论文部分内容阅读
【摘 要】本文主要介绍钦北铁路钦江双线特大桥主桥简支钢管混凝土系杆拱桥少支架法关键施工技术。
【关键词】简支钢管混凝土系杆拱桥；少支架法；施工技术
一、工程设计概况
钦江双线特大桥主桥简支系杆拱是广西沿海铁路钦州北至北海扩能改造工程的重要空性工程。主桥37#～39#墩设计为2-128m简支系杆拱，单孔系杆拱桥系梁全长131.6m，计算跨径128m，矢跨比1：5，拱肋平面内矢高25.6m，拱肋采用悬链线线型。拱肋截面采用哑铃钢管混凝土截面，截面高3.6m，沿程等高布置，主钢管外径1300mm，由20mm钢板卷制而成。每片拱肋的两主钢管之间用厚20mm的腹板连接。拱肋主钢管及腹腔内灌注C55无收缩混凝土添芯。单孔系杆拱桥两片拱肋均为竖直铅垂布置，拱肋中心距离16.3m，设四道“K”字横撑和一道“米”字横撑。
二、方案概述
主桥上部结构采取先梁后拱的施工方法，箱梁采用满堂支架法施工，浇注简支箱梁时，在梁面预埋钢板作为支架基础，待箱梁浇注完成后搭设支架。拱肋、横撑均采取工厂预制，现场拼装的方法，最后通过拱肋提升支架将钢管拱肋提升至设计位置，进行焊接合拢。
三、钢管拱肋施工工艺
1、钢管拱肋制作
拱肋选定具有相关资质的厂家加工。运输节段划分应根据设计要求，结合考虑运输、上桥和现场拼装方便进行。加工好的拱肋，应在工厂内进行试安装，检查其线性是否与设计相符，检查各个节段间的连接是否吻合，对所有板件的对接缝，必须坡口熔透，经超声波和射线探伤检验合格，表面质量和内部质量都应符合设计设计和规范要求。
2、支架搭设安装
钢管拱肋施工所需的临时支架主要包括：高低腿提升架、拼装胎架和拱肋吊装支架。高低腿提升架一侧支腿设置在桥下，一侧支腿设置在梁面，采用萬能杆件、钢管立柱和加强型贝雷梁等构件组成；拼装胎架设置在拱肋轴线下箱梁顶面，由φ529×8mm钢管为制成；拱肋吊装支架采用万能杆件拼装，单跨拱肋吊装共设置6个吊装支架，对称布置，支架基本高度分别为14m、28m、32m。吊装设备安装完毕后应进行全面检查，并按设计荷载的60%、100%和125%分别进行起吊试验，鉴定合格后方可使用。
3、运输节段上桥
钢管拱肋运输节段使用平板汽车运输至桥位下，然后在利用高低腿提升支架吊至梁面转运平车上，再通过平车运至安装拱肋的对应位置；最后汽车吊移至拱肋拼装胎架上组拼成吊装节段。
4、吊装节段拼装
钢管拱运输节段就位胎架后，进行测量观测，调整高程及轴线达到设计要求后，进行焊接拼装。按照设计要求，单片拱肋分为7个吊装节段，沿跨中对称布置，除拱肋两边段一次加工成型外，其余5个节段需要在现场拼装。
5、钢管拱肋吊装
吊装顺序为拱角至拱顶，按桥梁纵横轴线两两对称进行。吊装过程如下：1号吊装段采用汽车吊单肋吊装就位；2号吊装段采用1号和2号吊装支架双肋提升就位；3号吊装段采用2号和3号吊装支架双肋提升就位；4号吊装段（合拢段）采用两个3号吊装支架双肋提升就位。拱肋就位过程中，用两台水准仪同时观测拱肋两端高程，用全站仪观测中线位置，在线性满足设计及规范要求后进行焊接，否则应重新起吊进行调整。
6、混凝土灌注
钢管混凝土采用C55无收缩混凝土，粗骨料采用0.5～2.5cm，具有早强、缓凝、低泡、高流态、微膨胀等性能。灌注遵守对称、均衡的原则；灌注顺序为先下弦管，再上弦管，最后灌注腹板。每肋每次灌注一根弦管或腹板混凝土，钢管内混凝土两半跨进度不得超过1m，并且管内混凝土强度达到设计强度的80%方可灌注下一根弦管混凝土。灌注过程中，监控检测单位对拱肋线形及混凝土应力进行适时跟踪监测。
7、吊杆安装及张拉
单跨系杆拱两片拱肋共设14对吊杆，采用163丝φ7mm的低松弛环氧喷涂高强钢丝成品吊杆。在最后一批钢管混凝土浇筑完成并强度达到设计要求时，进行钢管拱吊杆安装、张拉及索力调整，最后拆除支架。
四、质量控制关键
1、钢管拱均为全焊钢结构，其焊缝较多，所产生的焊接变形和残余应力较大，焊接质量与焊接变形的控制是重点。
2、少支架法提升拱肋成拱的主要控制任务是拱肋节段的线性控制、稳定性控制（包括支架稳定性）和应力控制。对于稳定性是比较容易保证，主要是控制拱肋的标高和监控拱肋截面处的应力。
3、混凝土灌注过程中，要保证混凝土各项性能指标均满足设计要求，保证灌注密实，同时应采取防止冒顶的措施。
五、结束语
在钢管混凝土拱桥施工中，采用少支架法不需要大型的吊装设备，具有施工容易、操作简单、质量易控、安全快速、节约成本等优点，在施工条件允许的条件下，建议应优先采用。
