蕴藻浜大桥下承式斜靠钢箱拱肋施工技术

蕴藻浜大桥下承式斜靠钢箱拱肋施工技术
王守立
【摘要】大型桥梁在城市内河重要航道上的施工,首先要满足安全通航的常态要求.在蕴藻浜大桥的施工中,通过方案优化设计,采取先梁后拱和先拱后梁相结合的施工方法,在满足通航要求的前提下,最大程度的减少了深水工作量,缩短了水上施工周期,整个过程安全、可靠、精确,同时有效地降低了施工成本.
【期刊名称】《国防交通工程与技术》
【年(卷),期】2017(015)001
【总页数】4页(P57-60)
【关键词】内河航道;大跨度;系杆拱肋;斜靠拱
【作者】王守立
【作者单位】中铁十八局集团第五工程有限公司,天津300450
【正文语种】中文
【中图分类】U448.225
康宁路道路新改建工程道路等级为城市主干道，设计行车速度为60 km/h，路宽52.3 m。

蕰藻浜大桥全长831 m，包括主桥、引桥。

桥跨布置为：
(2×30+3×30+26.5+32+27.5+2×30+2×30)m预应力混凝土连续箱梁+30 m预应力混凝土简支箱梁过渡孔+145 m斜靠钢箱系杆拱+30 m预应力混凝土简支箱梁过渡孔+(2×30+3×30+2×30+2×30)m预应力混凝土连续箱梁。

主桥跨径145 m横跨蕴藻浜(图1)，水面宽度约90 m，全线航运等级为Ⅲ级，双向通航，是上
海市重要的内河航道[1]。

2.1 拱肋设计
康宁路蕰藻浜大桥共设置4片拱肋，2个主拱和2个斜拱，拱轴线采用二次抛物线。

主拱设置在竖直平面内，矢高24 m；斜拱设置在斜平面内，倾角71°，斜平面内矢高25.6 m。

主斜拱均采用全焊钢箱矩形断面。

拱肋宽1.6 m，高2.4 m，截面尺寸沿桥纵向不变。

主拱肋和斜拱肋间共设置9道箱形“一”字型横撑，箱形横撑高、宽均为1.2 m，横撑与钢箱拱肋间采用焊接连接。

2.2 主梁设计
桥面为钢-砼叠合梁，总体结构为下承式斜靠钢箱系杆拱桥。

桥面系结构包括主系梁、边系梁、横梁、小纵梁和桥面板，各构件相互焊接或以焊钉连接，最终形成稳定的框架受力体系。

主系梁和边系梁，分别与主拱圈和边拱圈对应(图2)。

主桥的原设计方案采用先拱后梁有支架法施工。

沿纵向设4组临时墩，2个端横梁临时墩，2个河中临时墩，即拱肋划分为3段，近拱座长度42 m两段和中间46 m一段。

中间通航孔有效净宽40 m。

主副拱肋均在临时墩上拼装合龙，最大重量约120 t。

该方案存在通航孔宽度达不到航管部门要求、深水作业和水上作业量大的明显不足。

充分考虑支撑体系的刚度、强度、安全稳定等满足各施工阶段的要求，最大限度地减少对航运、防洪的不利影响，并确保因航运、洪水水流等各种不利因素作用下支撑体系的安全，对原方案进行优化。

3.1 分段优化
(1)为保证桥位施工期间的通航，减少高空作业难度强度，加快吊装速度，更有效控制现场安装精度，主副钢箱拱肋、桥面钢梁将合理分段在工厂内完成。

(2)优化吊装总体方案，主拱肋、副拱肋分别分为3个节段，调整主拱肋、副拱肋
中间段为长度71 m的大节段，两端的边节段分别为29.5 m。

(3)桥面钢梁划分为13个节段。

其中10个12 m长钢梁标准节段，2个9.0 m长
端横梁节段，1个10 m长的钢梁合拢节段；钢梁标准节段整体吊装。

3.2 施工方法优化
根据工程结构特点和现场工况条件，在桥位河道的两侧，分别搭设钢管型钢组合支架，分别进行近岸段和水上段的结构安装。

主桥钢箱梁结构段和主副拱肋结构段现场总体拼装，采用1台350 t浮吊为主起
重机，150 t履带吊和200 t汽车吊各一台配合，在近岸段和水上段分别采取先梁后拱有支架安装和先拱后梁无支架安装的施工方法。

