总溪河特大桥拱肋安装施工

胡长军

(贵州桥梁建设集团有限责任公司)

1 工程概况

总溪河特大桥是杭瑞高速公路贵州省毕节至都格高速公路的控制性工程，特大桥全长928 m，起点桩号K106 +237.5，终点桩号K107 +162，主桥为净跨径360 m 的上承式钢管混凝土变截面桁架拱，主拱净矢高为69 m，矢跨比1/5.127，桥面净宽24.5 m。大桥主拱圈采用等宽度变高度空间桁架结构，断面高度从拱脚的11 m 渐变至拱顶的11 m(中到中)。单片拱肋宽度4 m(中到中)，横桥向两片拱肋间的中心距拱脚和拱顶处均为14 m。肋间设置横联米字撑。主拱拱肋的上弦和下弦都做成变截面的钢管，钢管拱肋使用对称接头，接头管内采用法兰盘栓接，接头管外采用焊接连接。钢管内灌注C55微膨胀自密实混凝土。通过吊装重量和结构件的运输控制主拱圈的节段划分，节段按拱圈每侧划分为14 节，全桥拱圈共分58 节，最大节段的吊装重量为120 t。

2 拱肋接头设置

2.1 拱脚接头

为了使主拱圈在吊装过程中便于调整标高和线型，拱脚接头采用竖向可转动的铰连接方式。拱脚截面中心处设置一弧形铰，上下弦管与拱脚预埋段间留60 cm 断缝，待主拱圈吊装完毕，调整好拱肋标高及线型后，首先采用与主拱圈同规格、同材质的钢管进行对接溶透焊后，再采用外包钢板补强焊的形式连接拱脚接头，加强的主要目的是考虑到现场焊接质量稍逊于工厂焊。

2.2 节段间接头

节段与节段间的接头采用内法兰加搭接套管形式连接，待节段安装就位并用高强螺栓等连接好法兰盘后，再焊接搭接套管，最后完成节段之间的连接。

2.3 拱顶接头

拱顶接头采用内置式瞬间合拢连接构造。待节段安装就位，调整好拱肋标高、线形，并利用花兰螺母进行线型微调和上下弦杆内力调整后，及时焊接搭接套管，完成拱肋的全桥合拢。

3 拱脚预埋段安装

施工设计图设计是按每片拱肋都有对应的一个独立定位钢支架，施工拱座时按定位钢支架的节点在拱座表面放好样先预埋定位钢板，然后根据定位支架设计安装好定位钢支架。拱脚预埋段用三维坐标定位方法精确定位并通过25 t吊车进行安装。为保证其安装的精度，安装前要复核测量控制网的精度，要进行双人独立测量和计算复核。为保证在施工过程中防止混凝土侧压力和其他外力因素使预埋段产生位移发生偏离，在安装时要加强钢支撑对预埋段的加固，并同时保证三片拱肋铰座铰轴的同心度。

4 拱肋安装

主拱肋安装采用缆索吊机吊装就位，扣索斜拉锚固定位的施工方法安装。拱肋节段采用缆索吊机左右分幅安装，两岸对称悬臂拼装。用辅助工作天线安装左右幅拱桁间纵横竖联接系。全桥设一套缆索吊装系统，缆索吊塔与扣塔分开设置。

4.1 拱肋安装程序

(1)吊装毕节岸的第一节段上游侧拱肋桁片就位，挂1号扣索，测量确认拱肋高程和轴线至满足设计要求，锚固扣索。

(2)吊装都格岸的第一节段上游侧拱肋桁片就位，挂1号扣索，测量确认拱肋高程和轴线至满足设计要求，锚固扣索。

(3)将主索索鞍横移至下游侧拱肋正上方，锚固索鞍。

(4)先后吊装两岸下游侧第一节段拱肋桁片，挂扣索，测量确认拱肋高程和轴线至满足设计要求，锚固扣索，同时用辅助工作天线安装下游侧拱肋的联系。

(5)照上述顺序吊装第二～八节段，节间法兰盘临时螺栓连接，调整扣索索力，调整拱肋高程和轴线。

(6)封固拱脚临时铰。

(7)比照(1)～(4)顺序吊装第八～十四节段，节间法兰盘临时螺栓连接，分别挂扣索，张拉扣索，调整拱肋高程和轴线，安装拱肋间横联、平联，工地焊缝焊接。

(8)观测拱肋线形、高程、合拢段长度与温度的关系，按设计规定的合拢温度，精确测量合拢段长度，切割余量，在规定温度时，安装合龙段，按设计合龙温度条件瞬时合拢。

4.2 拱脚扣段的安装

每岸拱脚扣段拱肋分为2 个吊段，先用缆吊将毕节岸上游侧拱肋桁片吊运至拱座旁，缓缓将拱肋节段拱脚下端的铰轴放到铰座上，通过在拱座上预埋设施和链条滑车对拱肋下端铰轴位置进行调整，逐步使拱肋铰轴与拱座上的铰座紧密贴合。在符合要求后，在拱肋的上端连接侧浪风，在拱肋后安设扣索，通过侧浪风调整拱肋轴线位置，用扣索张拉调整安装高程，力全部由扣索承担且拱肋的轴线和标高均符合设计要求后，慢慢松开吊钩。然后按同样的方法安装都格岸拱脚扣段上游侧拱肋桁片。移动主索索鞍至下游侧拱肋上方，按同样的方法，安装两岸下游侧拱肋桁片，最后用辅助工作天线安装拱肋间联系。

