范小明

（石家莊市公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北 石家莊 050000）

1 工程概況

某橋梁總長約139m，設(shè)計(jì)寬度為25m。橋梁下部結(jié)構(gòu)采用兩墩兩臺(tái)，共三孔；上部結(jié)構(gòu)采用大孔板梁與箱形系桿，均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，計(jì)算跨度為88m。橋梁橫斷面布置情況為：兩側(cè)為2m寬人行道和2.5m寬非機(jī)動(dòng)車道，然后為1m 寬的拱肋和14m 寬的主車道。拱肋采用薄壁箱形肋，寬度相等，為1m，高度從拱頂?shù)?.8m 漸變到拱腳的2.5m，主拱的預(yù)拱度按9cm 控制。吊索采用成品PE索和墩頭錨。全橋共使用32根吊索、64 個(gè)墩頭錨。上、下游分別有1 片拱肋，其中距為15m，1 片拱肋可以分成5 段，橫向與端橫梁相連，端橫梁和拱座之間還設(shè)有剪刀撐。現(xiàn)以該山區(qū)中承式拱橋工程為研究對(duì)象，分析其施工技術(shù)。

2 施工方案

該橋從山區(qū)河流上跨越，河流河床的坡降相對(duì)較大，橋梁預(yù)制場(chǎng)位置為河流南岸。橋梁主要預(yù)制構(gòu)件包括主拱肋共10片、中橫梁共16片、剪刀撐共16片。箱形拱肋為立式預(yù)制構(gòu)件，開工前應(yīng)先按照原比例放出大樣，然后按照大樣的尺寸對(duì)模板進(jìn)行加工。拱肋和橫梁模板分別為木模和鐵皮，且拱肋應(yīng)做到一次成型，無法取出內(nèi)模。

橋梁的預(yù)制構(gòu)件吊裝施工使用龍門吊進(jìn)行，其最大起重量可達(dá)到1 000kN。由于河床以黃砂為主，因此龍門吊的軌道應(yīng)布置在河床，并將軌道做成一個(gè)過水壩。在干旱季節(jié)，水流在枕木之間的空隙中流過，能確保施工順利進(jìn)行。而在洪水季節(jié)，水流直接漫過軌道，吊機(jī)應(yīng)退回預(yù)制場(chǎng)，避免產(chǎn)生安全隱患[1]。

拱肋安裝時(shí)，將萬能桿膺架作為支承，膺架基礎(chǔ)直接落于河床，但需將下部流砂挖除干凈，并使用大塊片石進(jìn)行回填，以保證基礎(chǔ)穩(wěn)定性。在膺架的頂部采用型鋼進(jìn)行支承分配梁的可靠搭設(shè)，為拱肋提供可靠支承。在安裝主拱的過程中，應(yīng)嚴(yán)格遵循均勻和對(duì)稱加載的基本原則。

主拱的安裝按照以下順序進(jìn)行：先安裝拱腳段的4節(jié)和拱中段的4節(jié)，然后對(duì)拱頂段2節(jié)進(jìn)行合龍，再采用電焊對(duì)鋼筋和鋼板進(jìn)行連接，并對(duì)濕接縫混凝土進(jìn)行澆筑，接著澆筑端橫梁，并將剪刀撐全部安裝到位，之后進(jìn)行穿吊索與中橫梁的安裝（與之同步完成拱背立柱及橫梁的澆筑），最后對(duì)縱梁進(jìn)行澆筑，并安裝橋面板[2]。

3 場(chǎng)地布置

場(chǎng)地設(shè)置兩條共計(jì)360m 的軌道，用于移動(dòng)龍門吊機(jī)；配備一臺(tái)起重量為1 000kN 的龍門吊機(jī)；搭設(shè)混凝土工廠，包括3 個(gè)臺(tái)座，分別為拱肋和橫梁；準(zhǔn)備砂石料場(chǎng)。軌道頂面與河床保持相平，在南岸進(jìn)行軌道槽的開挖，采用碼袋護(hù)坡。剪刀撐、拱肋及中橫梁等預(yù)制國建均在布置于南岸的0#臺(tái)后進(jìn)行預(yù)制。

4 構(gòu)件預(yù)制

該橋梁的主要受力構(gòu)件包括：拱腳段拱肋，共4節(jié)，單件起吊重量為1 000kN；拱中段拱肋，共4 節(jié)，單件起吊重量為682kN；拱頂段拱肋，共2 節(jié)，單件起吊重量為570kN；中橫梁共16 件，單件起吊重量為380kN；剪刀撐，共16件。

