中跨钢箱拱安装细则

菜园坝长江大桥主桥
中跨钢箱拱安装细则
中铁大桥局集团五公司菜园坝大桥主桥项目部
二OO六年四月
菜园坝长江大桥主桥
中跨钢箱拱安装细则
一、结构介绍
本桥主拱结构为提篮式钢箱拱，跨度320ｍ，矢高约56.44ｍ，主拱肋内倾角为10.67°。

拱肋箱型截面尺寸为2.4ｍ×4.0ｍ。

板厚在24～40㎜之间变化。

两片拱肋通过6道钢箱横撑连为一体。

上下游拱肋沿着桥轴立面内水平线，分为23个节段。

其中包括：起拱段、标准段（分有横撑及无横撑两类）、合拢段。

单肋最重节段为92ｔ。

标准段在桥轴立面内水平线上的投影为16ｍ，与吊索的水平布置对应。

节段内拱轴线由两段直线夹一段弧线组成。

两直线段的交点与吊杆的形心延伸线相交于一点。

它也是弧线段的PI点。

弧线段的起弧半径为50ｍ。

标准节段内设3～5道横隔板。

纵向加劲板肋在吊杆隔板处与其焊接连接，而在普通隔板处则穿过所设的“V”型口不与隔板连接。

节段内双吊杆吊点以钢箱断面竖向中心线为对称线横向布置。

锚垫板通过承压板座在内径为233㎜～285㎜的锚管上。

管与隔板间为半熔透等强焊接。

在节段间主拱箱板的连接为熔透焊接，纵向加劲肋的连接为高强度螺栓栓接。

六个箱型横撑的尺寸分别为1.6ｍ×2.4ｍ，中间撑1.4ｍ×2.0ｍ。

横撑与拱肋间设整体节点，整体节点与横撑间连接为全断面熔透焊接。

加劲肋为高强螺栓栓接。

二、总体施工方案
主桥钢箱拱肋安装采用缆索吊机无支架悬臂安装，根据现场制作、拼装、起吊条件，采取单榀钢箱拱逐节段吊装。

各节段单榀钢箱拱在工厂进行预拼，然后解体，单节段运输到缆索吊机下方，单榀拱肋吊装对接。

从第二节段开始，每段拱肋下端与拱脚或已拼装拱肋连接，上端（悬臂端）采用扣索扣挂于扣索塔架上，并设相应背索。

缆索吊机下塔柱作为扣锚索塔柱，锚索后端锚于P19（或P16）墩顶。

从第二节段开始，每段拱肋单榀安装、扣锚索完成后，增设临时横撑，作横向定位。

三、工艺措施
（一）拱座安装
（1）Y构前悬臂梁9＃节段砼灌注，预埋连接钢筋、连接预应力粗钢筋和拱脚节段支撑劲性骨架；
（2）第二次张拉边、侧跨系杆，边侧跨钢桁梁体系转换完成。

