大跨度钢筋混凝土箱形拱桥主拱圈施工技术

常　星

(贵州路桥集团有限公司，贵州 贵阳　551000)



大跨度钢筋混凝土箱形拱桥主拱圈施工技术

常星

(贵州路桥集团有限公司，贵州 贵阳551000)

摘要：以龙塘河大桥为工程背景，介绍了大跨度钢筋混凝土箱形拱桥主拱圈的施工技术，特别是缆索吊装系统、钢拱架的悬臂拼装、主拱圈的混凝土浇筑、主拱圈施工监控等。对于施工类似拱桥具有一定的借鉴意义和工程实用价值。

关键词：大跨度；拱桥；缆索吊装；钢拱架；主拱圈；监控

1工程概况

龙塘河大桥位于贵州省务川县都濡镇杨村，跨越龙塘河，该河谷为V字型发育，谷宽120～150 m，深90～100 m，大桥跨越处岸坡坡底约为750。桥跨布置为1×16 m(预应力混凝土空心板)+125 m(钢筋混凝土箱形拱)+ 1×16 m(预应力混凝土空心板)，大桥全长170.6 m。桥梁平面位于直线上，桥面纵坡为双向1.0%，桥面横坡为双向2%。主拱圈为单箱双室截面，主拱圈宽度为7 m，高度2.2 m。

2主拱圈施工技术

2.1缆索吊装系统安装

(1)索塔拼装

索塔采用Φ630×14 mm钢管，务川岸索塔设置在0#桥台上，大坪岸索塔设置在3号个桥台上，作为主缆和部分扣索的支撑位置，两岸成对称布置；每个索塔由两个单塔加两道横向系杆组成，构成“门式”索塔，两岸塔设置等高，塔高19 m，比桥面高18 m左右。索塔底部采用铰接。

(2)锚碇结构的施工

锚碇用于锚固主索天线及扣索，采用桩式混凝土锚碇结构，锚碇设置在桥台后面，用爆破配合人工开挖成直径为2.5 m，深6.0 m的桩孔，桩孔置于中风化岩层上，并沿周边设置长80 cm，间距30 cm的Ф20钢筋锚杆，然后浇筑C25钢筋混凝土，形成钢筋混凝土锚桩，锚桩高出地面150 cm并设置桩帽，缆索吊主索直接扣在桩上，在锚桩上设置施工用的各种预埋件，包括扣索、后浪风等。

(3)设置临时拱座

拱架临时拱座利用永久性拱座加宽加长作临时拱座，拱架与临时拱座的连接为先铰接后刚接，在浇筑拱座时按坐标放样预埋好钢铰(Φ325 mm半圆钢管)；在拱脚节段与临时拱座脚接部位预埋410×260×20钢板加强受压区强度，并增大拱座受压面；在拱架拼装完毕后把拱脚节段支撑腿牢固焊接在预埋钢板上，从而使铰接转换为刚接，大大加强拱架的纵向稳定。临时拱座内设置钢筋，钢筋与永久性拱座连接，混凝土与永久性拱座同时浇筑。

(4)索鞍的安装

本吊装系统索鞍采用八线索鞍，置于索塔钢管的顶端，单个索鞍横向宽1 m，纵向长1 m，与索塔钢管的连接采用焊接，要求满焊后，再增加8块厚8 mm的加强板。

(5)缆索吊装的安装

本桥钢拱架的构件、节段和桥梁上部10.2 m空心板均采用缆索吊装系统进行安装，缆索吊机主要数据如下。

吊重设计T=19.0 t跨径L=167.82 m安装挠度f=L/15

承重主索为Φ52(6×37+FC)钢丝绳起重索为Φ21.5(6×37+FC)钢丝绳

牵引索为Φ36(6×37+FC)钢丝绳

起重、牵引作业均采用8 t卷扬机进行，起重绳通过起重跑车组走四线。

(6)承重索的安装

用Φ=52 mm 的钢丝绳作为承重绳，在施工过程中应注意安全，在钢丝绳对接好后用卡子按规范要求卡好，而且在每个卡子的前后用红色油漆标柱，便于观察承重绳是否滑动。

主索的架设过程为：先将一端头绕过一岸塔顶并固定在锚锭上，在对岸塔顶绕1根Ф21.5 mm的钢丝绳并与此岸的主索连接，并在对岸采用8 t卷扬机拉动钢丝绳，将主索拖到对岸并绕过塔顶锚固在锚锭上，完成主索的架设。

(7)小跑车的安装

小跑车用单门四线起重跑车，在地面把跑车道轮拆开，用一根钢丝绳通过卷扬机从缆索上通过滑车把跑车吊到缆索上，到位后再把跑车轮安装上，把跑车拴住任何塔顶一岸靠近河中方向，再进行牵引的安装。

(8)牵引系统的安装

牵引绳用Φ21.5 mm的钢丝绳作为牵引,两岸各用一根经过卷扬机,穿过锚锭倒向滑车转到塔顶,用一个抬线滑车挂于25号工字钢底下,牵引从抬线滑车通过与跑车连接牢固,为避免起重、牵引索在跨中下挠或缠绞，在跨中承重绳上每20 m加设一道支索器(承马夹)，每道支索器间以Φ12 mm钢丝绳连接。

