下承式钢筋混凝土系杆拱桥安装技术方案

下承式钢筋混凝土系杆拱桥安装技术方案

摘要：本文根据下承式钢筋混凝土系杆拱桥施工的实际情况，对该桥的安装方案进行了详细的说明，对同类型桥梁的安装具有重要的参考价值。

关键词：系杆拱桥安装方案

一、工程概况

某桥位于我市县级道路上，是我市滞洪区内的重要撤退桥梁。原桥年久失修，已成危桥，本次对其进行拆除重建（老桥暂不拆除，待新桥安装完毕通车后再拆除）。

该桥主桥上部结构为下承式钢筋混凝土系杆拱，拱肋为混凝土结构，跨度为75米，水面至拱顶高度24米，水面至桥面高度为8米，拱肋净距为9米，主桥上部系杆2根、端横梁2根、中横梁12根、风撑5道、吊杆单侧12道、拱肋2道。下部结构采用方形实体桥墩，肋板式桥台，钻孔灌注桩基础。

二、系杆、拱肋施工工艺

本工程系杆共计2根，采用箱形截面,单根长75m，宽1.2m，高1.8m(拱脚处加高至2.65m)，空心矩形壁厚为22cm，在吊杆位置1.0m范围及根部6.15m范围内加强为实心矩形。拱肋为等截面的工字形截面钢筋混凝土构件，高1.6m，宽1.2m，拱脚处为实心矩形截面。

原系杆施工图按支架现浇法设计，根据现场的施工条件及通航的要求，现更改采用现场分段预制法。系杆两端18.35m、中部26m采用现场预制法，待系杆预制混凝土达到强度后采用浮吊进行安装。分段预制长度方案得到设计认可，并把预制系杆主筋配筋进行了加大，以确保该段系杆吊装过程安全而不出现裂缝。

拱肋整体放样分段预制，共10片。湿接头长度为60cm，湿接头钢筋焊接采用绑焊，混凝土浇制采用同强度微膨胀混凝土浇制。

三、吊装工艺

吊装采用浮吊（起吊重量为150T）进行安装，安装前先协调航道有关部门，实施断航。系杆先吊装北侧预制段，再吊装南侧预制段。拱肋采用钢管桩基础，搭设贝雷梁支架，用浮吊分段安装的工艺，先上游后下游，先两端后中间合龙。

1、支架搭设

系杆的安装支架设计，两端充分利用承台，水中部分在拱肋湿接头的正下方分别采用钢管群桩，桩顶用纵向、横向I32工字钢联系组成支墩，其上安装架设贝雷梁。

拱肋安装在对应湿接下部施打钢管群桩作为支墩，每组6根钢管桩用I32工字钢联系。12组支墩之间采用贝雷片横向、纵向连接各组支墩，形成一个整体框架，落架设备采用砂筒。在贝雷梁上精确放出满堂支架平面位置，支架高度和高程按拱肋的下翼缘坐标准确放出，并按设计要求预加预拱度。支架搭设完毕后，在贝雷梁顶上放出系杆中心线，同时在系杆顶面放出拱肋中心线，以便检查拱肋安装质量。拱肋支架采用满堂式支撑体系。如下图所示：

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下部支架采用Ф50mm钢管桩拼组而成，水中部分6根一组，间距1.8m，两端桩顶高程26.045m，向中间起拱，拱度同系杆起拱值一致。贝雷片采用4榀，规格1.5×3m，横向间距0.8m，

上部支架工作高度13.3m，宽1.8m，采用Ф50mm钢管拼组而成，沿桥轴线方向钢管间距为100cm，横向为40cm+30cm+30cm+30cm+50cm，竖向间距为80cm，支架脚手杆底部分别坐落于系梁支架、老桥上。考虑主拱支架矢高较大，宽度较窄，如遇大风易晃动，故在支架每边各设两道缆风，以增加支架的整体稳定性。缆风位置设在距系梁顶6.15m处。钢管桩、工字钢、贝雷梁均按结构荷载计算结果确定其截面尺寸。

