系杆拱桥施工方案

眉太高速公路系杆拱桥施工方案

中铁二十局集团第三工程有限公司 重庆市 400065

摘要：桥梁的作用众所周知，当前桥梁不再只是作为一种跨越障碍的结构物而是同时要满足作为城市的特殊标志建筑。因此各式各样的桥梁应运而生其中系杆拱桥便是一种美观而又实用的桥型，本文结合营头村霸王河系杆拱桥设计编写施工方案。

关键字：预应力、钢管混凝土、1-148m系杆拱桥

The construction scheme of the MeiTai highway tie arch bridge

Author: liu guoqiang

(the Third Engineering Co. , Ltd. of China Railway 20th Bureau Group Chong qing 400065)

Abstract:

The role of the bridge is well know, at present the bridge is no longer just as a structure that cross barriers, but also to meet the special symbol building of the city. Therefore, a wide variety of Bridges were created, which was a beautiful and practical bridge, and the acheme was written by the design of the arch bridge of the ying tou village .

Key words:

Prestress, steel tube concrete, 1-148m arch bridge

一、工程概况

营头村霸王河大桥长度934m，最大桥高19m；主桥17号、18号墩墩高分别为13.5m、11.0m,主跨上部采用148m单跨简支下承式钢管混凝土系杆拱，主拱肋采用钢管桁架结构内部填充C50微膨胀混凝土，上下弦杆为平置的哑铃形，中跨拱肋总高35.1m，钢管外径800mm。两片钢管混凝土拱肋与主桥横桥向平行设置，横桥向轴线间距28m，半跨主拱肋分为：预埋段、第1至第5吊装段、1/2合龙段，单根主拱肋共13段；¢800×20㎜钢管及平联板内泵送C50微膨胀砼，拱肋腹杆¢400×12㎜钢管。风撑共设5道，其中设x型1道，两侧设k型共4道。本桥纵向采用双吊杆体系，全桥共设吊杆104根，吊杆纵向间距为5m，双吊杆横向间距为0.5m。

纵向系梁采用¢15.2预应力箱型混凝土结构，两根系梁中心线距离28.0m，箱型底板、顶板厚度60㎝，腹板厚度60㎝，实心段断面宽度2.5m，高度2.6m；端横梁设计为翼缘式箱型预应力混凝土结构，箱室底板、顶板厚度45㎝，实心段断面宽度6.0m，高度2.3m。

主桥上部结构主要工程量：系杆拱纵向系梁C55混凝土1951m3,端横梁C55混凝土450m3,拱肋压注C50膨胀混凝土758m3,预制桥面板C55混凝土649m3,现浇C50膨胀混凝土293m3,钢结构防腐涂料15789m2,¢15.2钢绞线136.54t,吊杆69.72t，各类钢管重715.4t。

图1.1 主桥平面位置图

主桥结构断面、立面图

2. 施工方案

根据主桥1-148m系杆拱结构设计特点，拟选定一个桥梁队和一个专业厂家完成系杆拱桥施工任务，总体施工顺序遵循先梁后拱法。

主桥纵向系梁、端横梁采用墩梁支架现浇施工；经预应力张拉压浆后，进行横向钢结构吊装连接、桥面板安装及桥面系施工。钢管拱肋采取选择专业厂家加工制作，在系梁、端横梁完成浇筑与张拉压浆施工后，搭设“井”字型4¢529钢管支架拼装拱肋节段，采用起重能力300t汽车吊一台+两台起重能力70t汽车吊依图示顺序配合吊装节段，至拱肋合龙段，同步安装连接横向风撑就位；主拱肋内微膨胀混凝土采取一次同步、对称顶升泵送法施工。混凝土强度等级满足设计及规范要求后进行吊杆安装，安装需严格控制吊杆竖直度同时反复调整吊杆及调索张拉力，全桥满足结构设计与规范要求。最后，自跨中依次拆除系梁、端横梁临时支架。

本工程利用既有红河谷快速干线进场，并修建通往桥位处的临时便道，宽度6m，为了节约耕地，桥位纵向施工便道原则上在征地红线之内修建，确保主桥所需材料运输车辆通行。

系梁与端横梁现浇施工

系梁、端横梁的现浇支架纵梁采用搭设贝雷梁，贝雷梁横向断面采用单层3组3排布置，单组横向采用支撑架联接。经现场拼装后，采用汽车吊依次逐跨架设就位，其顶部铺设I25b@300工字钢+系梁模板+作业平台，并考虑模板高程控制的预拱度；下部结构采用¢630钢管+2I25b分配梁+砂箱，基础采用C30混凝土条形基础。

