龙场渡槽施工概述

周 朋

(大连理工大学土木建筑设计研究院有限公司，辽宁 大连 116023)



龙场渡槽施工概述

周 朋

(大连理工大学土木建筑设计研究院有限公司，辽宁 大连 116023)

基于龙场渡槽的工程概况，阐述了缆索吊机配合斜拉扣挂系统悬臂拼装的施工工艺，并归纳总结了拱圈施工中应注意的问题，保证了拱圈施工的安全可靠性，为类似工程施工积累了经验。

渡槽，拱桥，拱圈，悬臂拼装

1 概述

龙场渡槽为黔中水利枢纽一期工程总干渠的重要组成部分，该渡槽为钢筋混凝土拱式渡槽。拱桥跨度达到200 m，拱顶主拱肋宽度仅为5.5 m，其拱顶距龙场小河底部最大高差距离达到143 m，考虑到拱圈施工过程安全和节省临时设施费用，龙场渡槽主拱圈的施工采用全断面预制，缆索吊装配合斜拉扣挂悬臂拼装的施工工艺。由于拱圈跨径大，块件重量重，拼装块件多，拼装过程悬臂状态长，施工过程结构受力异常复杂。为确保拱圈施工过程安全可靠，结构体系受力合理和合理的拱圈成桥线形，本文采用数值方法对龙场渡槽拱圈施工全过程进行了数值模拟。

2 工程概况

龙场渡槽是一座上承式钢筋混凝土拱式渡槽，拱圈截面为单箱双室截面，拱圈净跨径L0=200 m，净矢高f0=40 m，矢跨比为1/5。拱圈下缘线形为悬链线，拱轴系数m=2.24。渡槽1/2立面如图1所示。拱圈截面为等高变宽单箱双室截面。拱圈截面高度3.5 m，拱圈宽度从拱脚12.0 m渐变为拱顶的5.5 m，宽度变化曲线采用二次抛物线。拱圈截面顶、底板厚度均为40 cm，边腹板厚度为65 cm，中腹板厚度为40 cm。拱上的槽壳为简支结构，支承在拱上排架上，其跨度为15.0 m。渡槽横断面如图2所示。

3 施工过程

龙场渡槽主拱圈共分为29个节段，从渡槽进口至出口依次为进口0号段～13号段，拱顶合龙段，出口13号段～0号段，拱圈分段图如图3所示。进、出口0号段采用在贝雷桁架和临时斜拉扣、背索组成的支架上分层现浇的施工工艺。进、出口1号段～13号段，共26个块件，采用预制厂预制，缆索吊机配合斜拉扣挂系统悬臂拼装的施工工艺。拱顶合龙段长度1.8 m，在劲性骨架合龙后现场浇筑合龙段混凝土实现拱圈合龙。

拱圈0号块浇筑共分为三层进行，自底板开始，依次浇筑底板、腹板和顶板。待0号块全部混凝土浇筑完毕并达到设计强度后，张拉0号块的扣索和锚索，拆除其临时扣索、临时锚索、模板支架及贝雷片，实现0号块的体系转换。

除0号块和拱顶合龙段外，拱圈其余部分采用全断面分段预制、悬臂拼装(缆索吊机配合斜拉扣挂系统)的无支架施工工艺，纵向进、出口每侧各分为13个预制节段，全桥共有26个预制安装节段。

预制安装节段在主拱圈下方预制厂全断面半长线法分批预制，用龙门吊配合旋转平台实现方位调整，采用缆索吊机吊装运输到位。节段到位后其后方坐落于已安装块件前方的榫头上，利用手拉葫芦和榫头间钢板厚度调整块件轴线，节段前方通过扣索与扣塔相连，通过扣索、背索的逐步张拉和缆索吊机逐步放松实现扣、背索和缆索吊机之间的受力转换，利用扣、背索张拉调整块件的安装标高和交界墩的受力状态。待块件姿势调整完毕后，焊接接头钢筋，灌注边腹板拼接缝，浇筑湿接缝混凝土。待湿接缝混凝土达到设计强度后调整扣、背索索力。然后再进行下一循环的安装施工。

