1、1钢筋混凝土系杆拱桥拱肋安装施工质量控制要点摘要：下承式钢筋混凝土拱桥是一种无推力的拱式组合体系，属于外部静力结构，兼有拱桥的较大跨越能力和简支梁桥对地基适应能力强的特点，由于拱肋体积和质量较大，拱肋的安装质量控制难度较大。本文结合魏庄桥下承式钢筋混凝土系杆拱的施工，分析了系杆拱桥的拱肋安装施工质量控制要点。 关键词：系杆拱桥；拱肋安装质量控制 中图分类号：U448 文献标识码：A 文章编号： 一、工程概况 魏庄桥位于徐州市北郊，主要跨越顺堤河。该桥上部结构组合为820 米（空心板梁）+80 米（系杆拱）+620 米（空心板梁） ，其中主跨位于 8 号墩-9 号墩之间。 主桥上部结构设计为 8
2、0 米单跨下承式预应力混凝土系杆拱，为刚性系杆刚性拱肋柔性吊杆，系杆计算跨径 L=78.2 米，拱轴线为二次抛物线，矢跨比为 1/5，矢高为 15.64 米，拱肋采用工字型截面，拱肋高 1.4 米，宽 1.2 米；系杆采用等截面箱梁，系杆高 1.6 米，宽 1.2 米；每片拱肋设间距 5.5 米的吊杆 13 根；设置四道一字型风撑，采用工字型截面；端横梁高度为 1.45 米-1.51 米，中横梁高度为 1.10 米-1.16 米，桥面横坡通过横梁高度的变化调整；桥面板采用钢筋混凝土连续板。 根据设计图纸的要求和现场施工场地的情况，在施工桥梁的附近设2置预制场，每片拱肋采用整体放样、整体立模，分
3、中一段两段、中二段（合拢段）一段共三段平卧预制，用大型汽车式起重机安装。 二、拱肋支架的搭设 每片拱肋分三段按顺序先安装两个中一段，再安装中二段，拱肋的两个中一段分别与两端的端块件联接，中二段与两个中一段联接。每片拱肋搭设 4 个支架，其中：中一段与端块件联接部位每侧设 1 个，共 2个；中一段与中二段联接部位每侧设 1 个，共 2 个。 每个拱肋支架采用 4 根 Q235 钢管（直径 300mm，壁厚 8mm）焊接桁架，顶部采用 56a 型工字钢作为横梁支撑，在横梁上做拱肋安装固定卡槽，对拱肋进行临时固定。在每个支架上安装 4 到缆绳，缆绳的另一端固定在系杆平台上，以保证拱肋支架的稳定。支架
4、直接搭设在系杆顶面，为保证系杆顶面混凝土的承压，支架钢管底面焊接400mm400mm、厚度 10mm 的钢板以增大受力面积。 三、拱肋荷载的计算及起重设备的选择 拱肋每个中一段长 23.409 米，重 60.86 吨，拱肋每个中二段长19.119 米，重 49.71 吨。 采用 2 台 120 吨汽车式起重机相互配合安装拱肋，起重机在安装最重的中一段拱肋时，每台起重机的安装重量为 60.86/2=30.43t，回转半径为 16 米，两支腿全部伸出，前支腿距起重物作用线水平距离 3 米，起重机自重 70 吨，重力作用线距前支腿水平距离 5 米。 安装时倾覆力矩：M=3m30.43t=91.29m
5、t 抗倾覆力矩：m=5m70t=350 mt 3安全系数：r=m/M=350/91.29=3.8，抗倾覆能力满足要求。 四、拱肋安装 本工程拱肋预制采用水泥混凝土做基础、浆砌砖水泥浆抹面做底模，施工时在拱肋吊点位置预留 100mm100mm 方形起吊孔，以便穿入钢丝绳平行起吊。拱肋中一段、中二段设置 4 个起吊点，左边外侧起吊点距左边端头 0.17L，内侧起吊点距左边端头 0.37L，L 分别为拱肋中一段、中二段轴线水平投影长度，右边 2 个吊点分别关于中一段、中二段拱肋中心线对称分布；预制拱肋时，在起吊点位置预埋吊环钢筋，采用 2 根直径 40mm 钢筋并排焊接，并与拱肋钢筋绑扎成一个整体。
6、 拱肋预制时水平放置，安装时需竖直放置，安装前必须将拱肋翻身，即由水平摆放翻转为竖直放置。待混凝土强度达到设计值的 100%，钢丝绳捆绑拱肋向上水平吊起，待底模完全脱离、接茬钢筋相互分离后，把拱肋平移出预制台座，水平放置在一临时支架上，在 4 个吊环上捆绑钢丝绳，起重机同时吊起 4 个吊环上的钢丝绳，使拱肋慢慢翻转为竖直放置。 为保证安装前拱肋的结构尺寸准确和拱肋混凝土的外观质量，平移时钢丝绳与拱肋混凝土面接触部位用土工布和 L 型钢板保护，防止钢丝绳破坏混凝土；对拱肋进行修整；对湿接缝处的钢筋进行调整，混凝土接茬面凿毛并清洗干净。 拱肋安装顺序为：小里程桩号中一段、大桩里程号中一段、中二段。
