钢管混凝土拱桥拱肋安装工艺

钢管混凝土拱桥拱肋安装工艺

摘要：根据桥梁拱肋实际安装情况，对拱肋岸上段、水上段安装分别进行详细介绍，主要分析吊装中存在难点、重点、疑点，提出响应的施工保证措施，并在文中对提出注意事项，该施工保证拱肋安装的安全与精确性，供类似工程参考。

关键词：钢管混凝土拱桥拱肋安装

1 概述

现在我国处于交通基础设施建设的高潮，钢管混凝土拱桥以钢管与砼共同作用，增强了抗荷能力，横截面尺寸响应减小，从而减轻了上部构造的自身重量、减小基础应力，达到节省材料、增大跨度的作用，其桥型将不断的发展与应用。拱桥拱肋安装是钢管混凝土拱桥施工中最为复杂、风险最高的过程，该施工过程关系到整个桥梁的施工成败。以主桥为下承式钢管混凝土系杆拱桥为例，主桥计算跨径115m，矢跨比为1/4.8，拱肋采用哑铃型钢管混凝土，截面高3.0m，每个钢管外径1.3m。

2拱桥拱肋安装工艺

2.1岸上拱肋按装

陆上段拱肋可在岸上先行安装就位，减少跨中过河段的重量，降低吊装难度。岸上拱肋在拱脚浇筑之后拼接，在拱脚混凝土浇筑后，开始安装岸上拱肋。

2.1.1支架搭设

岸上拱肋段长度分别为22/30m，为在拱肋安装后不发生偏移，设两个支撑墩。在支撑点支撑墩采用4根φ60钢管作为支撑立柱，基础为4×4×0.8m的扩大基础。

钢管顶端放置拱肋的支撑钢板，支撑钢板采用2cm钢板焊制而成。现场放样调整支撑钢板位置及接触点的高程，确保支撑点位置与拱肋钢管相吻合。

2.1.2底模施工

系杆支架搭设完毕后，在纵向贝雷上搁置10#槽钢，调整好底模标高，在工字钢上放置三排双拼10#槽钢，纵梁上每30cm放置10×10×1.5m方木，上铺宽0.3m，厚5cm木板，木板间距20cm，再在其上铺设1.5cm竹胶板作面板。

2.1.3系杆劲性骨架施工

底模施工完毕后，即可进行劲性骨架的拼装。

2.1.4拱肋吊装

在支架准备就绪后，采用2台25T汽车吊配合起吊，将拱肋钢管安装就位。就位后对其高程、轴线进行复核，并调整，最后将其固定。

2.2水上段拱肋安装

2.2.1拱肋及劲性骨架的现场拼装

水上段拱肋钢管总重97.7吨，结合场地勘察，拼装场地占用宽度为10m，在拱肋拼装现场预浇筑混凝土基础。

考虑到水平拼接占用场地较大，因此现场拼装采用钢管支架立拼，支架设4个支撑点，每个支撑点设6根钢管柱，两片拱肋拼装时可公用中间一排钢管桩，同时增加了支架系统的整体稳定性。拱肋的托架的位置为拱肋的相对三维坐标，搭设前根据现场条件确定。拱肋拼装采用吊车分段吊装，安装顺序由西向东进行。拱肋拼装焊接好后，连接吊杆外套钢管、系杆骨架、钢筋、模板。

2.2.2拱肋的吊装

拱肋的吊装是重点和难点。航道内不能设墩，且不能长时间占用航道或断航情况，本桥采取的拱肋中跨方案为：2台浮吊直接吊装方案，具体如下：

1）准备工作

机具选择：150T浮吊2艘，工作艇2艘，配备相应的钢丝绳、手拉葫芦等起重机具，以及对讲机、手提喇叭等通讯设备。

2）安装组织

当安装设备准备完毕后，成立安装领导小组，并召集有关人员做好技术交底和思想动员工作，对安装方案中每个细节的施工方法认真落实，做到统一认识，以使安装工作能顺利完成。主要分起吊落位组、浮吊组、测量观测组、电焊组、机电维修组、安全保卫组、后勤供应组（包括材料供应）、监控组八个组，各司其职，保证安装的质量与安全。

