试议架设三门峡市209国道涧河桥钢管拱架设施工技术

【摘要】：河南省三门峡市209国道涧河桥为11-20m预应力砼空心板桥，桥面宽31m，拟在该桥外侧增加1-208m提篮式钢管拱，拱高4

7.5m。本文对三门峡市209国道涧河桥钢管拱架设施工进行探讨。

【关键字】：钢管拱架设施工技术 支架拼装

一、工程概况

三门峡市209国道涧河桥原桥为11-20m预应力空心板（小箱梁）桥，桥全长208米，桥梁全宽31m,下部为肋板式台，双柱式墩，钻孔灌注桩基础。装饰方案拟在该桥外侧增加1-208m提篮式钢管拱，同时更换桥面人行道及栏杆，以增加景观效果。

二、临时支墩的搭设

根据临时支墩设计位置，对表层填土进行清表并根据实际情况进行换填，浇筑 80cm厚的C25混凝土基础，基础宽度为万能杆件立柱边框向外侧各加宽50cm。临时支墩共分四种形式，除1#支墩在桥面上为独柱墩，其余支墩均为门式支墩。施工时，利用全站仪准确放样出临时支墩安装位置，清表换填后立模浇注C25砼底座，并预埋临时支墩底座预埋件。临时支墩采用万能杆件进行拼装，万能杆件采用双拼，拼装高度20m以下时，直接用25t汽车吊起吊拼装。为加快施工进度，先在项目部旁卧拼万能杆件与贝雷梁支架，然后用板车运到施工现场进行安装。贝雷梁拼装时，一次拼装成型，用板车运至现场，先吊装在桥面搭设的临时万能杆件支撑架上，最后用200t汽车吊抬吊至临时支墩顶安装固定。临时支墩在整个安装过程中应保证结构稳定，防止变形。临时支墩拼装完成，在临时支墩顶顺桥方向纵向设置2道缆风绳，防止支架在钢管拱安装过程中失稳，在支架立柱侧面设置人员上下爬梯。

1、1#支架拼装

使用全站仪准确放样出1#支墩的准确位置，混凝土底座中心位于距桥台线位置26500mm，横向距桥梁中心线13000mm。浇筑混凝土底座并在浇筑时预埋临时支墩底座预埋件，混凝土底座长×宽×高为7m×5m×0.5m，其中横桥向宽度为5m。底座混凝土强度达到设计要求时进行万能杆件的拼装，万能杆件拼装标准节3节，拼装高度为7858mm。在杆件顶部采用工字钢搭设一层分配梁，在工钢上拼装拱肋安装平台。
1#支架拼装结构示意图

2、2#支架拼装

使用全站仪准确放样出2#支墩的准确位置，混凝土底座中心位于距桥台线位置47500mm，横向距桥梁中心线17000mm。浇筑混凝土底座并在浇筑时预埋临时支墩底座预埋件，混凝土底座长×宽×高为9m×3m×0.8m，其中横桥向宽度为3m。底座混凝土强度达到设计要求时进行万能杆件的拼装，万能杆件拼装标准节15节，拼装高度为32431mm。在杆件顶部采用工字钢搭设一层分配荷载，在工钢上拼装贝雷梁作为横梁。
2#支架拼装结构示意图

3、3#支架拼装

使用全站仪准确放样出3#支墩的准确位置，混凝土底座中心位于距桥台线位置74500mm，横向距桥梁中心线17000mm。浇筑混凝土底座并在浇筑时预埋临时支墩底座预埋件，混凝土底座长×宽×高为9m×3m×0.8m，其中横桥向宽度为3m。底座混凝土强度达到设计要求时进行万能杆件的拼装，万能杆件拼装标准节20节，拼装高度为43071mm。在杆件顶部采用工字钢搭设一层分配梁，在工钢上拼装贝雷梁作为横梁。
3#支架拼装结构示意图

4、4#支架拼装

使用全站仪准确放样出4#支墩的准确位置，混凝土底座中心位于距桥台线位置94500mm，横向距桥梁中心线17000mm。浇筑混凝土底座并在浇筑时预埋临时支墩底座预埋件，混凝土底座长×宽×高为9m×3m×0.8m，其中横桥向宽度为3m。底座混凝土强度达到设计要求时进行万能杆件的拼装，万能杆件拼装标准节23节，拼装高度为47371mm。在杆件顶部采用工字钢搭设一层分配梁，在工钢上拼装贝雷梁作为横梁。
4#支架拼装结构示意图

三、墩顶施工平台安装

万能杆件拼装完成后，在每个临时支墩顶上分别用5根工字钢搭设一层分配梁，工字钢上安装8排单层贝雷梁作为门式支架横梁并安装操作平台，拱圈定位时在操作平台上进行准确定位，定位装置四周预留15mm采用三角铁设置限位挡块，等拱圈正确定位后，周边间隙采用钢板和楔形块进行固定。水平横桥向左右端各布设2个千斤顶，（大里程布置2个50t千斤顶，小里程布设2个50t千斤顶），通过4个千斤顶来调节施工平台的平面横向位置。垂直方向在第一层工钢上布设4个50t的竖向千斤顶，通过这四个千斤顶来调节拱圈定位平台的高度。拱肋与平台接触面安放写作的钢板加工半圆弧。同时在万能杆件顶部设置操作平台，操作平台四周封闭，满铺竹胶板。