测量前悬臂9＃节段端部，根据监控计算结果，确定拱脚定位座标。

（空
间位置、拱肋内倾角）
（附件：支撑劲性骨架布置图）
（3）在劲性骨架上焊接型钢，形成一个安装平面，便于起拱段的调整。

吊装起拱段与Y构悬臂梁9＃节段端部的顶部骨架连接，根据定位
坐标放样，将钢拱底节与骨架焊连。

（根据监控数据，在适当的
温度下，测量调整起拱段的标高和空间位置。

监控计算数据考虑
钢箱拱在安装过程中的预抬量，确保中间节段的对接。

）（4）复测安装座标无误后，安装四周模板，灌注结合段砼。

（5）砼养护，达到设计强度，对称张拉预应力粗钢筋，孔道压浆后，复测起拱段的空间位置、内倾角等。

即可开始安装后续各节段。

（四个钢混结合段，南北岸同时安装。

）
（二）拱段吊装
（1）拱节段船舶运输到缆索吊机下方。

采用单榀吊装方案，因此装船时要求拱段顺桥向摆放，缆索吊机起吊时不需要转向；
（2）拱段起吊前，在拱段的两端先安装操作平台支架。

采用钢管拼装，用焊接挡板固定。

（另见脚手平台支架布置图）
（3）拱段吊点为四个耳板，布置于拱段两端，与拱段采用高强螺栓连接。

（每个吊点6个直径24的高栓）
（4）缆索吊机起吊扁担采用桁架式扁担，前后桁架扁担之间的间距8米，下接分配梁连接拱段。

在拱段和分配梁之间设置导链，调节
拱段内倾角。

（附件：拱段起吊方案图）
（三）拱段对接（临时连接）
（1）缆索吊机起吊拱段至拼接段的前方，通过导链和缆吊起落，调整对接面，使其对接角度和高度。

（2）利用导链附助，将拱段拉向拼接面，穿长拉杆将拱段对接。

（3）在拱段四周外侧穿临时连接螺栓（临时固结），同时连接箱内加劲板的高栓连接，拧紧高栓（或50％高栓，50％冲钉）。

（4）挂设扣锚索、并张拉到设计吨位的60％（监控单位计算后提供），挂设横向调整缆风后，缆索吊机松钩。

（在节段的前端挂设横向
临时缆风绳，后端锚于前一个节段的横撑根部。

横向临时缆风绳
采用一根直径28毫米的钢丝绳，用15吨导链收紧。

缆索吊机徐
徐松钩。

）
（5）再次张拉扣锚索至100％的设计吨位。

（附件：临时锁定连接结构）
（四）临时横撑
（1）在每对拱段的前端设置临时横撑，将上下游已经安装就位的拱段连接成整体，确保拱段间距和轴线。

（2）临时横撑采用钢管桁架式结构，两端在拱段上设置连接座与桁架横撑连接。

（3）安装时，先用横向临时调节缆风调节单拱位置。

吊装临时横撑到安装位置，一端与拱段连接，另一端设置千斤顶或导链拉耳，通
过千斤顶或导链，调整上下游拱段之间的间距和拱段内倾角度。

调整测量合格后，将横撑与拱段连接，拆除临时横向调节缆风。

（附件：横撑结构设计正在进行）
（五）扣锚梁结构图
（1）节段悬臂拼装过程中，采用扣索锚于缆索吊机塔柱，塔柱后方采用锚索；
（2）扣、锚索的锚点布置，扣索下端锚于钢箱拱顶面。