【关键词】简支钢管混凝土系杆拱桥；少支架法；施工技术
一、工程设计概况
钦江双线特大桥主桥简支系杆拱是广西沿海铁路钦州北至北海扩能改造工程的重要空性工程。主桥37#～39#墩设计为2-128m简支系杆拱，单孔系杆拱桥系梁全长131.6m，计算跨径128m，矢跨比1：5，拱肋平面内矢高25.6m，拱肋采用悬链线线型。拱肋截面采用哑铃钢管混凝土截面，截面高3.6m，沿程等高布置，主钢管外径1300mm，由20mm钢板卷制而成。每片拱肋的两主钢管之间用厚20mm的腹板连接。拱肋主钢管及腹腔内灌注C55无收缩混凝土添芯。单孔系杆拱桥两片拱肋均为竖直铅垂布置，拱肋中心距离16.3m，设四道“K”字横撑和一道“米”字横撑。
二、方案概述
主桥上部结构采取先梁后拱的施工方法，箱梁采用满堂支架法施工，浇注简支箱梁时，在梁面预埋钢板作为支架基础，待箱梁浇注完成后搭设支架。拱肋、横撑均采取工厂预制，现场拼装的方法，最后通过拱肋提升支架将钢管拱肋提升至设计位置，进行焊接合拢。
三、钢管拱肋施工工艺
1、钢管拱肋制作
拱肋选定具有相关资质的厂家加工。运输节段划分应根据设计要求，结合考虑运输、上桥和现场拼装方便进行。加工好的拱肋，应在工厂内进行试安装，检查其线性是否与设计相符，检查各个节段间的连接是否吻合，对所有板件的对接缝，必须坡口熔透，经超声波和射线探伤检验合格，表面质量和内部质量都应符合设计设计和规范要求。
2、支架搭设安装
钢管拱肋施工所需的临时支架主要包括：高低腿提升架、拼装胎架和拱肋吊装支架。高低腿提升架一侧支腿设置在桥下，一侧支腿设置在梁面，采用萬能杆件、钢管立柱和加强型贝雷梁等构件组成；拼装胎架设置在拱肋轴线下箱梁顶面，由φ529×8mm钢管为制成；拱肋吊装支架采用万能杆件拼装，单跨拱肋吊装共设置6个吊装支架，对称布置，支架基本高度分别为14m、28m、32m。吊装设备安装完毕后应进行全面检查，并按设计荷载的60%、100%和125%分别进行起吊试验，鉴定合格后方可使用。
3、运输节段上桥
钢管拱肋运输节段使用平板汽车运输至桥位下，然后在利用高低腿提升支架吊至梁面转运平车上，再通过平车运至安装拱肋的对应位置；最后汽车吊移至拱肋拼装胎架上组拼成吊装节段。
4、吊装节段拼装
钢管拱运输节段就位胎架后，进行测量观测，调整高程及轴线达到设计要求后，进行焊接拼装。按照设计要求，单片拱肋分为7个吊装节段，沿跨中对称布置，除拱肋两边段一次加工成型外，其余5个节段需要在现场拼装。
5、钢管拱肋吊装
吊装顺序为拱角至拱顶，按桥梁纵横轴线两两对称进行。吊装过程如下：1号吊装段采用汽车吊单肋吊装就位；2号吊装段采用1号和2号吊装支架双肋提升就位；3号吊装段采用2号和3号吊装支架双肋提升就位；4号吊装段（合拢段）采用两个3号吊装支架双肋提升就位。拱肋就位过程中，用两台水准仪同时观测拱肋两端高程，用全站仪观测中线位置，在线性满足设计及规范要求后进行焊接，否则应重新起吊进行调整。
6、混凝土灌注
钢管混凝土采用C55无收缩混凝土，粗骨料采用0.5～2.5cm，具有早强、缓凝、低泡、高流态、微膨胀等性能。灌注遵守对称、均衡的原则；灌注顺序为先下弦管，再上弦管，最后灌注腹板。每肋每次灌注一根弦管或腹板混凝土，钢管内混凝土两半跨进度不得超过1m，并且管内混凝土强度达到设计强度的80%方可灌注下一根弦管混凝土。灌注过程中，监控检测单位对拱肋线形及混凝土应力进行适时跟踪监测。
7、吊杆安装及张拉
单跨系杆拱两片拱肋共设14对吊杆，采用163丝φ7mm的低松弛环氧喷涂高强钢丝成品吊杆。在最后一批钢管混凝土浇筑完成并强度达到设计要求时，进行钢管拱吊杆安装、张拉及索力调整，最后拆除支架。
四、质量控制关键
1、钢管拱均为全焊钢结构，其焊缝较多，所产生的焊接变形和残余应力较大，焊接质量与焊接变形的控制是重点。
2、少支架法提升拱肋成拱的主要控制任务是拱肋节段的线性控制、稳定性控制（包括支架稳定性）和应力控制。对于稳定性是比较容易保证，主要是控制拱肋的标高和监控拱肋截面处的应力。
3、混凝土灌注过程中，要保证混凝土各项性能指标均满足设计要求，保证灌注密实，同时应采取防止冒顶的措施。
五、结束语
在钢管混凝土拱桥施工中，采用少支架法不需要大型的吊装设备，具有施工容易、操作简单、质量易控、安全快速、节约成本等优点，在施工条件允许的条件下，建议应优先采用。