(1)近岸段的梁段和拱肋采取先梁后拱有支架的施工方法，依次起吊安装梁段和主
副拱肋。

(2)中间航道水上部分的梁段和拱肋采取先拱后梁无支架的施工方法，除去防撞柱
和富余空间，确保有大于60 m的通航孔水域。

(1)在近岸河道中既定位置打入支墩钢管桩、防撞桩，并搭设支墩支承平台和临时
支墩立柱及贝雷桁架导梁。

北岸设计如图3所示，南岸略。

(2)用浮吊先吊装就位端梁的主拱脚段、副拱脚段至永久支座上，然后安装就位主
拱间端横梁散件和主副拱间散件，如图4所示。

(3)两侧近岸段拱脚、桥面梁结构吊装完成后，进行拱肋支架的搭设。

如图5所示。

(4)对拱肋支架、拱肋格构支架的精度进行复核后，利用浮吊和汽车吊相结合的方法,吊装主副拱肋Ⅰ节段。

先由浮吊将Ⅰ节段拱肋吊至桥面,后用200 t汽车吊配合
吊运和连接,最后就位于拱脚段和临时支墩的拱肋支架上。

主拱Ⅰ节段重87.8 t，
副拱重60 t。

350 t浮吊工况为：臂长60 m，起重角度55°，起吊高度46 m，水平送距27 m。

如图6所示。

(5)安装71 m合龙段拱肋，并布置风缆。

吊装前，必须先安装该段拱肋的临时水
平拉索，并有一定的张拉力。

然后吊装中间71 m主副拱肋节段，和两侧Ⅰ节段合龙，通过定位千斤顶微调，精确就位然后焊接。

主拱肋最大重量为210 t，350 t
浮吊单机吊装工况为：吊臂长70 m，起重角度70°，起吊高度62 m、工作半径
16 m。

如图7所示[2]。

(6)主副拱肋安装、焊接成型结束，并张拉桥面纵向水平拉索后，拆除主副拱肋支架，悬挂箱梁骨架吊索，然后吊装中间部分的钢箱梁分段。

吊装时，采用两台
120 t浮吊，停置在桥面钢梁的外侧，同时抬吊安装完成钢箱梁各分段，穿拉吊索。

如图8所示。

(7)安装全部吊索和水平拉索，张拉调整拉索索力；调整桥面吊索和水平拉索索力
以及桥面线形；桥面各梁段环缝焊接成型。

为确保主桥段梁拱结构的精确就位和安全，必须采取一系列的技术控制措施：(1)支架设计与分析计算。

包括钢管桩基础、临时支墩、贝雷排架、防撞管柱以及
拱肋格构支架，必须进行精确的设计和准确的受力分析计算。

(2)拱肋吊装分析。

根据吊点设计位置，对拱肋吊装工况进行分析。

主拱S2吊装状态下，经计算包络应力为-16.20～16.12 MPa，端部悬臂有最大竖向变位-71 mm，跨中最大竖向变位-10.2 mm，端部最大纵向变位17 mm。

合龙时根据具体时间
和测量数据，精确修裁端部的切割余量，保证合龙的精确度。

(3)中段拱肋合龙变形控制。

安装71 m合龙段拱肋时，吊装前必须安装临时水平
拉索，并计算拉力。

经计算可知主副拱肋简支水平拉力分别为2 600 kN和1 800 kN，采用∅15.24 mm钢绞线为临时拉索，取0.75系数的标准应力，每根拉力为190 kN，主副拱肋分别采用14根和10根钢绞线即可满足要求。

因为是临时拉索，锚具为单孔扁锚，固定在锚垫板上。

锚垫板为1 000 mm×140 mm×50 mm，4
块后加劲肋板为800 mm×140 mm×20 mm。

(4)监测控制。

充分理解桥梁设计的空间内力的工况状态，在施工过程中，通过对
张拉的控制，在成桥时尽量达到设计的主拱及系梁的内力和线形状态。

在主桥的安装过程中，桥拱圈的刚度小，受环境因素特别是风的影响大，将影响整个主桥的安装精度及安全，因此，在施工过程中，尤其在拱圈安装过程中，对结构的形状进行跟踪观测控制是现场监控工作的重点[3]。

对于跨越重要航道的大跨度桥梁的施工过程，客观上必须满足安全通航的常态要求。

在本桥的施工中，经过对安装方案的优化，两端的边节段采用陆上支架先梁后拱的施工方案，中间段采用先拱后梁的施工方案，在最大程度上满足通航要求的同时，大大减少了深水作业工作量，缩短了水上施工周期，有效降低了施工成本，整个施工过程安全、可靠、精确。

为在内河航道上大型桥梁的施工中，统筹航道要求、技术可行、安全经济等各要素，顺利完成设计与施工的有机结合，提供实践经验参考。

[1]上海市政工程设计研究总院.康宁路道路新改建工程施工图[Z].上海：上海市政
工程设计研究总院，2010
[2]张国云,张益多,鲍丽丽.京沪高铁跨锡澄运河系杆拱桥拱肋施工技术[J].施工技术,2012(05)：35-37
[3]柳明佳.斜靠式系杆拱桥拱肋安装技术[J]. 铁道建筑技术，2011(12)：20-23。