鄭建安，程耀飛

(廣西河田高速公路有限公司，廣西 南寧 530022)

0 引言

目前廣西全區(qū)高速公路路網(wǎng)的建設(shè)重心由之前的平原及微丘地帶向重丘以及山區(qū)轉(zhuǎn)移，新建高速公路橋隧比逐漸升高，橋梁占比越來越大，各種橋型的大橋和特大橋更多地出現(xiàn)在人們的視野中。鋼管混凝土拱橋以跨度適中、經(jīng)濟性較好在全國尤其是廣西的高速公路橋梁建設(shè)中占有重要地位[1]，以平南三橋為代表的廣西鋼管混凝土拱橋在全國處于領(lǐng)先地位，是廣西橋梁建設(shè)的一張名片。在鋼管混凝土拱橋建設(shè)施工過程中，相關(guān)單位積累了豐富的施工經(jīng)驗，攻克、掌握了不少先進的鋼管混凝土拱橋施工技術(shù)和施工工藝[2]，擁有不少相關(guān)技術(shù)及發(fā)明專利，形成一系列成熟的鋼管混凝土拱橋施工工藝體系[3]。但過去施工工藝體系中對主拱弦管預(yù)埋段的施工重視不夠[4]，導(dǎo)致弦管預(yù)埋段技術(shù)沒得到相應(yīng)改進，安裝施工用時較長，經(jīng)常成為施工進度的關(guān)鍵卡點。弦管預(yù)埋段是主拱肋鋼結(jié)構(gòu)主墩與混凝土結(jié)構(gòu)主墩的聯(lián)結(jié)節(jié)點，其安裝定位準(zhǔn)確與否，直接決定了大橋主拱合龍的成敗和精度。巴馬至田東高速公路的右江特大橋主拱弦管預(yù)埋段施工首次采用了安裝角起吊、三點支撐定位、三步法調(diào)整施工工藝，較好地解決了這一問題。本文以此為例，將詳細介紹弦管預(yù)埋段安裝角起吊、三點支撐定位、三步法調(diào)整施工工藝步驟。

1 工程概況

右江特大橋是巴馬至田東高速公路在田東縣林逢鎮(zhèn)跨越右江的一座特大橋梁，全橋長度為643 m。主橋為下承式鋼管混凝土系桿拱橋，主跨為230 m，橋面寬度為37.7 m，雙向四車道。主拱采用鋼管混凝土桁式結(jié)構(gòu)，橋面主梁采用格構(gòu)式鋼-混凝土組合梁，橋墩采用門式墩。主拱共兩片，單片拱肋采用等高度四管桁式截面，截面徑向高6 m，肋寬2.8 m。每肋上弦、下弦均為兩根φ1 000 mm鋼管混凝土弦管，壁厚20～24 mm，管內(nèi)混凝土灌注C50自密實補償收縮混凝土。主拱肋通過綴管φ610 mm和豎向兩根腹桿φ450 mm鋼管連接主管而構(gòu)成矩形截面，拱肋分為12個節(jié)段加工制作及安裝，最大節(jié)段吊裝重量為71 t。主拱拱腳節(jié)段通過焊接與預(yù)埋在主墩混凝土拱座內(nèi)的弦管預(yù)埋段連接，形成完整閉合主拱。見圖1。

圖1 右江特大橋結(jié)構(gòu)平面圖

2 弦管預(yù)埋段安裝

2.1 安裝角起吊

右江特大橋主墩單個弦管預(yù)埋段由2段弦管、1塊底板及16塊加勁板焊接構(gòu)成，弦管外直徑φ1 000 mm，壁厚24 mm，長度為3 m；底板長4 m，寬2.25 m，板厚3 mm；加勁板高度為1.5 m，厚度為20 mm。根據(jù)施工設(shè)計圖紙計算單個弦管預(yù)埋段的理論重量約為7.4 t，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)部件幾何尺寸計算出弦管預(yù)埋段重心位于距底板底面約95 cm的弦管下部中間(圖2)。傳統(tǒng)吊裝方法是按弦管預(yù)埋段水平放置的狀態(tài)，在其四個角設(shè)置吊點，以水平狀態(tài)直接起吊，到達定位骨架后，再根據(jù)安裝角度慢慢調(diào)整下放，由于構(gòu)件重，操作難度大，需要起重吊車一直配合，定位骨架的支撐受力點也需不斷調(diào)整，整個吊裝就位過程很長。

圖2 弦管預(yù)埋段結(jié)構(gòu)示意圖

右江特大橋的弦管預(yù)埋段改變了傳統(tǒng)水平起吊模式，以約45°傾角起吊，選擇一側(cè)4個加勁板的角孔作為吊裝點，到達拱座上的三點支撐定位骨架后，無須做空間角度調(diào)整，由兩個工人在兩側(cè)調(diào)好方向即可按安裝角度直接放置到主支撐點上面，再依靠輔助支撐點穩(wěn)定在定位骨架上，解開吊鉤，撤去起重吊車，然后進入下一步調(diào)整固定步驟。