2、系杆及拱肋安装

支架预压、浮船锚定后，采用两点吊捆绑吊装，吊点位置设在0.25L 处，为确保构件起吊后，其轴线在同一竖直平面内，吊点位置保持位于顶面正中（设计状态）。为防止节段安放时下滑，在支架上设置防滑构件。

系杆吊装顺序：左中→右中→右上→左下→右下→左上；系杆就位后，安装4#、9#中横梁，现浇湿接头，待横梁达到设计规定的强度后，用YCW-150 型千斤顶双向张拉中横梁预应力束。

拱肋吊装顺序：下右C→上右C→上左C→下左C→下左B→上右B→下右B→上左B→上中A→下中A。节段就位后，先临时固结，检查轴线偏位、下底面标高和吊杆位置，焊接湿接缝钢筋，浇注湿接缝。施工时注意绑扎好波纹管接头，焊好预埋筋与横梁主筋接头，并将横梁与系杆的结合面凿毛冲洗，为防止横梁与系杆混凝土结合处产生收缩裂缝，在混凝土中加入具有微膨胀功能的JM—Ⅲ型外加剂。待湿接头混凝土强度达到设计值时，接着对称张拉系杆预应力束。同时，吊装前将风撑位置线标注出来。

3、安装吊杆钢管及风撑

吊杆钢管在吊装系杆和拱肋前先安装，最后调整其中心位置、垂直度等，风撑安装时搭设工作平台，工作平台固定在拱肋上，将风撑就位后，调整其与拱肋上标注的位置线对准，然后焊接。

4、穿吊杆钢丝，吊杆初张拉

（1）、吊杆高强钢丝下料编束、冷镦穿束。

①钢丝下料编束，冷镦穿束。

用调直机一次完成开盘、调直及下料工作，下料在一定的拉力下进行，钢丝束下料用砂轮切割机割，在同束钢丝中，下料长度相对差值严格控制在±2mm 以内。

②穿束冷镦

首先采用LD20k 型液压冷镦机进行冷镦，镦头应圆整不歪斜，并取镦头总数的3%作抗拉试验，试镦合格后正式镦头，镦头油压取镦头器的额定油压，为保证镦头不歪斜，被镦的钢丝端面应与母材垂直，镦头的偏心度不超过1mm。

将张拉端钢丝冷镦后逐根穿入锚具孔内，将编束的钢丝束由吊杆上端连同锚环（卸去锚圈）往下拉80cm 左右，然后在系杆下端完成固定端镦头，再将钢束往回拉，拧好锚圈。

（2）、吊杆初张拉：

吊杆张拉是成桥最关键的工序，吊杆张拉必须严格按设计规定的张拉力和规定顺序，用2台YCW—250 型千斤顶（配工具拉杆及撑脚）张拉两片拱肋吊杆对应钢束。每根吊杆张拉都遵循以下程序：

0—→初应力—→100%σi1（持荷载2min）—→（锚固）

σi1为每根吊杆第一次张拉控制应力，按设计要求取定，张拉以双控制，并注意做好张拉记录。

5、张拉中横梁

按顺序张拉吊杆第一批预应力后，拆除临时支架，拱肋落架，形成裸拱结构，钢筋混凝土组合构件形成并参加受力，落架设备采用砂筒。安装其余中横梁，并张拉中横梁第一批预应力，张拉顺序由支点向跨中进行。在横梁对应位置刷一层C40 水泥砂浆，安装行车道板后，张拉全部中横梁第二批预应力钢束N2、N3，压浆封锚。

6、吊杆第二次张拉

用YCW—250 型千斤顶进行吊杆第二批预应力束张拉，张拉钢束及张拉顺序按设计要求，具体程序同第一批钢束张拉。

至此，桥梁主跨的安装工作全部完成。

四、吊装中几个主要问题

（1）、支架搭设尽量采用钢贝雷，以消除支架点节非弹性变形。

（2）、择优质锚具并进行严格检测，校好千斤顶和油泵。混凝土达到规定强度后，方可进行张拉，张拉时严格控制好张拉力，并以伸长值作校核。施工中注意观测构件上拱值和压缩值，并与理论值作比较。

（3）、施工中必须保持对称施工，严禁单侧加载。

（4）、系杆和横梁施工由两端向跨中对称进行，以保证支架变形保持均匀和最小。