按照設(shè)計(jì)要求將拱肋共分成10段，為拱頂、拱中與拱底分別搭設(shè)臺(tái)座。由于龍門吊機(jī)的起重量可以達(dá)到1 000kN，吊鉤設(shè)計(jì)難度較大，雖然能吊起構(gòu)件，但無法進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；對(duì)此，將南岸2 節(jié)拱中與拱底的拱肋預(yù)制完成后，調(diào)轉(zhuǎn)底模臺(tái)座的方向，然后再對(duì)拱中與拱底的拱肋進(jìn)行預(yù)制[3]。

拱肋的寬度為1m，高度在1.8～2.5m 范圍內(nèi)，屬于立式預(yù)制，具體的施工順序?yàn)椋孩侔凑辗艠咏Y(jié)果進(jìn)行底模的加工制作；②跨臺(tái)座進(jìn)行腳手架的搭設(shè)，在提供作業(yè)平臺(tái)的同時(shí)為鋼筋籠綁扎提供可靠的支承；③箍筋安裝并對(duì)弧形縱鋼筋進(jìn)行綁扎；④對(duì)鋼筋籠的內(nèi)外部主筋進(jìn)行綁扎；⑤對(duì)節(jié)段中間內(nèi)模進(jìn)行安裝；⑥對(duì)橫隔墻鋼筋進(jìn)行綁扎；⑦對(duì)節(jié)段內(nèi)模進(jìn)行循環(huán)安裝，并將橫隔墻的鋼筋安裝到節(jié)段的端部；⑧對(duì)側(cè)模與端模進(jìn)行安裝，并穿入拉桿；⑨混凝土現(xiàn)澆，并根據(jù)放樣弧線對(duì)平面混凝土進(jìn)行收光，使其達(dá)到平整；⑩混凝土養(yǎng)護(hù)與拆模。

拱肋三種不同規(guī)格的側(cè)模使用同一套模板，均為木模板和鐵皮，而底模需分別配備。吊桿上的預(yù)留孔可直接使用鋼管成孔，將鋼管的下端固定于底模預(yù)先留好的木樁，然后按照理論角度將鋼管的上端和鋼筋網(wǎng)架相連，骨架利用墊塊和模板之間達(dá)到緊固，確保預(yù)埋鋼管的位置達(dá)到準(zhǔn)確無誤[4]。

中橫梁的尺寸為長×寬×高=25m×0.8m×1.4m，吊桿孔的中間距離為15m，采用變截面，懸臂段采用倒置的T 型，吊桿附近段采用I 型，中間段采用T型，每片橫梁的用鋼量約為4.05t，混凝土用量約為14.8m3，起吊重量為38.5t。其底模與側(cè)模均為木模板和鐵皮。鋼筋骨架由5 片鋼筋制成，采用人工抬到底模出形成一個(gè)整體骨架。按照設(shè)計(jì)要求的位置將吊桿孔安裝好后，與骨架相連，形成一個(gè)整體，將孔位處的主筋截?cái)嘀笫褂煤穸葹?0mm 的鋼板和主筋之間焊接，以實(shí)現(xiàn)可靠傳力。剪刀撐采用I型截面，其尺寸為長×寬×高=6.0m×0.8m×1.6m。

5 主拱肋安裝

5.1 龍門吊機(jī)設(shè)計(jì)和拼裝

龍門吊機(jī)的凈跨與凈高分別為30m、29.53m，底部寬度為10m，主桁的高度為4m。構(gòu)件由萬能桿件通過組拼而成，采用吊重可以達(dá)到1 000kN 的定型天車。鷹嘴的高度需要比橫梁頂面高出至少4m，在橫梁上對(duì)天車和卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行綁扎，與橫梁一同起吊。對(duì)橫梁的提升需分成兩次進(jìn)行，每次只提升1個(gè)尺寸為長×寬×高=26m×2m×4m 的橫梁，其起吊自重在205kN 左右。定型天車采用[30 槽鋼作為承重梁[5]。

5.2 膺架設(shè)計(jì)和拼裝

膺架主要具有以下兩方面作用：①為拱肋節(jié)段提供支點(diǎn)，可靠承受拱肋垂直和水平方向作用力，并利用倒鏈葫蘆使拱肋不同節(jié)段均能穩(wěn)固在膺架上；②為接頭焊接或濕接縫澆筑提供可靠的作業(yè)平臺(tái)。膺架采用萬能桿件和型鋼梁拼接而成，其中，萬能桿件的用量為163.5t，型鋼梁的用量為25t。

