大跨度梁拱组合钢结构桥梁技术分析

吴喜民

（江西省公路工程有限责任公司，江西南昌 330006）

0 引言

桥梁建设领域中大跨度梁拱组合钢结构是最常见的施工技术之一，此类工程难度系数大，对技术及施工人员要求高。为保证桥梁工程能按照计划进行，需要深入分析大跨度梁拱组合钢结构技术要点，为桥梁工程的质量与安全奠定基础。

1 连续梁拱组合桥梁概述

连续性梁拱组合桥梁属于目前桥梁领域的新型发展方式，因为其具备质量水平很高的机器构造和配置良好的外形，在如今社会的桥梁项目中获得了更为广阔的发展前景以及重视度。武汉长江大桥作为我国著名的梁拱组合桥梁，不管是在科学研究以及现实作用方面，都对国家的发展有着深远的意义，因为武汉长江大桥的建造也促使国家桥梁行业的发展具备更为丰富的成功经验以及事实根据。利用持续性的分析研究国内外桥梁工程经验积累的前提条件下，广州丫髻沙大桥以及上海卢浦大桥也达到了自身的建造目标，因为越来越多的建筑建设完成，国家在桥梁建设领域的技术水平也在持续提升，而且一直位居前列。

现如今，国家桥梁建造项目中梁拱桥具有极高的社会地位以及发展前景，因为其自身良好的力学性能和机械制造基础，还有基本构造的发展条件，因此依然属于目前桥梁建造项目中的关键环节。对于连续型桥梁而言，这一桥梁体系关键是采用拱肋来承受外部力量，梁拱复合桥的整体构造是利用拱肋以及系梁、桥面、吊桥等构成，借助上述环节的设计过程，在基本构造上相互协作，共同承载外部受力[1]。

2 工程案例

某桥梁全长1.1km，该桥梁拱桥完整孔隙跨度为53m ＋116m ＋53m，中间位置的孔隙以及桥拱的混凝土连续梁结构是利用2 片拱肋以及主梁构成。该工程拱肋呈现圆形，通过缆索装置把吊杆以及主梁连接在一起。拱脚呈现钢筋混合构造，具备较强的稳定性。

3 连续梁拱组合桥梁技术

3.1 主梁施工技术

进行连续梁拱组合桥梁上部构造的主梁施工时，需要遵守施工要求，通常按照“先梁后拱”的顺序进行。“先梁后拱”便是工作人员需要先对桥梁进行施工，结束桥梁施工以后再铺设拱肋支架。除此之外，还需要将拱肋支架上安装横撑以及斜撑，主要起到稳固作用。与此同时，根据施工设计要求来浇筑混凝土，如果混凝土的强度以及弹性模量符合设定要求时便可以停止浇筑，接着安装吊杆。拆除暂时搭建的支架，结束梁拱组合施工。一定要考虑到施工时尺寸的掌控，中心点所对应的梁高度应该在800cm 左右。除此之外，每一个吊杆位置还应该设立15 道隔墙，厚度要求为35cm。

3.2 主拱肋架设方法

支架的平稳性能是最关键的，将会直接影响工作人员的生命安全和项目的进程，所以在安装支架结束以后，一定要仔细检查验收，保障支架的稳定性。需要检验的环节有以下几点：一是支架的规格大小、间隔距离是否符合设计要求，保证支架性能发挥到最大水平；二是仔细检查支架连接位置的稳定性，这是极其关键的一步；三是检查支架安装时是否根据设计要求和横梁以及模板密切结合在一起；四是检验施工过程是否根据要求设立保护措施，例如警戒线、隔离网、安全通道等，保证施工安全性；五是检验夜间设备是否可以正常施工，假如发现问题，应该尽快解决，避免阻碍项目的运行。