在钢箱拱肋上焊两个吊耳，再作一个带吊耳的扣索分配梁，通过钢销与拱肋相
连。

扣索上端锚于塔柱顶部，顶部布置分配梁。

锚索上端锚于塔
柱顶部的分配梁上，下端锚于边墩顶面。

（3）扣索、锚索均采用15.24钢绞线，每束7－22根，根据受力大小配置，承受最大荷载为钢绞线极限荷载的0.4。

钢绞线下端为P
型锚头，与锚环连接。

钢绞线上端用7－25束夹片锚环锚固，用
YCW穿心顶张拉。

锚环后面安装限位板，防止夹片松脱。

锚环
前端设置压力环，实时监测锚索索力。

（初步考虑用单索顶张拉）
（附件：扣索下锚梁结构图）
（六）永久横撑安装
永久钢拱撑为箱形钢梁，采用对接焊接，内部劲板采用高栓连接。

（1）临时横撑安装完成后，实测两侧拱段横向位置，标高线形和拱肋内倾角度。

满足设计要求后，即可安装永久横撑。

（2）实测永久横撑上、下之间的距离，包括对接四点的空间位置。

（3）根据实测的间距，对永久钢横撑进行切割（顶板、腹板及内部劲板）对接缝预留8mm。

（4）吊装永久钢横撑就位，先用临时锁定螺栓连接，再焊接内部肋板的切割。

高栓连接后，最后焊接外围的顶板、腹板。

（附件：永久横撑结构图）
（七）轴线、线型控制
（1）拱座安装：拱座安装精度控制是线型拱轴线整体质量的关键，也是能否顺利合拢的关键。

因此，在安装时必须控制其空间位置。

（X、Y、Z三个方向标高位置及拱座本身的内倾转角）
拱座安装时，测量精度直接影响其安装质量，并须考虑温度对结构的影响。

（2）监控计算是线型控制的保证。

准确计量拱段的重量、实测扣、锚索张拉吨位，确保施工与计算值基本吻合。

必要时采取调整索力
的办法调整线型，或缆索吊机于跨中提升的措施调整线型。

（3）拱段安装过程中，轴线质量控制，采用增设临时横向缆风绳调整，临时横撑调整装置调整，上、下游之间的间距和内倾角。

（八）跨中合拢
（1）钢箱拱拱顶S10b节段为合拢段，设计长度6米；（为了确保合拢调整，制作合拢段钢箱拱时，加长40厘米，两端各20厘米。

）
（附件－合拢节段结构图）
（2）从安装S9节段开始观测温度变化对箱拱的影响。

测量项目：
a、在低温、较低温、中温、较高温及高温五个温度状态下，观测已
拼装节段前端的标高变化、长度变化；
b、拼装到S10a、S10c状态下，在上述5个温度状态下，已拼装节
段前端的标高变化、长度变化；
（3）根据上述的观测结果，确定合拢段的下料长度；（选择最佳合拢温度，明确合拢时的长度。

）对合拢段进行配切割，内部加劲板
配切割，现场焊接。

（4）选择一天中温度最低时（此时合拢处缺口最大），起吊合拢段S10b 到合拢处，一端放在S10c节段上的支撑托架上，另一端放在S10a
节段上的支撑托架上。

对位后一端与S10c临时连接，穿上Φ40
螺杆，粗定位，缆索吊机松钩；
（5）同样，起吊另一侧的合拢节段S10b到合拢处，一端放在S10c节段上的支撑托架上，一端放于S10a托架上。

对位后一端与S10c
临时连接，穿上Φ40螺杆，粗定位，缆索吊机松钩；
（6）等待合拢温度，当气温达到要求的温度条件时，复测合拢缝和对接处高差情况。

合格后，对接处外法兰之间填塞钢板，打上冲钉，
拧紧高强螺栓；（临时锁定）
（7）箱内加劲肋处高强度螺栓连接，根据加劲板连接板的实际长度，配切割后与钢箱拱腹板焊接。

（临时锁定后，即可开始焊接加劲
板。

）（临时锁定结构为长拉杆和法兰螺栓连接，与拱段对接临时
连接结构一样。

）
（8）高强度螺栓拧紧后，焊接合拢段两端的合拢缝（四条缝同时焊接）。

（由山桥集团现场焊接）
四、需要讨论的问题
（1）起拱段的测量精度直接影响拱段安装的整体质量，空间座标、内倾角和仰角等。

四个角点同时测量控制，并考虑温度、天气的影
响。

同样，监控计算须准确估算，在安装过程中，Y构悬臂梁、
拱座的变形对拱段安装线型的影响。

（2）由于拱座与Y构前悬臂固结，当出现合拢处高差后，是否可通过调整扣锚索力量，调整高差。

（3）临时横撑仅能调整上下游拱段之间的间距、内倾角等，但调整不了上下游整体偏向一侧。

调整内倾角时，一侧不动，一侧变化
较大，且不合乎要求。

（4）吊点连接、吊耳设计图需要审核，特别是6个高栓是否能满足吊装受力要求。

是否需要焊接。

（5）钢箱拱焊接能不能迟后安装1－2个节段。

临时连接、箱内加劲板连接后，不挂设扣索，能不能先松缆索吊机，悬臂一个节段。

（6）安装时间估计：第一天吊装上游一节，对接、挂设扣锚索、松钩。

第二天吊装下游一节，对接、挂设扣锚索、松钩。

第三天、第四
天吊装临时横撑，调整、对接就位。

（7）扣索、锚索上锚梁与塔架万能杆件连接细节请进一步复核。

（附件：连接照片）。