简支系杆拱施工技术

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 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0.4m，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Φ1000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Φ1000壁厚12㎜，斜撑拱肋管径Φ800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

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1.0~2.0m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-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。

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Ⅰ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；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8℃±5℃。

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，40μm/道），中层为灰支云铁环氧中间漆（2道，30μm/道），面层为旭氟龙氟碳涂料面漆（2道，30μm/道，进口成品漆），面漆的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）。