内江三元沱江公铁两用大桥(70+3×144+70)m连续梁-拱钢管拱安装施工方案优化

技术应用Nei jiang san yuan tuo jiang gong tie liang yong da qiao (70+3×144+70)mlian xu liang - gong gang guan gong an zhuang shi gong fang an you hua内江三元沱江公铁两用大桥(70+3×144+70)m连续梁-拱钢管拱安装施工方案优化邰光目前高速铁路连续梁钢管拱一般采用竖转法、支架法拱轴线方程：Y=-0.006954090X2+1.001388889X。全桥或整体吊装法进行施工安装。本文针对三元沱江桥连续吊杆均采用规格为GJ15-27的整束钢绞线挤压索，共设梁-拱所处桥位现场实际情况，从支架结构、施工安全、吊杆84根，吊杆上端穿过拱肋钢管，锚固于拱肋上弦管方案可行性等角度重点探讨了支架法在连续梁-拱钢管锚箱部位，下端锚固于吊点横梁处混凝土底座，拱肋端为拱安装施工中的具体应用，对于类似工程有一定的可借吊杆张拉端，设计文件要求吊杆运营后期可查、可调、可换。鉴性。二、拱肋安装施工方案优化一、工程概况1.原竖转法施工方案内江三元沱江公铁两用大桥（铁路部分）根据中铁二院提供的初版图纸《IDK12+230.000内连续梁-拱起讫里程桩号为江三元沱江公铁两用大桥（铁路部分）》（图号：内自沪施IDK11+942.85~IDK12+517，全长574.15m。下部结构桥-06）施工顺序说明要求钢管拱拱肋采用竖转法施工。为柱桩+矩形承台基础、圆端形实体墩柱；上部结构形主桥梁部主跨合龙，预应力体系按设计规定张拉压浆完成式采用（70+3×144+70）m连续梁-拱组合形式结构（如后在0#中部桥面搭设矮支架拼装拱肋，之后拱肋竖向转图1），主梁为直腹板式单箱双室变高度截面箱梁，采用体，最后拱肋合龙的施工方案，施工工艺流程主要如下：1）先主梁后拱肋的施工工艺进行施工。在0#拱脚部位安装拱肋竖向转体用塔架、搭设拱肋安装边主拱拱肋采用截面等高哑铃形截面，拱肋截面高度用临时支架；2）在桥面搭设的临时矮支架上拼装钢管拱3.0m， 两侧拱肋间横向中心距14.7m，上、下弦管均采节段，同步安装拱肋两侧间K撑；3）竖向对称转体拱肋用直径为φ1000mm的卷制钢管。拱肋轴线采用二次抛缓慢就位，合龙拱顶S9节段，固结拱脚；4）分阶段压物线，计算跨径L=144m，计算矢高f=28.8m，矢跨比注拱肋与实腹板C50微膨胀混凝土；5）待上下弦管、实为f/L=1/5，设计拱轴线方程：Y=-1/180X2+0.8X，施工体腹板及钢锚箱混凝土达到设计强度90%后，安装吊杆拱轴线方程：Y=-0.005570023X2+0.802083333X。主拱并按设计图纸及监控单位张拉顺序指令对吊杆施加初始张拱肋下部预埋拱脚15m范围为哑铃形截面，其余区域采拉力；6）进行局部面漆喷涂等其他附属工作。竖转法主用腹杆结构，上、下弦管均采用直径为φ1000mm的卷要施工特点如下：1）尤其适用于施工场地狭窄受限、地制钢管，拱肋截面高度3.3m~5.2m，拱肋中心轴线采用势陡峭险峻、交通通行不便处；2）施工技术难度大；3）二次抛物线，计算跨径L=144m，设计矢高f=36m，矢施工周期长，不可靠性因素多；4）体系转换次数多，存跨比为f/L=1/4，设计拱轴线方程：Y=-1/144X2+X，施工在巨大安全技术风险隐患。图1 连续梁-拱结构示意图159（70+3×144+70）mJIAN SHE YAN JIU160图2 拱肋安装示意图2.优化后支架法施工方案横联和纵向连接等结构件焊接，然后采用一台75吨汽车鉴于原设计初版图纸提供的竖转法方案不可靠性因素吊将支架单元杆件吊装到支架基础预埋件上，利用预埋件多、拱肋竖向转体用塔架结构复杂且竖转法存在较大的安上的立柱定位安装标记调整立柱就位后，焊接固定钢管立全隐患。项目部研究是否能通过钢管拱安装施工工艺改进柱。根据临时支架总图中的立柱标高及施工预拱度调整立采取更加具有支架结构形式合理、受力明确、施工工艺简柱顶部高程，然后安装调整垫板，垫板顶面至拱肋预留约便、施工安全可靠、合龙速度快、措施费用低的支架法方10mm，待拱肋安装就位后抄垫钢板进行精确调整。案。支架法拱肋安装架设主要采用钢结构厂家匹配节段制2.操作平台及人员通道结构布置造，按架设顺序运输至架设桥位处，利用汽车吊吊至桥面，拱肋安装及焊接用临时施工平台搭设在拱肋下部，每在桥面上用运梁板车将各个节段的钢管拱运至起吊点，借两个节段连接处均设置一个，操作平台周围设置防护栏杆，助75t汽车吊将拱肋节段吊装至临时支架上，拱肋节段的栏杆四周采用防火油布封闭进行高空焊接防护，防止火花、轴线位置和标高调整到施工线形后，进行原位焊缝焊接。