7、根据施工现场的具体情况，起重机在左、右幅两片拱肋之间搭设的4施工平台上作业。起重机吊起拱肋，对准安装位置，慢慢放下吊钩，当拱肋即将到达支点高度时，精确调整拱肋位置，准确就位。拱肋就位后，支架在承受荷载后产生挠度导致高程误差，此时检查拱肋就位后的标高，用千斤顶调整到设计高程后垫稳并固定。当一片拱肋的三段全部就位后，调整拱轴线，同时检查高程、顺直度和垂直度，如果平面位置产生误差，用起重机进行调整，如果高程产生误差则用千斤顶调整。检查拱肋线性符合要求后，即可连接拱肋接头钢筋、浇筑湿接头混凝土，在左、右两片拱肋合拢成拱后，安装风撑、架设吊杆、张拉钢绞线、安装中横梁及桥面板等。 五、拱肋线形控制 拱肋在
8、安装过程中，为保证拱肋合拢后的线形符合设计要求，施工时从拱肋各主要控制点高程和纵、横向平面位置来进行控制，用全站仪控制拱肋就位的纵、横向位置，用水准仪控制高程位置。 1、高程控制 为保证拱肋安装后高程误差降至最小，并方便施工过程中的测量，高程控制点设在拱肋上，位置在湿接缝中心线与拱肋轴线相交点两侧各80cm 处（即顺主桥方向，距相交点水平方向前、后各 80cm 处） 。 测量拱肋安装后的高程时，应考虑以下影响因素： （1） 、拱肋支架变形对高程的影响。由于拱肋支架为钢结构构件，在拱肋安装过程中必然产生弹性和塑性变形。为消除塑性变形和测出弹性变形，采用实体等载预压，即拱肋安装在支架上时，起重机的
9、钢丝绳处于松弛状态但不松开，使支架等载受力，一般加载时间为 2 小时。测5量支架加载前顶面标高 H1，卸载后顶面标高 H2，得出弹性变形 H=H1-H2，同时也消除了支架的塑性变形。 （2） 、拱肋工后沉降的预拱度。考虑到工后沉降对拱肋高程的影响，参照同类工程的工后沉降结果和监控单位的建议，支架处拱肋预留 20mm的预拱度。 因此，拱肋控制点高程=设计高程+支架弹性变形量+支架处拱肋预留的预拱度。 2、平面控制 为精确控制拱肋安装的平面位置，在魏庄桥两侧的河岸上专门布设了强制对中的观测墩，以桥梁中心线大里程桩号方向为 X 轴正向，垂直桥梁中心线的线路右侧方向为 Y 轴正向，坐标原点设在主跨系杆
10、拱纵横向中心处，以提高主跨各施工放样点的精度。 拱肋安装纵向（即顺桥向）定位采用在拱肋上定点，并投影到系杆顶面，全站仪在两系杆间相互对点进行控制。拱肋在预制场施工完成后，用全站仪在湿接缝中心线与拱肋轴线相交点两侧各 1.2 米处（顺主桥方向水平位移，即 X 轴方向）预设控制点，并在系杆顶面设定此点的投影（即假定拱肋安装完成后，拱肋设定控制点在系杆顶面的投影） 。拱肋安装时，反复调整拱肋的位置，直至拱肋顶面预设控制点、系杆顶面假定投影点、全站仪站点三点重合，即拱肋在纵向（即顺桥向）达到设计平面位置。 拱肋的轴线定位通过测量轴线控制点进行控制。在预制场按照 1 米的点距在拱肋顶面测定拱轴线控制点，
11、并在控制点用墨线弹出“十”字6型标记。在每个拱肋端块件顶面也按照 1 米的点距测定拱轴线控制点，并同样方法做好标记。安装拱肋时，在拱肋端块件轴线的尾部位置架设全站仪，将仪器视线方向对准拱肋轴线方向，反复调整拱肋位置，使拱肋顶面的测点与仪器视线重合。安装拱肋合拢段（即中二段）时，全站仪不能看到中二段顶面的测点，采用在测点上吊垂球来调整拱肋的位置，使垂球线与仪器视线重合。当仪器视线与拱肋轴线控制点重合时，即拱肋的轴线符合设计要求。 拱肋在安装过程中，拱肋的高程控制和纵向、拱轴线的平面控制应同时进行，反复调整拱肋的位置知道符合设计要求。 六、结束语 根据以上方案对拱肋安装进行全过程控制，本桥施工结束后实测，拱肋轴线最大横向偏位 6mm，垂直度最大偏差 5mm，高程最大偏差 8mm，均符合公路工程质量检验评定标准 （TJG F80/1-2004）及设计要求，达到了预期的目标。 参考文献 1、周水兴，何兆益，邹毅松路桥施工计算手册 2、公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000） 3、公路工程质量检验评定标准（TJG F80/1-2004）
