长节段钢管拱肋与系梁劲性骨架整体安装技术

周 鲁 平

(常州市航道管理处，江苏 常州 213000)

长节段钢管拱肋与系梁劲性骨架整体安装技术

周 鲁 平

(常州市航道管理处，江苏 常州 213000)

对常州戚墅堰大桥的长节段钢管拱肋与系梁劲性骨架整体安装技术进行了介绍，指出施工过程中的大构件空间定位技术、大阶段拱肋安装变形控制技术、拱肋简支状态下水平力控制技术等具有创新性，在类似桥梁施工中可以推广应用。

钢管拱肋，系梁劲性骨架，吊装

1 工程概况

戚墅堰大桥位于常州市戚墅堰区比较繁忙的地段，桥梁横跨京杭运河,是苏南运河航道“四改三”升级改造项目中的重点工程。桥梁拟建场地属太湖水网平原地貌单元，现河宽61 m左右，勘察期间河水水位2.5 m左右，水位受降雨影响变幅较大。现有戚墅堰大桥引道均为环形弯道，南侧与圩墩街相接，北侧与戚大街平交；场址沿线分布较多建筑物。

戚墅堰大桥全长414.7 m，主跨采用114.6 m，桥位处运河水面宽61 m；主桥采用一孔下承式钢管混凝土系杆拱，主桥宽30 m；计算跨径111 m，矢跨比1∶5，矢高为22.20 m，拱轴线为二次抛物线。系杆采用箱形截面，梁高2.2 m，宽1.4 m,拱脚处加高、加宽至3.9 m，1.7 m；拱肋采用哑铃型钢管混凝土，每个钢管外径1.3 m，

钢管及腹板壁厚16 mm，管内充C40微膨胀混凝土，拱肋高度为3.0 m；每片拱设间距为5.0 m的吊杆19根，吊杆为刚性吊杆，采用OVM.GJ15-19钢绞线成品索，吊索外设壁厚16 mm、直径245 mm的钢保护套管；风撑采用8道K撑，由外径130 cm和90 cm钢管焊接而成，壁厚分别为16 mm，12 mm；端横梁高度为2.45 m～2.75 m，宽2.6 m；中横梁高度为0.76 m～1.66 m，宽0.6 m,两侧设牛腿以支撑行车道板；行车道板采用25 cm高实心板。

2 项目特点

大桥横跨的苏南段京杭运河是我国黄金航道之一，航运十分繁忙，过往船只川流不息，且过千吨级的船舶及拖挂船队很多，为降低社会影响，海事部门要求施工期间必须得保持不少于50 m宽、7 m高的通航净空，意味着将无法在河道中搭设支架。如采用斜拉扣索法施工，则工程成本太高。经反复研究、论证，确定了“主桥岸地段采用支架法桥位安装，跨河段采用长节段钢管拱肋与系梁劲性骨架整体安装”的施工工艺，该工艺的技术特点与难点主要有：

1)拱肋与系梁劲性骨架工厂制作段运至现场后，跨河段先在岸上组装，然后采用浮吊整体起吊总装，不仅减少了河道中的支架，也将原本需要水上作业的工作转换为岸上施工，化解了水上作业的种种风险。

2)拱肋与系梁劲性骨架在岸上进行制作段散件组拼时，采用汽车吊吊装即可，相对桥位支架法直接安装，减少了封航次数和浮吊的使用频次，降低了机械使用成本和海事部门的配合费用。

3)长节段拱肋吊装如吊点设置不合理，变形过大，将造成拱肋合龙困难，精度超限。

4)拱肋和系梁劲性骨架合龙焊接工作量大，且需要精调定位，难以在一个封航点内完成系梁劲性骨架的全部合龙焊接，则无法依靠系梁劲性骨架平衡拱肋合龙后的水平推力。

3 施工方案

3.1 长节段拱肋与系梁劲性骨架组装

长节段拱肋采用现场卧倒拼装。拱肋分段运到现场后，通过汽车吊将拱肋吊放到拼胎架上，拱轴线精调就位后，利用胎架将拱肋对接口固定牢固，然后进行对接焊缝施焊，并及时进行焊缝质量检测。拼装长节段拱肋时，劲性骨架也同时在已设计好的劲性骨架胎架上开始拼装，同步进行，等待拱肋通过吊杆与其连成整体。

