的材料作为拱桥的主要建筑材料，本文围绕具体的工程项目中的实际工作经验，对此类型的拱桥上部结构的具体施工方法展开分析讨论，提出了施工之前的设计以及施工过程中需要注意的具体事项。

关键词：下承式;钢管混凝土;上部结构;施工方法

引言

该类型的拱桥拱助的主要建造材料是混凝土浇筑的钢管，是一种尚不算复杂的新型复合结构，该类型的结构可以将拱桥抗压能力较强的优势充分地发挥出来，钢管对混凝土的束缚作用使其变成三向受力的模式，这种模式克服了混凝土材料特有的脆弱，钢管内部的混凝土同时对钢管提供了十分强大的支撑，保证了钢管不会因受到外界的压力便产生形变，提升了整体的稳定性，该类型的拱桥稳定无外部推力的作用使得在全国各地中都得到了广泛的利用。本文便围绕工程中的钢管混凝土式的拱桥上部结构的建造展开了充分的分析与讨论。

一、工程的主要施工方法

该类工程的主要建造方式是采用少量的支架作为支撑，部分钢管采用现场浇筑以及提前安装相结合的方式，先安装梁部再建设拱部分。一般来说常见的该类拱桥的具体施工工序为：先进行系梁支架的搭建与压力测试，再对两侧的拱脚以及横梁进行现场浇筑，安装浇湿接头，使整个平面出现一个闭合框架的结构。然后对拱桥的拱助支架进行搭建，安装拱助等许多其他结构;接着对拱助进行混凝土的浇筑，安装剩余的中横梁部分，将桥的表面面板搭建上去，对桥面进行相应的浇筑工作。另外在建造的过程中应当注意中横梁、端横梁以及吊杆应当分为两批张拉。建造完成的钢管混凝土拱桥如图1所示。

二、施工的具体工艺方法

（一）系杆拱桥的支架施工

1、支架预设。不同地区的系杆拱桥需要根据实际情况的不同对支架的建设进行不同的参数估计和考量。具体建造过程如图2所示。因为拱桥涉及河道航路通畅运输问题，因此需要考虑的因素有建设过程中的航路净空以及净宽的问题，需要结合工程的实际要求，测量出系梁的具体长度参数，将两段拱桥分成三段进行安装，根据实际的长度，设置合适的支撑点的数目，并将两端的支撑点打入钢柱作为支撑，保证净宽以及距离的合适[1]。

2、支架的基础性搭建过程。水中的支架建设工程中一般采用钢管桩作为整个桥梁支架的基础以及支撑，根据实际情况对钢管桩的钢板厚度以及钢管的直径进行设计，在桥梁的横断面上布置数量适中的钢管桩，中端的钢管桩的数量一般是横断面的两倍，使用双拼的方式将这些钢管连接在一起作为桥梁的纵梁、横梁，并与悬杆的节点连接在一起。

3、支架的搭建过程。在进行桥梁支架搭建的过程中一般采用四层的钢贝雷宝塔形的布置方式，每一片贝雷都和天棚连接在一起，两个组之间一般使用铁件连接，贝雷之间使用铁件固定牢靠，使其成为一个整体，为了增加桥体的横向刚度，将倒数第二层的贝雷两片在横桥向边缘与中间的桥墩连接在一起，并使用花篮螺丝与钢丝绳固定以增加横向的稳定性。在拱桥的跨中处加入作为支撑的木桩，保证可以支撑一定的重量，于节点处倾斜并使平台连接的工型钢形成平面的框架，使纵向的稳定性也有所保障。

4、支撑预压。在支架安装完成之后使用型钢与钢筋进行负载预压的操作，根据实际的超载系数，定时的对桥梁的支架进行观察，大约观测时长为三天，这段时间后若下沉的长度不超过3mm则认为地基已经稳定。卸去负载之后再进行测量，若地基的非弹性形变减小，则认为此形变已经被支架抬高[2]。

（二）系杆拱桥的系梁施工

1、顶制系梁。系梁的底座宽度需要比实际的系梁底座的宽度小1.5cm，保证连接处的胶条按紧之后的尺寸要求，底座的顶面需要按照实际的要求根据预拱值加以控制，核膜部分采用竹膠板作为模板，在钢筋与模板之间添加垫块，同时在模间设置拉杆和顶撑。

2、吊装系梁。在对底座进行浇筑的过程中需要注意吊点位置槽口的预留，保证这个槽口可以穿过钢丝绳，同时在槽口间放置木条，吊起时将木板取出。

3、拱脚节段以及端横梁现浇。这两部分均需要在岸边进行现浇，先把一部分劲性骨架进行加工定型，使用吊机将这些部分安装连接起来，拱脚处的钢板较为复杂，所以需要配备小石子的混凝土进行捣实浇筑。

4、现浇湿接头。该部分的波纹管在接口处使用直径较大的套管，用胶布将接口缠在一起，防止有额外的泄露，现浇接头的材料选择微膨胀型的C50混凝土，并且选择在气温较低时进行浇筑，浇砌之前需要做好相应的准备工作，特别是标高与水平之间的测量调整，使其符合工程项目的需求。

（三）系梁拱桥拱助施工。对拱助的施工之前首先需要对拱助进行预制，一般是分成三段进行，根据实际工程的要求，对相应的参数进行设置，最后交由工厂进行制作最终投入使用，按照安装前的计划顺序对拱助进行安装，在边片拱助安装结束后，立即进行风撑的安装，以保证安全，最后使用强度较高、气泡量较少、流速性好的混凝土对拱助进行灌注。

（四）中横梁与桥面的施工。桥梁的中横梁以及桥面最终都由吊机进行安装，对于中横梁采用两端现浇的方式，安装的时候从中间向两侧进行安装，桥面板对称安装，两端使用陆上小吊机进行安装作业。

三、结束语

为了保证工程安装的顺利进行，需要在安装之前对项目的施工进行明确的规划，对相应的材料参数进行严格控制，按照相应的标准保证安装作业的进行，加强对安装过程中的安全性加以控制，对常见的下承式钢管混凝土系杆拱桥的项目案例进行分析，学习经验，保证最大限度的省时、省力，同时保证节约成本。

参考文献：

[1]黄国凯.三跨下承式钢管混凝土系杆拱桥施工控制研究[J].福建建筑，2018，No.242（08）：93-97.

[2]杨国飞，陈玉骥，陈舟，等.下承式钢管混凝土系杆拱桥不同拱肋倾角动力性能分析[J].佛山科学技术学院学报（自然科学版），2019，37（02）：34-39.

（作者单位：中济通（江苏）工程检测有限公司）