小物件坠落，同时在操作平台上设置梯笼爬梯以方便作业每安装一段拱肋，拱肋间的横联、K撑必须安装到位，以人员上下。保证其整体结构横向稳定。支架法主要施工顺序及内容如3.拱肋吊装下：拱肋节段制作、运输→搭设桥面支架、验收→拱肋节先根据设计图与测量基准点对现场已施工完成的连续段吊装→拱肋节段焊接、检测→压注拱肋、腹板混凝土→梁主桥进行测量，掌握拱肋预埋段、吊杆预埋套管、主梁安装、张拉吊杆→喷涂局部面漆→拆除支架基础等辅助设轴线与标高等测量数据，并做好永久测量标记。拱肋安装施→成拱成桥。前对所有参与拱肋施工的工程技术员、安全监督员、班组支架构成。临时支架采用螺旋钢管结构，主要包括支人员进行专项方案交底与现场安全技术交底。由于各拱肋撑架、调整垫板。临时支架设置在桥面外腹板位置，主要节段在工厂制造时按考虑施工轴线预拱度进行了半跨总预用于支撑拱肋荷载，支架构造如图2所示。临时支架主立拼装，现场安装时在拱肋架设的支撑支架上，通过垫铁、柱采用φ529mm×10mm的螺旋焊接钢管，立柱间联接千斤顶、导链葫芦等辅助工具对拱肋的高程、小里程、大系采用φ219mm×6mm的螺旋焊接钢管，支架体系立里程方向的偏差予以调整。通过线坠、全站仪等工具对拱柱顺桥向间距8.5m，左右横桥向间距14.7m。肋的架设状态进行测量，在拱肋安装过程中随时监控量测临时支架的沉降情况，同步调整支架上的竖向调整千斤顶，三、支架法拱肋安装方案施工步骤从而使拱肋的施工轴线线型满足设计要求，拱肋调整就位1.支架搭设后通过匹配件临时固定拱肋，焊接拱肋连接口。按照施工临时支架在对应跨桥面上部存放场地完成钢管立柱、进度安排，提前收集钢管拱合龙等关键节点的自然条件，表1 拱肋安装主要机械、设备明细表施工工序设备名称规格型号数量工作内容电焊机OTC-ZX74002台点焊、补焊拼装焊接CO2气体保护焊机KRⅡ5008台主要焊接设备碳弧气刨机ZEF-10002台焊缝反面清根吊装设备汽车吊徐工QY75K2台吊装拱肋汽车吊中联QY25VF2台材料转运、拼装支架技术应用确定最佳的合龙时间和合龙段的预留长度，减少合龙段现场切割量，严禁现场合龙段二次接长。4.焊缝检测本桥钢管拱拱肋为安装现场全方位焊接结构，原位焊接位置存在平焊、横焊、立焊和仰焊，主要以环焊缝焊接为主，焊接工位多、焊接要求高、焊接难度大。焊接工艺必须经监理单位审批通过的焊接工艺评定报告进行编制，施焊时应严格执行焊接工艺。焊接前必须彻底清除待施焊区域内的有害物，焊接时严禁在母材的非焊接部位引弧，焊接后应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅。拱肋焊接完成后，两端的引板必须用气割切掉，并磨平切口，不得损伤拱肋。最后由具有焊缝检测资质的专业人员对焊缝做100%超声波无损检测，同时还应按焊接接头数量的10%(不少于一个焊接接头)进行射线探伤检测。5.支架落架拆除根据设计图纸及专项施工方案要求，拱肋焊缝焊接完成、检测合格后即可拆除支架，拆除时先解除支架上支撑拱肋钢管的垫板，使立柱与拱肋脱离后再进行后续支架杆件的拆除。具体支架拆除施工内容如下：（1）由跨中向两侧依次卸载临时支架与钢管拱间的千斤顶、垫板等，观察钢管拱的沉降值是否符合规范要求，如满足规范要求即可进行后续拆除；（2）采用火焰切割将每个钢管立柱间的连接型钢拆除；（3）用汽车吊将单根立柱逐一拆除。拆除单根立柱钢管时先用汽车吊将该立柱上部采用钢丝绳吊住、固定，然后用气割将钢管底部割开后，用汽车吊将该钢管吊至桥面后转运下桥分类存放；（4）拱肋临时支架结构拆除后，将拱肋油漆涂层局部有损伤的部位进行补喷涂完整。四、支架法拱肋安装施工方案总结（70+3×144+70）m连续梁-拱钢管拱安装从2019年7月14日开始63#~64#边主跨支架搭设，目前61#~62#、63#~64#边主跨及62#~63#主跨支架搭设、支架验收、拱肋安装及合龙均已完成，目前拱肋线型控制良好，第三方监控数据正常，施工稳步推进,支架法施工大大减小了钢管拱安装的施工难度，通过科学合理的现场施工组织，有效规避了安全风险，较竖转法相比安全风险大大降低，切实做到了“以工艺保质量、保安全”。同时针对沱江桥连续梁-拱这一工点钢管拱安装采用支架法较竖转法经济效益也十分明显，对于类似施工条件下的钢管拱安装方案制定具有一定的借鉴性。（作者单位：中交三航局南京分公司）161