奉化江大桥双肢拱肋安装精度控制

吴 波，孙石超

（宁波通途投资开发有限公司，浙江宁波 315000）

0 前言

为进一步构建和完善城市立体化交通网络，疏解中心城区交通压力，提升城市品位，满足宁波中心城南部地区开发需要，宁波市决定建设环城南路快速路工程。其中与原芝兰桥平行并一跨过江的奉化江大桥为整个工程的关键控制性工程。

1 工程概况

奉化江大桥采用中承式系杆拱桥，刚拱柔梁漂浮体系，中跨拱肋采用钢箱形式，边跨拱肋采用混凝土结构。桥梁为上下行两座桥梁，单幅桥宽17.4 m，跨径布置为55 m+260 m+55 m，全长370 m。

2 施工工艺简介

本桥中跨钢拱肋节段和中横梁及纵梁均采用无支架缆索吊装系统进行安装，吊装系统采用吊、扣一体的方式，即吊装索塔与扣塔合为一体。拱肋吊装施工现场布置由起吊安装系统和拱肋扣索系统组成。双肢拱肋节段段重量约100 t，最重节段124.8 t。

本吊装系统采用吊、扣一体的方式，即吊装索塔与扣塔合为一体。拱肋吊装施工现场布置由起吊安装系统和拱肋扣索系统组成，见图1。

图1 缆索吊装系统布置示意图

缆索吊装系统跨径布置为140 m+250 m+100 m,索塔采用独塔门式钢框架结构；拱肋扣索系统由索塔、扣锚及钢绞线扣索等几部分组成，吊装系统由吊塔、吊锚及吊装索缆等构成。吊（扣）锚采用钢筋混凝土桩锚的方式，见图2。

图2 双肢拱肋安装示意图

3 拱肋安装精度控制难点

本桥地处奉化江上游由于下游已建桥梁通航净空较矮无法实现拱肋节段水上运输，因而只能采取单肢节段由陆路运达后现场拼装，受现场场地限制以及本身节段拼装精度要求较高给施工带来一定难度。

在拱肋节段拼装过程中，由于采用吊、扣一体安装工艺，且采用少扣索的方式即每两至三个节段为一个扣段，每个已吊装就位的各拱肋节段均受以后吊段的影响，这也对拱肋施工过程控制提出了更高的要求。因此如何提供准确拱肋节段拼装预抬量、扣锚索索力调整值，以及对拼装平面位置及高程精确测量是施工过程中拱轴线控制的重点和难点。

因此需着力解决以下三个问题：

（1）双肢拱肋现场拼装精度控制；

（2）施工拱肋拼装过程中节段预抬量；

（3）扣索索力计算，以及扣索索力现场控制。

4 拱肋现场拼装精度控制

受运输条件及施工工期限制（必须在台风期之前主拱合龙），拱肋先在钢结构厂内单拱制造完成然后通过陆路运输至施工现场，然后根据场地条件在陆地和驳船上组装成双肢拱肋。陆上拼装精度较易控制，水上驳船拼装由于受潮汐影响，拼装精度难以控制。因此拱肋拼装采用陆上拼装为主，驳船上拼装为辅。

（1）为保证拱肋拼装精度满足要求，所有胎架均采用型钢作为基础，型钢与地面预埋钢筋进行焊接保证其稳定性，型钢基座上铺设槽钢作为调平轨道，最终轨道高程相对误差控制在±1 mm以内。

（2）由于驳船受奉化江潮汐影响晃动较大测量精度不高，影响胎架安装精度。因此QC小组决定驳船胎架安装时采用船只搁浅的方式进行。即在高潮位时船舶进入岸边浅滩区，陆上缆绳将其固定，待退潮时船只搁浅，此时进行胎架的安装并做好安装标记点位。胎架安装完成之后，等待高潮位时船只开出浅滩区，见图3。

图3 船舶拼装胎架设置

（3）设置刚度好的型钢桁架作为拱肋临时连接横梁，确保拱肋安装及吊装过程中变形量处于极小水平，见图4。

图4 双肢拱肋连接横梁

（4）拱肋节段拼装由专职测量人员对风撑及临时横撑进行测量放样，焊接完成后由项目专职质检人员组织监理部门进行验收，合格后方可下胎架进行吊装

5 计算数据的严格检查复核

为保证计算模型数据的准确性将整个计算实施过程划分为四个步骤：（1）根据现场工况对预抬值及扣索索力进行手工演算；（2）利用专业软件进行计算；（3）第三方人员对项目自主计算结果进行复核；（4）计算结果与监控方计算结果进行对比，找出计算出入，并最终确定计算结果；（5）现场检验计算结果。

奉化江大桥有限元计算模型见图5。

图5 奉化江大桥 (拱桥计算跨径260 m)有限元计算模型

拱肋安装完成之后的高程及线形调整主要依靠扣、锚索进行调整，因此需按照吊装工况对扣锚索的索力调整值进行严格的计算，根据每一扣段的预抛高值及对称平衡施工要求，确定扣锚索索力。根据计算索力进行配索，确保施工安全及精度要求。

施工过程扣锚索最大拉力见图6，初张拉力见表1。

图6 施工过程扣锚索最大拉力图(Max:2580 kN)

表1 施工过程扣锚索初张拉力表

通过四次计算确保了模型建立的准确性，经过现场实际安装反馈情况，实测数据与模型模拟数据基本一致。

6 现场扣锚索索力控制

（1）张拉千斤顶均采用数显式液压千斤顶；（2）所有使用千斤顶均先行标定；（3）现场千斤顶稳压时间延长至5 min；（4）现场采用应力感应片检验扣索索力。

数显千斤顶的使用减小了扣索索力读数误差，稳压时间延长和感应片检测索力防止了扣索索力的损失，经现场实测扣索索力与模型提供数据相吻合。

7 结语

通过上述的施工控制措施，有效的控制了钢箱拱节段安装精度以及整体线形，通过每一个安装节段和实际测量数据反馈以及拱肋合龙后成桥线形及高程的数据，能够做到满足设计和规范要求。因此在做好以上技术措施的基础上采用双肢拱肋整体安装既能够加快施工进度，又能够满足安装精度要求，对类似桥型具有一定的借鉴意义。

[1]陈树华.钢结构设计[M].武汉:华中科技大学出版社,2007,126-131.

[2]北京钢铁设计研究总院.钢结构设计规范[M].北京:中国计划出版社,2003,123-134.

[3]周永兴,何兆易,邹毅松.路桥施工计算手册[M].北京:人民交通出版社,2001,172-179.