3.2 单片组合体吊离组装支架

为了保证单片吊装应力及变形最小，采用MIDAS CIVIL有限软件进行空间模拟，经过数次模拟计算最后选择吊点进行起吊，应力及变形较小。

3.3 长节段拱肋与系梁劲性骨架组合体总装

单片整体平移至桥位处后根据测量反馈数据精确就位。

长节段拱肋与劲性骨架就位后，迅速用码板将拱肋牢固联结，由于跨河段单片整体使用浮吊吊装就位受封航时间限制，不可能有足够的时间来对焊劲性骨架。为不影响通航，采取临时用4根φ32精轧螺纹钢虚拟劲性骨架4角钢承担由拱肋产生的水平拉力。

3.4 落架

拱肋合龙对接焊缝施焊和系梁劲性骨架合龙段安装就位、施焊完毕并经检测合格后，即可进行拱肋支架落架。落架时，采用气割割除总装支架顶部的定位胎架来实现落架，落架顺序严格遵照设计要求进行。

3.5 注意事项

1)拱肋吊装就位后两接头必须焊接牢固，连接拉杆(即φ32精轧螺纹钢)待拱肋准确就位后浮吊未松勾前将拉杆带紧，这里所说的带紧是指螺纹钢螺帽用扳手施拧不动为标准。2)浮吊松勾的原则及条件是在各项焊接及加固到位的情况下竟可能的晚点松勾，以促使拱肋在浮吊的拎住下焊接更多的时间拱肋焊缝。3)浮吊退去后，立即、加紧焊接拱肋(劲性骨架)使其形成整体，以确保稳定。

4 实施效果和应用前景

目前京杭运河水运繁忙，过往船只川流不息，且过千吨级的船舶及拖挂船队很多，施工期间不得断航，按照海事部门要求，航道内若设置支架，其净跨度不得小于40 m，通航限高不得小于7 m，若采用少支架法施工，在航道内设置的支架难免受到过往船只碰撞，危及船舶航运安全，同时支架自身的安全隐患很大。

戚墅堰大桥主桥于2012年5月10日开始在岸上组装跨河段拱肋与劲性骨架，2012年6月15号完成桥位总装合龙，总工期历时36 d。拱肋合龙精度分别为上游拱肋水平偏差8 mm、竖向偏差8 mm，下游拱肋水平偏差9 mm、竖向偏差6 mm。施工过程封航仅5次，封航时长均为省级海事部门可批准时长2 h。有效的缩短安装周期，减少了封航时间，解决了拱肋水平力克服难的问题，降低了施工风险，同时，在减少了浮雕使用次数和机械设备费用，水中跨河支架搭设、水上安全防护等费用等方面都取得了良好的经济效益。

航道网络的密度远低于公路交通网，如需封锁航道，过往船只一般难以绕行，封航时间越长积压的船只越多，尤其是在经济发展飞快的长江三角区，长时间的封航只会给社会带来很大的影响，而且极易发生交通事故，应用本工法施工可减少施工的封航次数，社会效益明显。

长节段钢管拱肋与系梁劲性骨架整体安装在地面进行，施工操作相对简单，精度控制也更容易，同时可缩短施工周期。施工过程中的大构件空间定位技术、大阶段拱肋安装变形控制技术、拱肋简支状态下水平力控制技术等具有创新性，在内河类似桥梁施工中可以广泛推广，特别是对于航道单边拓宽的跨河桥梁施工更具深远意义。随着《国务院关于加快长江等内河水运发展的意见》出台，国家今后一个时期将大力推进高等级航道网建设，本技术的推广应用前景广阔。

On integral installation of long-segmented steel tube arch rib and collar beam stiff skeleton

ZHOU Lu-ping

(ChangzhouChannelManagementOffice,Changzhou213000,China)

The paper introduces the integral installation of long-segmented steel tube arch rib and collar beam stiff skeleton at Qishuyan Bridge in Changzhou, points out some innovation in the large member spatial orientation in the construction, the large segment arch rib installation deformation controlling technique, and the horizontal force controlling technique under the arch rib simply support status, so as to ensure its extensive application in similar bridge constructions.

steel tube arch rib, collar beam stiff skeleton, hoisting

1009-6825(2014)07-0165-02

2013-12-19

周鲁平(1970- )，男，硕士，高级工程师

U445

A