3.3 吊杆张拉力优化

吊杆张拉施工时，需要控制吊杆号的一致、吊杆运动方向的对称以及张拉力的一致。在进行张拉过程中，必须一次成功。可是在实际施工时，一次性拉力的难度很高，并且张力较大会破坏混凝土的结构。所以，在施工过程中，经常使用划分等级、划分层次的方法来进行。因为张拉力在集体施工时会持续改变，所以在进行施工以前需要研究吊杆张拉力以及桥梁构造受力的数值，便于尽快调节吊杆的平稳性以及使用周期。因为要选择最适宜的吊杆张拉施工工序，首先要简化吊杆模型，进行计算时一定要采用合理的软件来给几何模型的建设创造前提条件。吊杆张拉的施工程序不一样，所对应的应力也会不同。因此，此次试验明确了四种不同吊杆张拉顺序，有序进行计算，如表1所示，为吊杆的张拉顺序和所相对的应力。

表1 张拉顺序与之对应应力

通过分析表1 中的各项数据可以得知，从张拉力的变化而言，顺序二最小，其他顺序的张拉力都比较高。因此，在进行施工过程中一定要遵守1、3、5、7、2、4、6 的顺序来施工。可是，由于实际施工的项目不一样，吊杆的张拉顺序也会改变。归根结底便是因为吊杆的数量受到改变，每一座桥梁的基本构造也不相同。对此而言，在明确桥梁吊杆的张拉顺序过程中，需要先进行模拟施工，明确最合适的张拉顺序，接着进行具体施工。

3.4 支架预压

支架以及模板的环节都结束以后，就能够开始预压施工，按照桥梁的真实重量设立对应的施工方案，分阶段分层次来进行。预压工作完成以后，还要利用弹性形变试验以及非弹性形变试验所得出的试验数据来调节模板的预期拱度数值，保障其达到施工预期目标。支架增加荷载需要分阶段来进行预压，首次加载60%，然后加载80%，第三次加载100%，最后加载120%。加载时一定要科学、合理，严禁出现荷载偏压的现象。施工过程中，需要加载和测量工作同时进行，支架的变形数值达到最高，才可以进行后期荷载施工。设计方案中，支架沉降量的最高限制17mm，加载时沉降一定要控制在17mm 以内，假如超过这一数据，就必须要尽快分析产生此现象的原因，处理结束以后才可以继续进行后续工作[2]。

4 连续梁拱组合桥梁上部结构施工问题

我国桥梁构造以及类型样式繁多，类型以及构造不相同的桥梁所运用到的施工技术、设计方案都不相同，都具备自身的特点以及发展方向。因为连续梁拱组合桥梁的跨度比较大，会促使桥梁自身发生不一样的内部应力。

所以在施工过程中，如果想要根据施工技术要求来实地进行施工，一定要准确研究探讨项目开始的时桥梁发生的形状变化和内部应力的主要联系。与此同时，因为桥梁发展的跨度较大，因此材料的质量要求也会更高，项目自身的难度也随之增大。在连续梁拱组合桥梁项目施工过程中经常会出现的问题有以下几点。

4.1 受力不合理

连续梁拱组合桥梁因为相比别的桥梁跨度较大，跨度数值达到其他桥梁的多倍。在具体施工的时，桥梁上部构造的施工属于重要环节，通常需要研究分析主拱以及主梁所经受的应力影响。主拱和主梁都是很可能发生形状变化的部分，万一在实际施工过程中发生受力不科学的现象，桥梁的总体构造以及受力问题便会受到阻碍，从而减小桥梁的安全性，影响桥梁的平稳性。与此同时提高桥梁安全隐患发生的可能性，出现安全事故，会发生极其严重的经济损失，也会阻碍项目的整体运行进程和项目质量安全[3]。

4.2 施工不对称

连续梁拱组合桥梁从总体结构来分析，属于相互对称的桥梁；所以在实际施工过程中，一般需要采取悬臂对称的方式。由于是对称施工，主梁必须要和其对称梁长度相同，并且实际施工过程中需要保持一致。并且，在实际施工时因为施工技术水平的差异，每一个对称梁的质量问题以及密度大小不可以保障项目的精准度，并且连续梁拱组合桥梁的跨度大，造成上部构造施工过程中发生不对称的现象，使得内墩应力出现改变，更有甚者会使得桥墩受到破坏，如果情节严重还会造成桥梁变形、坍塌等事故发生。

