1、简支系杆拱施工技术摘要：桥梁是交通运输的“生命线” ，在桥梁建设工程中，施工技术是桥梁建设顺利完成的有力保障。文章结合沈丹客专改乙线太子河特大桥工程就简支系杆拱施工技术进行了探讨。 关键词：桥梁工程；简支系杆拱；施工技术 中图分类号：TU997 文献标识码： A 1.工程概况 本桥为沈丹客专改乙线太子河特大桥 95.7m 简支系杆拱桥，梁部全长 98 米，分三个节段，第一现浇段长 35m，第二节段 31.5m（共 2 个） 。采用单箱三室预应力混凝土箱形截面，跨中梁高 2.5m，端部梁高3.05m，顶板厚 0.35m，底板厚 0.35m，边腹板厚 0.4m，中腹板厚 0.4m。中横隔厚 0.4
2、m，端横隔厚 3.25m。梁部桥面板宽 17.5m，底板宽 14.9m。 拱肋计算跨度为 95.7m，拱肋立面矢高 19.2m，矢跨比f/l=1：4.98475，拱轴线面内控制方程为 y=76.8/962(96-x)x。拱肋在横桥向内倾 8角，成提篮式样，拱顶处两拱肋中心距 8.058m。 拱肋横断面采用哑铃型钢管混凝土等截面，截面高度 2.5m，钢管直径为 1000 壁厚 20厚由钢板卷制而成，每根拱肋的两钢管间用 16mm厚度腹板连接，两腹板间设置拉杆与腹板先栓接最后焊接。 拱管内灌注 C50 补偿收缩混凝土。两拱肋间设一道一字撑和四道 K撑，一字撑管径 1000 壁厚 12，斜撑拱肋管径
3、 800 壁厚 12，钢管内不填充混凝土。拱肋与桥面靠吊杆相连，全桥共设吊杆 34 根，吊杆平行布置，间距 5 米（端部两吊杆间距 4 米） 。 2.施工工艺流程 3.主要施工工艺和施工方法 3.1 系梁及预埋件施工 3.1.1 系梁施工 系梁全长 98m，分三个节段，第一现浇段长 35m，第二节段31.5m（共 2 个） ，系梁分阶段施工时，根据现场实际情况进行支架设计，支架可采用碗口脚手架、大跨鹰架等结构，支架施工时按照设计及规范要求进行，系梁支架设计和预压时，支架预压重量为系梁和拱肋重量的 1.2倍。 3.1.2 预埋件 梁部施工的预埋件主要有拱脚、下锚箱。 3.1.2.1 拱脚 拱脚安
4、装前，采用型钢设置定位架，由于拱脚非常重（单个拱脚有钢筋 30t、定位架 5t、拱脚钢管自重 44t） ，型钢架设置要牢固，同时需要在定位架底部梁底位置设受力钢板以增大受力面积，梁部混凝灌注时要加强振捣，同时由于拱脚处有拱脚钢筋、梁体预应力、梁体钢筋、拱脚定位型钢，施工前进行工序规划。由于拱脚的安装质量决定了后期拱肋的位置，拱脚预埋时要精确定位。 3.1.2.2 下锚箱 由于系杆拱张拉在梁顶或梁底，下锚箱及其套管需与拱肋处的锚孔在一条线上，其位置一定要预埋准确。下锚箱及其套管设计制作时，一定要与索具公司进行沟通，确保其锚箱合理，其尺寸及套管直径能满足钢束张拉要求。 3.2 系梁及拱脚混凝土施工
5、 系梁混凝土施工按照设计要求分节段进行。 拱脚混凝土与梁体端部混凝土连续梁灌注完成，为确保拱脚拱肋内的混凝土灌注密实，拱脚的拱肋内的混凝土灌注需从底部向上进行，同时拱肋内的混凝土采用补偿收缩混凝土，灌注前应分别在拱肋下管、上管、肋板内预埋进料管道（铁质） ，拱脚的拱肋混凝土灌注位置应为拱肋的灌注孔管处。 3.3 拱肋施工 3.3.1 拱肋加工与安装 拱肋选择具备相应资质、信誉好的单位进行加工，加工时，按照设计要求在工厂先将 1.02.0m 的小段钢管焊接为设计方案的单节长度，该系杆拱桥的拱肋单侧共分 9 个节段，除中间节段外，其他两两对称。 全桥安装工程量包括：拱脚 GL1(4 段)、GL2-