预制节段安装完毕后，安装拱顶合龙段劲性骨架，浇筑合龙段混凝土，实现拱圈合龙。

在拱顶合龙段混凝土达到设计强度后拆除扣、背索。扣、背索的拆除按规定程序进行，在缆索拆除过程中应确保人员安全，并避免对结构受力造成冲击。待拱圈施工完成后即可以进行拱上排架施工，为加快施工进度，同时减少高空作业带来的风险，龙场渡槽拱上排架同样预制拼装的施工工艺。考虑到缆索吊起吊高度的限制，排架预制段高度均限制在10 m以内。拱上排架安装完成以后即可以进行拱上槽壳的安装，同样由于缆索吊机起吊高度的限制，槽壳安装采取从拱顶向两侧逐跨安装的施工顺序。

4 拱圈施工应注意的问题

本桥的施工难点在于主拱圈的施工，由于拱顶距地面高差达到124 m，传统的有支架施工方法受到了限制。同时由于两岸山势陡峭又缺乏施工场地，转体施工方法又无法采用，经过多方案的比选最终选定了缆索吊装配合斜拉扣挂系统的悬臂拼装施工工艺。采用该方法施工钢筋混凝土拱桥时应注意如下方面的问题：

1)采用悬臂拼装施工方法施工，拱圈安装过程中的主要控制参数包括扣索索力、背索索力和块件前方的安装预拱度。

2)为确保拱圈的成桥线形，降低块件安装难度，施工中要提高拱圈接头的施工精度，前后块件间要方便形成铰的连接形式，以方便块件安装过程中前端标高的调整。

3)块件安装过程中，通过缆索吊机的逐步放松和扣、背索的逐步张拉，实现缆索吊机和扣挂系统之间的索力转换。在索力转换过程中应确保扣索、背索、扣塔和扣、背锚固系统的受力安全。索力转换完成后应确保块件前方标高满足设计要求。

4)采用悬臂拼装施工钢筋混凝土拱桥时，为优化拱圈施工过程中的应力状态，一般至少需要对扣索和背索进行两次张拉，第一次为拱圈安装就位过程中扣挂系统和缆吊系统之间的索力转换。第二次为块件间接缝混凝土达到要求强度后，下一节段安装之前。根据上述控制要求，扣、背索的张拉设备及锚具构造应具备反复张拉、低应力安全锚固等性能。

5)为确保拱圈吊装过程中拱圈受力状态更为合理，在块件安装过程中可拆除部分已安装块件的扣索和背索，拆除的扣、背索应根据计算确定。

6)为确保拱圈合龙段的顺利施工，合龙段劲性骨架焊接应按设计要求在温度较低和温度相对变化较缓的时间段完成。

7)在拱圈安装过程中，扣塔的受力安全和稳定要尤其注意，在施工过程中，必须同时确保扣塔的受力安全。

5 结语

龙场渡槽由于特殊的地理环境，拱顶距地面最大高差达到124 m，由于该结构为水工结构拱圈需要承担较大的荷载，同时拱圈的断面又受到一定的限制。这种特殊的结构给拱圈的施工带来较大的难度。通过多方面综合比较，最终采用了全断面预制，缆索吊机配合斜拉扣挂系统悬臂拼装的施工工艺。实践表明该桥的施工方法是合理的，安全的，可为同类桥梁施工提供参考。

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Longchang aqueduct construction overview

Zhou Peng

(DesignInstituteCo.,LtdofCivil&ArchitectureofDUT，Dalian116023，China)

Based on the engineering general situation of Longchang aqueduct, this paper elaborated the construction technology of cantilever erection of cable crane coordination with cable-stayed knotting system, and summarized the matters needing attention in arch ring construction, ensured the safety and reliability of arch ring construction, accumulated experience for similar engineering construction.

aqueduct, arch bridge, arch ring, cantilever erection

1009-6825(2017)06-0210-02

2016-12-14

周 朋(1979- )，男，工程师

U445

A