(9)起重系统的安装

起重索采用单头进卷扬机，起重索通过索塔顶至锚锭滑轮转向进入8 t卷扬机。

2.2钢拱架的施工

拱架的施工是该桥成功的关键， 拱架的施工分为两个阶段形成： 悬拼拱架阶段、拱架预压阶段。因主跨为125 m，跨度较大，未采用贝雷梁拼装，而是自行设计的型刚拱架。钢拱架主要由标准节段、拱脚节段、连接构件及合拢段组成，横向系用横联和平联连接。在主拱圈下拼装圆弧形钢拱架，沿顺桥向在拱圈下拼装类圆弧形钢拱架，沿弧向共用23大组、横向每组5小组，共计115小组钢拱架。节段之间上弦采用法兰钢板螺栓连接，下弦采用阴阳接头铰接。钢拱架为矩形结构，下弦采用销接，上弦通过楔形连接结构调节栓接各节段钢拱架，保证节段拼装后按照箱拱圆弧方向变化，最终形成弧形拱架；钢端桁架连结第一节段钢拱架与拱脚，在拱脚节段设铰，保证在拱架拼装成形并卸掉扣索后，形成两铰拱，使在拼装过程中产生的附加应力重新分布，有利于临时拱圈的受力，在拆除临时拱圈的扣索后，再封闭拱脚的铰，焊接连接型钢，使之转换为无铰拱；临时拱圈形成后，在钢拱架上搭设钢管架，安装调节顶托，在顶托上铺设分配梁、方木、模板，浇筑混凝土。

3拱圈混凝土浇筑

拱圈混凝土浇筑采用三环五段进行。拱圈混凝土浇筑时纵向上根据监控数据分为的五大段，分别为拱脚段(两段)、拱顶段(一段)、中间段(两段)。对这五大节段交替进行往返浇筑。其中拱脚段浇筑方向为从下往上，拱顶段浇筑方向为从拱圈正中向两岸方向对称进行，中间段浇筑方向是从3L/16分往3L/8位置浇筑。

拱脚段采用分三层(底、腹、顶板)浇筑，浇筑时设置封闭模板。第一环混凝土浇筑强度达到90%以上后，浇筑第二环混凝土。浇筑第二、三环的混凝土湿重由拱圈底板混凝土和钢拱架共同承担，根据两个施工工况的计算比较和同类施工工艺桥梁的施工经验，浇筑第二、三环混凝土时，底板混凝土分担腹板和顶板的一部分荷载，所以拱架的受力和变形的都将变得很小，钢拱架预压加载最大重量是以第一环混凝土的最大加载重量来控制。浇筑拱圈第一环混凝土时，底板最大浇筑荷载为底板和马蹄腹板重量+底板模板+施工临时荷载等。底板和马蹄腹板体积333 m3的重量(801.5 t)+钢模板重(20 t)其他钢管等荷载15 t，钢拱架承重荷载为836 t。

4结束语

龙塘河大桥主拱圈的顺利合拢，又一次证明了大跨度钢筋混凝土箱形拱桥采用缆索吊装、钢拱架悬拼安装斜拉扣挂的方案是安全可靠的，是有较大发展空间的。钢拱架的设计及安装、主拱圈混凝土浇筑顺序、浇筑长度更是其控制的关键。钢拱架设计及悬拼方法、斜向三角形爬模挂篮设计及悬浇方法是拱桥向更大跨度、更具竞争力方向发展的有力保障。

参考文献：

[1]鞠玉财,邓廷权. 大跨度悬浇钢筋混凝土拱桥合龙施工技术研究[J]. 西部交通科技,2014,(5):44-47.

[2]谢卫红. 大跨度钢筋混凝土拱桥悬臂浇筑施工技术比较研究[J].江西建材,2014,(8):173，176.

[3]刘晓燕. 彭阳县飞龙东路跨双龙路景观大桥现浇钢筋混凝土箱型拱桥主拱圈施工技术[J]. 科技视界,2014,(24):130-132.

The main arch construction technology of long span reinforced concrete box arch bridge

CHANG Xing

(Guizhou Road & Bridge Co., Ltd.,Guiyang, Guizhou 551000,China)

Abstract:Taking Longtang River Bridge as the engineering background, the author introduces the construction technology of long span reinforced concrete box arch bridge, especially the cable hoisting system, cantilever assembly of steel arch, concrete pouring of the main arch ring and the construction of the main arch of monitoring. Hopes to make reference for the similar bridge construction and practical value in engineering.

Keywords:large span arch bridge; cable hoisting; steel arch; arch ring; monitoring

中图分类号：U445

文献标识码：C

文章编号：1008-3383(2016)03-0075-02

作者简介：常星(1983-)，男，湖南岳阳人，工程师，主要从事道路、桥梁施工方面研究。

收稿日期：2015-08-15