6、GL8(各 2 段)、横撑(5根)、斜撑(8 根)、下锚箱(34 个)，总重量约 416 吨。 拱肋 分段 备注 梁段编号 GL1 GL2 GL3 GL4 GL5 GL6 GL7 GL8 梁段数量 4 2 2 2 2 2 2 2 梁长（mm） 6354 13524 12611 13926 8044 13926 13526 6357 共 重（t） 44 46 41 47 25 48 40 46 拱肋安装时，其下部支架可采用碗口脚手架、钢管支架或其他支架。其具体流程如下： 从两端拱脚开始向中间进行安装，最后在跨中合龙。拼装顺序：拱脚拱肋横撑。 根据现场实际情况，系梁混凝土施工按照设计要求分节段进行
7、。 拱脚混凝土与梁体端部混凝土连续梁灌注完成，为确保拱脚拱肋内的混凝土灌注密实，拱脚的拱肋内的混凝土灌注需从底部向上进行，同时拱肋内的混凝土采用补偿收缩混凝土，灌注前应分别在拱肋下管、上管、肋板内预埋进料管道（铁质） ，拱脚的拱肋混凝土灌注位置应为拱肋的灌注孔管处。 3.3.2 拱肋焊接及验收 所有管节均采用直缝焊接（坡口焊） ，焊缝等级为级， 卷管方向应与钢板压延方向一致，尽可能增长单件长度，减少对接焊缝，矫圆后的短段，在拼接时宜将对接焊缝错开大于 150cm，并尽可能使纵向焊缝安排在拱肋内侧，腹板的横焊缝与钢管的环缝不要处于统一截面上，宜错开 钢管、横撑的纵缝、对接环缝采用自动焊、全熔焊；
8、腹板与钢管、腹板的对接焊缝为全熔透焊缝，有条件的采用自动焊；横撑与拱肋钢管、横撑钢管间的焊缝为全熔透焊缝，有条件的也可以采用自动焊。 拱肋合拢温度为 85。 所有焊缝必须在全长范围进行外观检查，不得有裂纹、未熔合、夹渣、未填满弧坑和焊瘤等缺陷，经过外观检查合格的焊缝方能进行无损检验，无损检验应在焊接 24h 后进行，用射线和超声波两种方法检验的焊缝。 3.3.3 钢结构防腐 钢管拱、横撑及吊杆锚箱的外表面采用旭氟龙氟碳涂装配套体系，底层为环氧富锌防锈漆（2 道，40m/道） ，中层为灰支云铁环氧中间漆（2 道，30m/道） ，面层为旭氟龙氟碳涂料面漆（2 道，30m/道，进口成品漆） ，面漆的
9、颜色由建设单位确定，底气、中间漆和一道面漆在工厂内完成，最后一道面漆在钢管拱架设完成后，在现场涂装。涂漆作业的施工条件按照设计要求进行。 3.4 混凝土灌注孔、排气孔安装 灌注孔建议采用 2m 长的泵车导管，而非设计直径的钢管，灌注管上、中、下位于一个垂面上，其高度按照导管尺寸控制好，以尽量减少混凝土灌注时换管所用的时间。 3.5 拱肋混凝土灌注 设计要求：拱肋混凝土的灌注按照下管、上管、肋板的顺序进行。下管灌注完成强度达到 100%后灌注上管混凝土，上管混凝土灌注完成100%后灌注肋板混凝土。 拱肋混凝土的关键控制措施是确保钢管与混凝土不发生脱粘问题，由于拱肋混凝土量一般不大（沈丹客专的系杆
10、拱拱肋混凝土共 370.6m3） ，可以通过改善混凝土的性能的措施，增加混凝土的初凝时间，确保混凝土灌注完成时首次灌注的混凝土不初凝，从而将下管、上管、肋板混凝土一次浇筑成形。 为确保结构安全和拱肋内的混凝土密实，混凝土灌注采用 4 台泵送设备、从拱脚灌注孔同步对称进行，同时拱肋内的混凝土采用补偿收缩混凝土（掺加 HCSA） 。 3.5.1 施工准备 1）泵送设备的选择 混凝土灌注采用柴油汽车泵或地泵，提前两天将泵车或地泵、导管、阀门等泵送设备进场并根据现场实际情况合理进行的布置和安装，备用一定数量的导管及阀门。 泵送设备的选择：根据泵送高度和长度，选择合理的泵送设备，按照以往的施工经验，沈丹