2.2 三點支撐定位

根據(jù)弦管預(yù)埋段重心的計算位置，對定位骨架進行適當(dāng)改進，把舊的多點支撐受力體系定位骨架改為三點支撐體系，降低就位和調(diào)整難度。在順橋向側(cè)面上以中間正對弦管預(yù)埋段重心位置范圍的支撐點作為主受力點，承受弦管預(yù)埋段基本重量，兩側(cè)各設(shè)一個輔助支撐點提供側(cè)向支撐作用力，主要起到平衡穩(wěn)定作用(圖3)。定位骨架的主支撐使用20#槽鋼仰面橫放，吊裝時弦管預(yù)埋段的底板落在槽鋼的凹槽內(nèi)，沿順橋向有約±5 cm的活動調(diào)節(jié)空間，前后兩側(cè)輔助支撐點提供水平力保證弦管預(yù)埋段穩(wěn)定不傾覆。主支撐和輔助支撐的標(biāo)高均比設(shè)計標(biāo)高降低1 cm，可以容納弦管預(yù)埋段焊接加工時存在的尺寸偏差。傳統(tǒng)施工工藝中，定位骨架的標(biāo)高嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計計算設(shè)定，實際安裝時因弦管預(yù)埋段加工尺寸偏差必須進行墊高或降低調(diào)整，還需動用起重吊車和氧割設(shè)備，費工費時。定位骨架的三點支撐改進和安裝角起吊方法相結(jié)合，可以讓弦管預(yù)埋段更容易下放和就位。

圖3 三點支撐定位示意圖

2.3 三步法調(diào)整

(1)通過定位觀測點1高程坐標(biāo)y1確保弦管預(yù)埋段滿足設(shè)計高程(圖4)。弦管預(yù)埋段就位在主支撐的槽鋼凹槽內(nèi)之后，靠兩個輔助支撐點的其中一點穩(wěn)住，此時弦管預(yù)埋段底板高程基準(zhǔn)點比設(shè)計標(biāo)高低10 mm，將弦管預(yù)埋段微調(diào)到設(shè)計角度，初步測量定位觀測點1的高程坐標(biāo)。由于不同弦管預(yù)埋段有焊接制作偏差，其實測高程與設(shè)計高程之間正常會有±5 mm以內(nèi)的誤差，故實測偏低在10±5 mm以內(nèi)。通過千斤頂輔助頂高弦管預(yù)埋段，在槽鋼凹槽內(nèi)加塞多塊(厚度1～3 mm)小塊鋼板墊高弦管預(yù)埋段，小塊鋼板疊加厚度和實測高程偏差數(shù)一致。松開千斤頂將弦管預(yù)埋段下放到小鋼板上(暫不考慮順橋向位置)，再次調(diào)整弦管預(yù)埋段至設(shè)計角度，重新測量定位觀測點1的高程坐標(biāo)，與設(shè)計高程對比，如果不能滿足規(guī)范誤差要求，或者要求精度更高，可以通過增減1 mm的小鋼板來重復(fù)調(diào)整弦管預(yù)埋段。

圖4 三步法調(diào)整示意圖

(2)通過定位觀測點1、定位觀測點2兩個點的高程坐標(biāo)(y1、y2)確保弦管預(yù)埋段滿足設(shè)計角度。弦管預(yù)埋段經(jīng)過上一步調(diào)整，已經(jīng)滿足設(shè)計高程，再次調(diào)整弦管預(yù)埋段至設(shè)計角度，同時使兩個觀測點的高程坐標(biāo)能滿足設(shè)計要求。需特別注意的是y2，其易因制作誤差而產(chǎn)生偏差，如y2偏低，需減少主支撐點槽鋼內(nèi)一塊1 mm的支墊鋼板，偏高則增加。一般情況下，調(diào)整一次即可達到要求，而后可將小塊鋼板點焊固定。

(3)標(biāo)高和角度調(diào)整準(zhǔn)確后，利用千斤頂和手拉葫蘆輔助，順橋向移動弦管預(yù)埋段在基準(zhǔn)點平面上到達設(shè)計位置(x0坐標(biāo))，稍作固定，調(diào)整拱座角度，至弦管預(yù)埋段滿足設(shè)計角度后點焊固定。此時定位觀測點1、定位觀測點2兩個點高程坐標(biāo)(y1、y2)應(yīng)滿足要求，再核對順橋向坐標(biāo)(x1、x2)，根據(jù)x1、x2的平均誤差(±5 mm)再次順橋向移動弦管預(yù)埋段并稍作固定。此時高程、設(shè)計角度以及順橋向位置均可滿足要求，橫橋向坐標(biāo)位置和順橋向位置一樣調(diào)整，但不是控制步驟，在此不細述。

經(jīng)過上述三個步驟后，拱座角度、標(biāo)高以及縱橫向坐標(biāo)均能滿足定位要求，可以一一加焊固定。

3 結(jié)語

本文對巴馬至田東高速公路右江特大橋主拱弦管預(yù)埋段采用新工藝工法進行吊裝、調(diào)整及固定的過程進行了介紹，實際實施效果與傳統(tǒng)工藝工法相比具有一定優(yōu)勢，可以得到以下結(jié)論：

(1)安裝角起吊、三點支撐定位及三步法調(diào)整相結(jié)合的施工工藝和工法能夠在不降低安全性基礎(chǔ)上減少弦管預(yù)埋段就位的難度，讓弦管預(yù)埋段就位、穩(wěn)定由復(fù)雜操作變?yōu)楹唵我仔?，調(diào)整時無須起重吊車輔助，只利用千斤頂和手拉葫蘆配合，過程簡單高效，減少了定位過程中對定位骨架切割、焊接的工作，平均每個弦管預(yù)埋段從起吊到就位加固完成耗時約4 h，只占傳統(tǒng)工藝工法用時2～5 d的1/4～1/10時間，可以縮短工期3～4 d。

(2)安裝角起吊、三點支撐定位及三步法調(diào)整相結(jié)合的施工工藝和工法使用人工減少，占用操作空間小，施工交叉時間縮短，安全風(fēng)險大幅降低，整體施工安全性得到保障。

(3)鋼管拱橋作為應(yīng)用較為廣泛的橋型，雖然整體施工工藝相對成熟，但是局部結(jié)構(gòu)的施工工藝和工法還有改進的空間，本文研究成果可為鋼管拱橋設(shè)計施工一體化的進一步研究探索提供思路。