线型控制技术在大跨度钢管拱桥上的施工要点

中铁十五局集团第二工程有限公司 赵杰

线型控制技术在大跨度钢管拱桥上的施工要点

中铁十五局集团第二工程有限公司 赵杰

一、钢管拱桥线型控制技术线路

1．预拱度的确定。对于单跨中承形式的钢管混凝土的拱桥结构形式，因为建筑设计的要求拱轴线建成后，在30年的历史记载中，平均气温环境之下的拱轴线，所以在桥体的钢管拱的制作过程中，拱轴线的空载下的拱轴线，因为钢拱使用的是分段制作，吊装进行施工的技术，制作期间钢管拱段作为空载的自由段，不受气温等环境的限制。吊装期间因为施工方案使用的是有支架方法进行安装工作，拱轴线没有考虑钢管拱自身的重量问题，所以钢管拱进行吊装的时候，与制作期间的拱轴线是一样的。但是设计拱轴线是在气温环境、吊装顺序、施工技术等综合条件的影响之下完成的，这两个不同的环节产生了一定的差值。所以为了保证成拱桥的设计符合度，要在制作期间和吊装期间设计好预拱度。

2．线型控制线路。合拢期的线型施控对象，主要的是合拢工艺、合拢时的气温等，合拢气温的差异将会造成成桥拱轴线的误差产生。即使合拢期在支承支架，但是经过温差以及施工内应力的直接影响的成桥拱轴线。合拢工艺的不合格，将直接的导致桥体钢管的拱内产生一定的内应力，并且过长的合拢期将导致气温产生较大的变动。

工程的加载主要有3个阶段。其中的第1个阶段的任务是，压注混凝土过程的不对称偏压，造成的钢拱形状的变化，在施工完成之后，要考虑到钢拱及其填芯的混凝土的自身重量的作用下，支架的弹性形状的变化，以及支架基础的下沉；第2个阶段是钢拱的支架进行拆装之后，要综合考虑到钢拱在自身重力的作用之下的变形；第3个阶段是加载之后的控制工作，指的是加载的吊杆的衡量，拱桥面板的安装，以及桥面系统的浇筑等相关的加载过程，钢拱发生的形状的弹变，以及在加载时的偏压力产生的拱轴线的形变等。

二、钢管拱桥施工进程中的线型控制技术

1．钢管拱吊装期线型控制。钢拱的分支制作要根据合拢时候的拱轴线对其放样和监控，横坐标的控制点之间的距离是1.5m。吊装时的控制点要均匀的分布在支架上的支承点部位。因为钢拱的自身的刚度较大的超出了空载时候的要求，所以要对各支间的拱部不予以变形控制。

在进行吊装时候，支承点位置的线型进行调整和固定，主要包括纵向和横向两个体系，竖向的标准高度的调整，主要是在第一次的到位时，支承点的位置要比控制的标准高度低20cm左右，之后使用自制的马鞍下的千斤顶进行标准高度的调整。整个的调整和固定的技术被称作下承上挂技术。

2．钢管拱合拢期线型控制。合拢阶段的控制内容主要是温度以及合拢产生的内应力。合拢时候的温度要控制在20℃左右，合拢时期主要包括吊装、到位、固定以及焊接等主要的工程项目。

3．铜横撑安装期主拱线型控制。钢拱横撑的安装控制主要是有效的减少刚横撑，因为它的过度收缩产生的主拱内收问题，使得拱轴线与原来的设计位置产生了一定的偏离。如果焊缝小钢横撑没法严格到位，焊缝大钢横撑将会产生过度的收缩现象，导致主拱向桥的中心轴线部位收缩，鉴于这样的情况，可以使用钢横撑的瞬间合拢施工技术对其安装。

4．填芯混凝土压注期线型控制。填芯混凝土作为压注阶段的钢拱的第一次施载，其安装的原则是对称均匀加载形式，主要的压注次序为先下面后上面、先里面后外面。每一个主弦管的混凝土压注，要从二拱角的部位开始施工，与此同时要控制组织好2组人工及其设备分别从这一部位进行压注；对称性的控制指的是，从混凝土的压注数量、锤击钢管壁检查压注的进行度，以更好的保证两端混凝土差的合理范围；连续性控制指的是通过使用机械仪器、电源以及相关的压注设备等的实现。匀速性的监控是按照压注之前先使用水碓管内壁进行冲洗，混凝土的初凝时间要大于8个小时，坍落度控制在200mm，混凝土泵的速度要低档进行施工，以保证质量。

5．支架拆除期线型控制。对支架的拆除工作主要是进行控制割除支撑部位的马鞍，剩余的支架可以随时的实施，支架拆除为钢拱的二次承载，按照加载的原则，确定为“对称的均匀”，施工现场使用的马鞍割除的次序为：一、二、三、四、五，二的位置一起进行切割，这样能够保证每次进行4个马鞍的割除。割除使用的技术是气割法。

三、钢管拱桥施工进程中的线型监控要点

钢拱在实施合拢工作之后，分别在每个钢拱的拱角以及其他的线型施控位置，每个钢拱的榀拱有5个，全部的桥共有10个。检测使用的工具是高度精密的全站仪，检测的主要内容是监控点及其相关的标高和坐标值等，实施监测的次数要在合拢之后监测1次；进行混凝土填芯压注之后监测1次；支架拆除时候，每当拆除4个马鞍时候监测1次；吊杆的横梁进行吊装的时候要完成2个阶段的每次检测；桥的面板吊装结束后检测1次；桥面系统安装完成后检测1次。每次进行检测的时候，要对当时的气温进行适时的监测，按照监测的数据来进行钢拱线型的动态控制网的绘制等。

根据各个阶段的施工设计共拱度和实际监测的拱度进行对比，以更好及时地掌握施工阶段的线型变化现状，发现施工的异常现象和问题时候，要及时的找出症结所在，调整施工的技术，保证拱轴线的施工的变化在允许的范围之内。通过以上施工每个环节线型控制措施的落实，在成桥的时候，拱轴线与设计的规格相符合，从而达到一个良好的控制效果。