4.3 主拱结构不坚固

连续梁拱组合桥梁的上部构造基本属于主拱机构。最为普遍的主拱构造方式为支架法，但是在实际施工时因为程序比较烦琐，且受到地形影响往往在施工环节中将支架安装在主拱上，导致主拱构造的总体平稳性以及稳固性降低，产生极其严重的负面影响。

4.4 吊杆张拉不合理

吊杆张拉属于连续梁拱组合桥梁构造项目施工过程中的重要技术手段。这一方式的施工难度较大，要求工作人员具备很高的专业能力以及知识理论水平，同时工作人员需要准确控制拉力的大小，进而把拉力掌控在适宜的范围之内，还需要了解张拉的施工工序。可是在具体施工时，上述环节都有可能发生突发情况，吊杆拉力的运动幅度较大或者较小，都会阻碍桥梁的受力情况，从而影响桥梁表面的形状，更有甚者会使得主梁构造发生损坏，影响桥梁的安全性。

5 施工质量控制要点

5.1 前期准备阶段质量控制

对于大跨度梁拱组合钢结构桥梁而言，在施工之前需要做好施工前期的准备控制。首先，负责材料采购的工作人员要审慎选择材料供应商，既要确保供应能力和质量等的达标，也要在价格层面达到现实性的要求。其次，还应做好施工材料的运输和安装，在材料运输方面，相关的施工单位应做好科学的规划和设计。最后，工作人员还应做好钢结构施工方案以及设计图纸等的精细分析，尤其是相关的技术人员务必要掌握具体的施工要点，以为现实性的稳定施工提供有利的条件。

5.2 施工过程控制

在大跨度梁拱组合钢结构桥梁施工环节，要想切实地保障施工质量，在焊接施工之前通过电动钢丝砂轮等设备对焊接接头坡口等部位做好打磨清理，且应做好烘干等处理。根据实际情况做好速度的把控，保障焊接质量达标。

同时,在受力不合理问题处理中，需要做好支架安装精度的控制，同时考虑主拱的受力参数调整结构下放速度，保证主拱的平稳性。在施工不对称问题处理中，应当采用全站仪做好施工测量，明确结构吊装点，且安装对接时安排作业人员在现场对接，采用对讲机与吊装师傅确定施工位置；此外,针对主拱结构不坚固问题操作时，需要查看基础结构承载力是否达标，而后对主拱连接位置检查，查看螺栓等结构实施是否连接稳固，进行精确调节;在吊杆张拉阶段按照张拉顺序与之对应应力指标进行调整参数[4]。

5.3 工程验收阶段的质量控制

桥梁钢结构完毕以后，对其施工效果进行检查和验收，通常应由专业的技术人员进行。检查过程中发现的任何问题或是不良情况应记录下来，及时汇总上报给上级管理部门。上级管理部门应就给出的检验结果进行综合的分析，以在现实性的条件下做出有效的调整。桥梁钢结构相关的处理，由专业的技术人员以及监理人员验收，检查和验收应严格按照既定的技术标准以及质量验收的具体要求进行[5]。在相关人员检验以后，后续监理人员还应进行再次检查，如果发现存在不良的情况或问题，应积极地就具体的问题寻找相关的原因，以在基础上进行有效的整改和调整。

6 结语

综合以上探讨，对于大跨度梁拱组合钢结构技术的应用还要加大力度进行研究，以便掌握桥梁施工中的主要参数，从而为桥梁项目的开展奠定基础。本文从主梁施工、主拱肋架设以及支架预压施工等方面对大跨度梁拱组合钢结构技术要点进行探讨，通常针对受力问题及施工不对称问题提出相关的控制措施。但是由于地势不同，在梁拱组合钢结构技术应用时质量会存在差异性，故而在今后施工环节要从技术方案、施工材料、张拉力度以及施工过程等方面进行细致分析，掌握更加全面的技术手段，为桥梁工程建设奠定基础。