5.3 拱肋安裝順序

拱肋的安裝借助單臺(tái)龍門吊完成。將拱底和拱中兩個(gè)節(jié)段的拱肋吊起之后，為實(shí)現(xiàn)對(duì)安裝角度的有效控制，根據(jù)理論值通過計(jì)算確定鋼絲繩的數(shù)量、長度與直徑。在每個(gè)節(jié)段的拱肋上均設(shè)置2 個(gè)吊點(diǎn)，不采用夾具，利用鋼絲繩將拱肋綁緊后，在每個(gè)吊點(diǎn)均采用卡環(huán)將繩頭拴住。

6 其他部位施工

將主拱肋安裝完成后，分別安裝端橫梁、剪刀撐、中橫梁、拱背立柱與橫梁及橋面板，以上部位的施工方法如下。

6.1 端橫梁

端橫梁的作用為對(duì)上、下游拱肋進(jìn)行連接，其尺寸大小與中橫梁完全相同，但端橫梁會(huì)被拱肋分為三段，對(duì)拱底節(jié)段的拱肋進(jìn)行預(yù)制加工時(shí)，需將端橫梁的所有預(yù)埋鋼筋埋設(shè)好。就地搭設(shè)腳手架，在腳手架的上部鋪設(shè)底模，然后對(duì)端橫梁的鋼筋進(jìn)行必要的綁扎或點(diǎn)焊，最后進(jìn)行立模與混凝土澆筑。

6.2 剪刀撐

剪刀撐采用雙向斜面結(jié)構(gòu)，在安裝過程中需在預(yù)制段的中間利用鋼絲繩進(jìn)行捆綁，單點(diǎn)放在剪刀撐的側(cè)面，并起吊成傾斜的狀態(tài)，在必要的情況下可通過加配重對(duì)兩端高低予以調(diào)整，配重放在臨時(shí)支承平臺(tái)表面，與拱肋的預(yù)埋鋼筋通過焊接相連，并對(duì)接頭處的混凝土進(jìn)行澆筑施工。

6.3 中橫梁

在整個(gè)橋梁的拱肋均完全合龍后，對(duì)吊桿部位的上錨墊板進(jìn)行檢查，確認(rèn)是否水平，若不水平，需在逐個(gè)測(cè)量完成后進(jìn)行斜墊鐵的加工，使墊板的上平面保持水平。穿索利用龍門吊機(jī)進(jìn)行，穿索完成后安裝錨具，并按照對(duì)稱的原則對(duì)中橫梁進(jìn)行安裝，具體的吊裝順序?yàn)閷?duì)先對(duì)拱端部的中橫梁進(jìn)行吊裝，然后對(duì)拱中部的中橫梁進(jìn)行吊裝，最后對(duì)1/4 跨度處的中橫梁進(jìn)行吊裝。

6.4 拱背立柱與橫梁

拱背立柱在完成對(duì)端橫梁與剪刀撐的安裝后進(jìn)行就地現(xiàn)澆。拱背橫梁因受到剪刀撐的限制，支架無法落地承重。借助萬能桿件橫梁從兩個(gè)拱肋上跨過，支架的承重支點(diǎn)處于拱外側(cè)，其他施工與端橫梁完全相同。

6.5 橋面板

橋面板采用實(shí)心預(yù)制板，分為4m 板和6m 板兩種，按照以下順序進(jìn)行安裝：橫向先對(duì)兩側(cè)進(jìn)行安裝，然后再安裝中間；縱向先對(duì)中間進(jìn)行安裝，然后再安裝兩側(cè)。

7 結(jié)論

綜上所述，該中承式拱橋在相同類型的橋梁中，屬跨度較大的，經(jīng)本次施工實(shí)踐，得出下列結(jié)論：

（1）主拱橋施工借助單臺(tái)龍門吊機(jī)可滿足基本的施工要求，在河床上對(duì)吊機(jī)的軌道進(jìn)行布置可省去棧橋，即便軌道由于洪水損毀，經(jīng)過適當(dāng)?shù)男迯?fù)方可繼續(xù)使用；

（2）拱肋屬于立式預(yù)制構(gòu)件，能減少場(chǎng)地的占地，且無需在平面預(yù)制完成后進(jìn)行翻身；

（3）采用分段式的預(yù)制方式，能確保主拱肋安裝完成后精度滿足相關(guān)規(guī)范的要求。