11、客专 95.7m 系杆拱选用泵送压力最大为 18MPa的柴油汽车泵，实际施工时，初始最大泵送压力约 11MPa，正常泵送压力8MPa 至 9MPa 之间。 泵管选用常用直径 125mm 的泵管，水平管需要将其垫平，竖向泵管需要搭设管架并采用 10 号线对其进行简单固定。 2）拌合站 混凝土灌注前，将混凝土进行配比试验，其缓凝效果应当满足施工要求，同时根据灌注情况配备足够数量的混凝土罐车，并留有备用；拌合站的材料满足施工要求。 混凝土灌注时，与现场做好协调和混凝土供应工作。 3）拱肋及导管润滑 混凝土灌注前，用水润滑导管及拱肋，有两种做法，一是从拱肋顶部的排气孔向拱内注水润滑，一是从泵车直接将水
12、泵入拱肋。 3.5.2 混凝土灌注 拱肋混凝土的灌注按照下管、上管、肋板的顺序对称进行。下管、上管及肋板一次灌注成形。混凝土灌注由一人统一指挥，相关人员各司其职，做好混凝土灌注工作。 混凝土灌注至排气管外冒混凝土时，采用单泵灌注至排气管外冒混凝土，关闭阀门同时停止单侧灌注，然后进行另一侧混凝土灌注至排气管外冒混凝土，关闭阀门同时停止灌注，然后进行换管。 混凝土灌注过程中，做好拱肋与梁体的变形监控；在下管、上管及肋板的灌注换管时，尽量减少换管时间。 混凝土灌注完成后，进行养生，在拱肋混凝土强度达到 100%后，方可拆除拱肋支架。 3.6 吊索体系施工 吊索体系由上锚箱、下锚箱、吊杆及其附属工程。
13、 3.6.1 上、下锚箱 上锚箱位于拱肋上，拱肋施工时直接完成，其质量有钢结构加工厂家保证；下锚箱位于梁体内，梁部施工时直接预埋，其施工质量由施工单位决定。 3.6.2 吊杆施工 吊杆及其附属设施有专门的厂家进行加工，然后运至现场进行安装。吊杆安装采用 1 台吊车从上锚箱传入至下锚箱。 吊杆安装完成后，进行张拉，吊杆张拉采用 4 台设备对称进行，张拉设备使用前，进行检校。 吊杆张拉顺序按照设计进行，应当采用跳杆张拉的顺序。 首次吊杆张拉完成后，进行吊杆内力测试，吊杆内力测试由专门的监控单位进行，并对实际内力超过设计内力的吊杆进行重新调整，直至其 满足设计要求，初次吊杆张拉力均应控制与设计的差值
14、在5%以内。吊杆张拉完成后，进行其保护罩的施工。同时可以进行梁部支架拆除。 3.7 桥面系施工 拱肋混凝土养护 60 天后，进行桥面系及线上部分施工。 3.7 吊杆内力重新测试 桥面系及线上部分施工完成后，对吊杆内力重新进行测试，其值应满足与设计差值10%以内，若个别不满足要求，需要重新进行调整。 4.资源配置 4.1 劳动力计划 钢筋班组 25 人、模板班组 15 人、砼班组 15 人，架子班组 10 人，预应力班组 10 人、索具班组 10 人，共 85 人。 4.2 机械设备计划 中型挖掘机 1 台、25t 汽吊车 1 台、履带吊 1 台，张拉设备 4 套。状态均良好。 4.3 材料供应计划 （1）根据施工方案及施工进度制定详尽的年度、季度、月度用料计划，对钢材、水泥、预应力等需求量大及新材料、紧缺材料提前备料。 （2）物资供应站设置材料储备场地和存储仓库，库房设计满足存储要求，以保证在施工期间及特殊情况下的物资供应。