3）施工注意事项

（1）根据拱肋的线形、预拱度设置拱肋托架的相对三维坐标，搭设前进行精确调整。用全站仪测出安装段拱肋两端管口顶的坐标，用垂线、直尺测出管口上下水平、垂直距离（a、h），对已安装的钢管和拱脚预埋段钢管拱肋位置进行复测，并与安装段拱肋进行对比，对存在的差异进行修整。

（2）锚碇是缆风的锚固端，采用立式锚碇。立龙柱以I20槽钢制作，挖坑

埋入坑中，坑宽1.5m，深2m，上、下挡木用10×10cm方木列在地龙柱两侧，并紧贴原状土壁，坑内用优质粘状土填夯实。立式地龙柱略向后仰。锚碇沿河岸每侧设置6个。

（3）拱架水平推力抵消措施：经计算，在水上段就位后，拱脚间将产生约260T水平推力，在主墩墩顶与拱脚之间设计止推牛腿可承受约645T的水平推力。4根Φ42合金连接系杆，按每根105T（合计420吨），作为临时抵抗水平推力。

在水上段管口支撑位置，用三块2cm三角形钢板焊接在拱肋下钢管上，在三角形钢板下端水平焊接一块2cm厚长方形钢板，作为支撑点。三角形钢板间间距为45cm，三角形钢板与水平钢板、拱肋钢管均采用双面焊接。

(4)吊点布置：采用两台150T浮吊抬吊，吊点布置在荷载较为均匀处，荷载跨径分别为：19+25+19m。吊点位置的拱肋，用钢板在拱肋上予以焊接限位，以免起吊过程中钢丝绳滑动，影响浮吊的作业安全。

（5）吊装：将支立于拼装支架上的拱肋两端用钢丝绳捆绑，悬挂于浮吊挂钩上。钢丝绳栓好后，浮吊垂直于河岸线，然后同步缓慢起吊，起吊过程中保持浮吊的基本均匀一致性，两吊点高差保持一致，系杆劲性骨架保持水平，做到统一号令，起降有序。浮吊起吊至拱片离开拱脚支墩和中间支点5㎝后，停止浮吊，同时两端用麻绳拉好防止起吊时晃动与另一片拱肋碰撞，全面检查，观察变形，测量劲性骨架预拱度是否与设计一样，一切无误拱肋稳定后，浮吊继续提升，提至合适位置时开始移位，指挥人员为专业指挥，并持证上岗。起吊过程中，有专人察看吊点处钢丝绳的松紧情况，一旦发现钢丝绳受力不均匀，或者存在滑移隐患，立即暂停起吊，并重新生好钢丝绳。

拱肋起吊后，浮吊钢丝绳缓缓提升，然后浮吊依靠钢丝绳向后退至河中间，将前锚左侧钢丝绳生到对岸，依靠钢丝绳牵引缓慢转身，使浮吊慢慢平面旋转转至90度，使其正面朝向桥位方向，解开前锚和后锚，再启动移位装置，浮吊朝着桥位安装位置方向缓慢移动。在桥位处稳住浮吊落拱就位，在拱肋靠近拱脚支点上方约50cm时，待浮吊稳定后，将拱肋缓慢下放，浮吊部分卸载。

在即将就位时，根据特征点位置，微调拱肋位置，使得拱肋特征点与支撑钢板支撑位置重合。水上段拱肋在落架过程中，将对已装的9#墩拱脚、陆上段产生水平推力，虽然已经在两拱脚与墩顶结合部位进行止推设置，但为增强安装的安全稳定性，计划在落架过程中，采用M42材质为Cr40拉杆对拉系杆劲性骨架，以抵抗吊装时产生的水平推力。

拉杆的锚固钢板设置如下：用2块2cm厚16×16cm钢板中间开一φ4.6cm圆孔，焊接在对接系杆的端头向内25cm处。2块钢板间纵向间距23cm，中间以2cm钢板焊作衬板支撑。拱肋就位前，将Φ42拉杆穿入孔内，用2cm中心开孔的钢板作为垫板，两端上紧螺母。

拱肋就位后，放下缆风钢丝绳，用工作艇牵引朝四个方向拉去，分别与地龙