四、主拱肋安装

主拱肋按设计分段对称进行安装，拱肋节段最大重量约30t，长度约30m，高度约50m。拱肋提前在武桥重工集团加工完成，用汽车运至施工现场。安装时，用平板车将拱肋运至起吊位置，采用两台200t汽车吊抬吊进行安装。为防止在安装钢管拱节段时产生的水平力导致临时支墩失稳，在临时支墩拼装完成后顺桥方向对临时支墩使用钢绞线或钢丝绳沿拱圈轴线斜拉。先对称安装第一段，再对称安装第二段、第三段、第四段，最后安装第五段合拢段。为保证拱肋稳定，K型风撑相应进行安装，风撑与主拱连接位置设吊篮，方便施工人员施焊。拱肋在吊装过程中，临时短暂封闭桥梁，防止车辆通行，确保施工安全。
拱肋拼装接头采用内法兰的接头形式。拱肋线形主要靠调节法兰螺杆之间的张口大小来实现，该方法不能满足要求时，需对嵌补板进行必要的处理。具体调节时，通过千斤顶实施完成。接头焊接由有经验的高级焊工施焊，确保焊缝质量，质量要求与车间焊缝相同。检验合格后，对焊缝进行打磨处理。
合龙段的焊接，设计合拢温度为15±3℃。在合拢之前，做好监控量测工作,分早、中、晚进行量测，观察分析由于温度变化而引起节点标高及节段长度的变形规律，根据观察结果确定合龙段的下料长度，选择一天中温度最低时进行合拢。合拢时首先进行法兰螺栓的粗连接，并根据线形监测结果进行线形微调，然后拧紧法兰螺栓，两端同时施焊套管焊缝完成合拢。

1、临时支墩斜拉揽风

临时支墩斜拉揽风示意图
在拼装临时支架时，为确保支架在拼装过程中的稳定，对2#、3#、4#支墩顺桥方向固定缆风绳（如图所示钢丝绳），缆风一端固定于临时支架上，另一端固定在临时支墩混凝土基础上，在基础浇筑时预埋缆风环。其中2#临时支墩设置一道位于支墩顶位置，3#、4#支墩设置二道，一道位于支墩20m位置，另一道位于墩顶。在支墩全部拼装完成后，分别将单侧8个临时支墩使用钢丝绳（如图所示钢丝绳）在墩顶相连，两端头分别与桥头拱脚相连，以消除在拱桥节段拼装过程中产生的水平力。在全部钢丝绳缆风完成后，方可开始拼装钢管拱节段，当拼装节段时，因缆风绳影响吊车支设可临时解除受影响的缆风绳，以减少钢拱桥节段拼装干扰，同时将缆风拉在其它位置，待此节段拼装完成后恢复临时解除的缆风绳。

2、拼装过程中吊车选用和摆放位置

根据设计图纸可知钢管拱节段重量第一节为27t、第二节为24.85t、第三节为30t、第四节为21.4t、

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第五节为27.1t。根据各个节段拱支架高度，当拼装合拢段时为起吊最不利状况，起吊水平距离为15m，起吊高度为52m，两台吊车布设在3#和4#临时支墩一侧，由吊车相关参数选用2台200t吊车进行钢管拱节段的拼装。吊车布置在河床上，地基适当处理，防止下陷。具体吊装时，汽车吊根据现场情况适当调整位置。（起吊如下示意图所示）
200t汽车吊车长16.895米，宽3米，高4米，吊车自重72吨，支腿横向全伸跨距8.6米，支腿前后距离8.65米。
200t吊车主臂工况额定起重重量表

3、钢管拱节段拼装步骤：（图中K型风撑未示）

（1）拼装第一节段

(2)拼装第二节段

(3)拼装第三节段

(4)拼装第四节段

(5)拼装合拢段

五、临时支墩的拆除

为了确保在拆除过程中，周边机械设备、车辆以及施工人员的安全通行，设置警示标识，安排专人值班，以消除拆除过程中的安全隐患。
临时支墩拆除顺序从中间向两侧对称进行拆除。拆除时，应待钢拱肋安装完成焊缝检测达到设计要求后进行。拆除时，支架与拱之间卸载分级进行，同时监测支墩卸载后拱肋挠度变化情况，确保拱肋各支撑点均匀下挠。拆除尽量选择在夜间行车较少时进行，并在桥头梁段设置明显的标志，确保人员及交通安全。
总 结
三门峡市209国道涧河桥钢管拱架设的施工技术；尽管技术含量高、施工难度大，但取得了满意的结果，为同类桥梁施工积累了宝贵资料，同时也赢得了经挤效益。
参 考 文 献：
王庭英，金志展．钢管混凝土桥梁钢结构制造与安装[M]．北京：人民交通出版社，2003．
周水兴，何兆益，邹毅松．路桥施工计算手册[M]．北京：人民交通出版社，2001．
[33 陈宝春．钢管混凝土拱桥设计与施工[M]．北京：人民交通出版社，]999．