4.3 普通扣段的安装

普通扣段的吊装和拱脚扣段的吊装程序基本上相同，先用运输平车将拼装好的拱肋桁片梁运至索吊吊装位置，通过索吊吊运到安装位置后，拱肋桁片段下端接头与已安装好的拱脚扣段或上一段已安装好的普通扣段的上端接头做法兰盘螺栓临时连接，放松下端吊钩，在普通扣段后面安设扣索，扣索上端安设风缆，通过扣索调整普通吊段的标高，通过风缆调节普通吊段的拱肋轴线位置，待普通吊段的标高和拱肋轴线符合要求后，松开上下端吊钩，完成一个吊段的安装，相邻的吊段安装全部安装完成后，用辅助天线安装拱肋间的联系。

普通吊段从桥两岸对称分别从第一节段向桥梁中间拼装，当拼到第8 段后，将拼装好的吊段作为一个整体进行节点控制标高和拱肋轴线调整，标高和轴线符合要求后，将拱脚的临时铰进行封固，同时对两节段间的环焊缝进行围焊。最后再按前面的方法安装8 ～14 节段。

扣索的调整是根据拱肋的控制标高和索力所决定，一般为每一组拱肋的扣索设置好后，要先对前面已完成的扣索进行调整，扣索的调整采用经检测合格的智能千斤顶同步作业、分级张拉，同时用频谱仪进行索力测定，以进行安全校验。

拱肋的上、下游必须设定相应数量的浪风缆，除了用于调整拱肋的轴线位置外，还作为拱肋悬拼时的横向稳定，保证安装的安全。扣索在张拉前，首先对每束钢绞线进行预紧，再张拉至设计的张拉力，使钢铰线在工作时受力是均匀的。

5 拱肋合拢施工

拱肋的第14 节段吊装安装符合要求后，需要对安装好的拱肋进行大于24 h 的观测，并根据温度的变化情况和拱肋悬臂端的位移情况绘制温度与悬臂端位移的关系图，作为拱肋合拢时的温度修正依据。拱肋合拢前，要对拱肋的线形、内力和标高等进行调整以及温度修正，待温度移定时，立即根据合拢温度和观测的合拢段间距确定合拢段的精确长度，工地现场切割余量，快速安装合拢段，实施瞬时合拢。设计合拢温度为15 ℃±5 ℃。合拢完成后要检测和测试各项指标是否符合相关要求，待全部指标符合要求后方可进行下一步工序。

6 拱圈内混凝土灌注施工

该桥拱肋混凝土采用C55微膨胀自密实混凝土，用泵送从两岸对称自拱脚向拱顶上升均衡压注施工，混凝土浇筑前要对拱肋进行清洗，使内管壁干净和湿润，要做好各项准备措施，保证做到一次性连续浇筑完成。浇筑时要先泵适量的水泥浆再进行混凝土浇筑，混凝土浇筑以拱肋钢管顶端设置的排气孔有合格的混凝土排出时方可停止浇筑，并及时封闭浇筑入口的防倒流截止阀门，管内的混凝土强度达到设计强度的80%后，方可浇筑下根拱肋的混凝土，浇筑的拱肋要上下弦、左右幅对称浇筑。

为保证混凝土泵送工艺的顺利进行，要准备好备用泵送设备，并模拟施工的实际场景进行浇筑试验。当达不到一次性将混凝土自拱脚泵送至拱顶时，在L/4 处采取“接力”措施。管内混凝土灌注的密实度要求大于99%。为保证混凝土质量，首先应在施工前通过试验确定符合要求配合比，在施工中严格执行配合比，并同步取样做好试块;其次在施工过程中应做好质量控制，特别是对现场砂的含水率、现场混凝土水灰比的配置及坍落度的事先确定进行严格监控。钢管内的混凝土密实度检测以人工敲击为主超声波检测为辅。对发现异常的地方应进行钻孔复验，存在不密实的部位应采用钻孔压浆法进行补强，压浆强度应高于管内混凝土的强度，然后将钻孔补焊封固。

7 扣索的解除

完成拱圈混凝土的浇筑并达到设计强度后方可进行扣索的拆除。扣索的拆出顺序为两岸对称拆除。扣索拆除后，对拱肋进行各项指标检测，符合要求后完成拱肋的安装。

8 结 语

根据总溪河特大桥的构造和拱肋的特点，通过缆索吊机悬拼及扣索斜拉锚固安装主拱肋，辅助天线安装节段间横联和纵联，最后经过验证是十分有效合理的，工程施工得到有效保证，该桥的施工可以作为同类桥型在峡谷地带施工借鉴。

［1］鄢俊.下承式无风撑钢管混凝土系杆拱桥钢管拱肋分三节吊装架设施工技术［J］.铁道建筑技术，2008，(S1):102－103.

［2］曾军民.顶升法在大跨径钢管拱中的应用［J］.科技经济市场，2007，(8):78－79.