提篮式钢管混凝土拱桥施工过程关键技术分析以武冈客运专线路口特大桥为例

王凤喜

一、工程简介

武汉至黄冈城际铁路路口特大桥112m提篮钢管拱桥工程，桥梁总长116m，计算跨长112m，矢跨比f/l=1∶5，拱肋平面内矢高22.4m，拱肋采用悬链线型。拱肋横截面采用哑铃形钢管混凝土截面，截面高度3m，钢管直径为1.2m，由厚18的钢板卷制而成。每根拱肋的两钢管之间用16厚的腹板连接，每隔一段距离在钢管内设置加劲环，在两腹板间焊接拉筋。拱肋在横桥向内倾9°，形成提篮式，拱顶处两拱肋中心距9.19m。拱脚处两拱肋中心距16.2m。本桥拱肋钢管、腹板等采用Q345qD钢，其余钢材采用Q235钢。与传统的平行拱肋相比提篮拱桥具有较大的宽跨比，因此在进行施工的过程中具有比较高的稳定性以及良好的抗震性能。

二、提篮式钢管混凝土拱桥施工的关键技术分析

1.在拱座进行大体积混凝土浇筑时对裂缝的控制

在对供座进行混凝土浇筑的过程中，由于是大体积的混凝土浇筑，因此在单位时间内混凝土发生水化反应就会产生大量的热，并且热传导的距离较长。这样就会导致热量集聚在混凝土的内部无法发散，造成大体积混凝土中的内外温差很大。因此施工人员在对混凝土进行养护以及后期拆模的过程中就容易产生开裂现象。这种裂缝现象对于提篮式钢管混凝土拱桥的质量影响很大，所以在施工过程中注意对裂缝进行控制是拱桥供座施工的关键点和质量控制的关键。我们可以将混凝土的材料配合比进行优化从而减小在施工中混凝土的水化热。同时，也可以对施工的技术进行优化来达到释放水化热的目的，以此来控制大体积混凝土内外的温度差，使得拱座的大体积混凝土温度应力不大于混凝土的抗拉强度，从而防止大体积混凝土产生裂缝。

在拱座进行大体积混凝土浇筑时对裂缝的控制具体措施如下：

（1）拱座的浇筑采用的是C25的混凝土，在混凝土的配合比设计中我们采用的是热量低的矿渣水泥，在其中掺杂粉煤灰以及高效的减水剂，用以降低在混凝土中水泥的用量，降低水灰比，最终降低混凝土的水化热。

（2）将在拱肋预埋的钢管作为分界线，供座按照分界线分别进行混凝土的浇筑，因此来减少每次浇筑的混凝土的浇筑量，这样有利于降低单位时间内的水化热，有利于混凝土内部热量的散发。

（3）利用混凝体的裂缝计算出结果，在混凝土的内部设置循环冷却的水管，确定每一次浇筑的混凝土的数量，及时地对混凝土进行养护，这样能够减少混凝土内外的温度差，从而对于拱座的大体积混凝土的裂缝具有一定的限制作用。

2.武冈客运专线路口特大桥提篮式钢管混凝土拱桥施工步骤

（1）首先对于主孔的基础以及墩身进行施工，然后搭设支架，安装拱脚段预埋钢拱肋及其定位钢构件，混凝土进行浇筑之前支架需要预压。

步骤1

（2）支架现浇系梁以及拱脚混凝土，混凝土需要养护15天并且要达到设计强度的90%以后，交错张拉预应力索，交错张拉第一批预应力索。

步骤2

（3）在系梁上搭设支架，对支架进行预压。然后在支架对称安装第一段拱肋钢管，同时注意K撑以及辅助临时定位撑的安装。最后调整拱肋的线型，焊接拱脚的接头焊缝。

步骤3

（4）对称安装第二段拱肋钢管，然后调整拱肋的线型达到设计的标高，注意临时定位撑以及永久横撑的安装，焊接拱肋钢管的接头焊缝。

步骤4

（5）安装合拢段的钢管；检查、校核、调整各接头点的标高；安装焊接各接头处的焊缝；安装拱顶的横撑；泵送拱肋上的钢管混凝土；泵送拱肋下的混凝土；分仓、对称、均匀灌注拱肋腹板板内的混凝土，要严防板内的混凝土外翻；在混凝土进行泵送时，要注意观测拱脚和拱肋的位移；

步骤5

（6）等待管内的混凝体土到达设计强度的95%以后，拆除系梁上的混凝土支架，安装吊杆并且张拉3。

步骤6

（7）依次张拉其余的吊杆；张拉系梁剩余预应力索；

步骤7

（8）拆除系梁支架；安装桥面的线上设备；检测和调整吊杆力至设计值；对拱脚进行二次混凝土的浇筑；钢管外的表面涂装；施工完成，验收，准备运营。

步骤8

3.拱肋合拢段的施工方案

我们在进行合拢段的施工之前，应该对于水平的系梁进行初张，这样可以有效地防止拱肋自重产生的水平力的作用。要在合拢段和两侧的前端之间存留有一定的空隙，在这空隙中安装临时的法兰来对整个系梁进行临时的固定，然后采用焊接的形式对其进行加固。对于合拢段的施工顺序是：利用精密仪器对两拱之间的间距进行测量→利用得到的数据对已经合拢的施工段进行修正→对于合拢段进行提升和就位→在空隙的内部安装临时的法兰→等到温度稳定以以后进行固定→利用焊接进行加固。

（1）施工准备

对于临时的法兰进行加工，加工的质量要满足相关的规范和要求。对于临时的法兰盘应该进行喷砂的处理，经过处理后的法兰盘的表面摩擦系数不小于0.5。出厂前的设备要做抗滑移的试验。对于已架拱段的调整：在每个分段的拼装过程中要对拼装的误差进行实际的控制，这样才能使得偏差的方向保持一致性，合理的控制偏差的范围。拱段的标高要满足误差范围内的测量，四点的高差也要满足误差的要求。在拱段进行调整以后，对于两拱之间的间距进行精确的测量，根据得到的数据来计算安装的误差。

（2）合拢段的吊装

起吊：吊点的位置要尽量保持水平。

对位：在上弦管进行跨越的同时，必须要对前后吊点的高度进行调整，然后使得整个合拢段保持一定的高度。随后再进行一定的调降工作，这样能够使得合拢的部分依靠悬臂的支梁横跨在段的两侧。然后在合拢的部位达到吊装的位置时候，在合拢段的两侧要设置电动装置来进行合拢的操作；还要设置一定数量的紧线器，对于合拢段的轴线的位置进行调整。利用紧线器和电动葫芦，能够实现合拢段的精确的线型的控制。

定位：在我们调整完合拢段的选型以后，应该在接头处立即安装临时的法兰盘，原先接头处安装的是内衬圈。在安装临时的法兰盘时，要注意保持法兰盘的灵活，不得轻易锁死临时法兰盘。

三、 结语

本文以武冈客运专线路口特大桥主跨112m的提篮式钢管混凝土拱桥施工项目为基础，探讨了这一类型铁路桥梁的关键性技术的施工步骤，希望能给广大的工程技术人员以借鉴。