经查设计图，17号、18号主墩之间的净距为140.5m，墩高分别为13.5m、11.0m。根据霸王河桥址地形标高与河道水流情况，自17号、18号墩跨中向两端桥墩方向，依次对称布置钢管支墩，其中边跨钢管支墩支立在17号、18号墩承台顶面上，作为跨越霸王河主桥系梁的支撑系统。共设16排支墩，跨径为9m，每排布置2根直径630钢管，高度约10m；管节经随车吊运送至施工现场人工配合25t汽车吊进行安装，管节必须与条形基础预埋件可靠连接确保施工质量；为保证钢管支墩结构整体受力，单排钢管之间设剪刀撑，采用[160槽钢交错拉结。

根据勘探地质资料，桥位处地质主要为中密卵（碎）石、硬塑粉质粘土、密实中砂、坚硬粉质粘土等，场地平整夯实后浇筑C30钢筋混凝土条形基础，宽度1.2m，高度0.6m，部分条形基础台阶式布置。作为临时支墩基础。

支架整体预压：因桥位处取水方便预压采用水箱注水法，以消除下部结构的非弹性变形，最大加载采用梁体自重及全部施工荷载的1.2倍，加载采用分级加载方式一般采用四级加载。

测点布置：预压前分别于箱梁的底模、下部支架的顶端及支架基础顶面布设观测点每点位横向均设3点.测量位置布设除两端支点外，延梁跨方向分五段平均分布。预压前，收集观测点的原始标高，做好资料详细记录。

支架卸载：按加载反向顺序依次逐步卸载。在预压配重全部卸完后，再次对观测点进行测量并作好记录。

系梁、端横梁支架预拱度设置：根据预压实测弹性变形值、地基下沉值以及设计要求的预拱度计算出施工时应当采用的预拱度，重新调整底模标高，以保证成桥后的梁体线形满足设计要求。

系梁、端横梁模板制作与安装：箱梁底部模板、侧面模板及箱室内模，均采用优质涂塑竹胶板（1120×2240㎜）+方木背肋拼装成型。采取侧模包裹底模方式，模板外部设型钢支撑架加固稳定，底模铺设在分配梁顶上，底模、侧模厚度1.8cm，内模厚度1.2cm，模板缝隙用乳胶拌合水泥抹平密实。

系梁、端横梁钢筋加工与安装：梁体钢筋加工采用用专人负责，专业施工队进行加工。绑扎钢筋前依图纸显示钢筋的位置用墨线在底部模板上弹出主要钢筋位置采取可靠地方法将其定位，而后绑扎底板其余钢筋以及腹板全部钢筋，并适时安装纵向跟横向预埋金属波纹管并穿预应力钢束；需要接长波纹管时采用比原波纹管大一型号同材质管材，长度大于200mm，缝隙处用透明胶带严密包裹以防漏浆。待内部所有模板安装就位后，进行箱室顶板位置钢筋绑扎。主筋接长优先考虑直螺纹套筒机械连接技术，为确保钢筋保护层厚度，钢筋垫块采用与主体结构砼相同强度等级混凝土垫块，按间距不大于1m错位布置。施工中，需注意系梁之间横向预埋件的设置。

预应力穿束：波纹管按确定坐标位置，采用“U型”卡与主筋固定连接，钢绞线穿束前进行编号，钢绞线头用专用子弹头进行包裹，以确保穿束工作能够顺利进行，而且每束钢绞线应当同时进行穿束。

拱脚预埋段施工：在支架搭设完成后，经准确测量定线，人工配合汽车吊安装拱肋预埋段肋脚、加劲肋条，将拱肋预埋段肋脚及加劲肋条、底部钢筋网片等，与系梁、端横梁钢筋整体绑扎连接成型。

系梁、端横梁混凝土施工：主桥纵向系梁C55混凝土1951m3,端横梁C55混凝土450m3,为确保大体积混凝土浇筑质量，避免一次灌注而引起梁体开裂，采用自两端支座向跨中同时、分段分层进行砼浇筑施工且保证在前一层混凝土初凝之前完成新浇筑混凝土的振捣工作。先浇筑箱梁底板及腹板倒角以上20㎝部位混凝土，第二次浇筑剩余腹板及全部顶板混凝土。混凝土由经过验收合格的工地拌和站集中供应，两台120移动式汽车泵泵送入模。混凝土振捣采用作用范围不小于50cm插入式振捣设备。浇筑期间，安排模板工、架子工实时检查支墩、贝雷梁、模板、钢筋和预埋件等稳固情况，有异常现象时立即停止施工及时处理。浇筑完成6小时后覆盖土工布洒水养护。

预应力张拉与压浆施工：主桥系梁浇筑完成后，待混凝土达到设计强度的90%以上进行张拉作业。张拉采用两端张拉方式，进行伸长量及张拉力双控，以张拉力控制为主，实测伸长量作为校核。张拉顺序为：纵向预应力钢束张拉、竖向预应力筋张拉，最后张拉隔墙部位横向预应力钢束，预应力施工完毕后应及时封锚。预应力钢束实测伸长量与计算伸长量允许误差控制在±6%之间，如相差较大应停止施工查明原因，进行修正后方可继续张拉。

在张拉工作结束24小时内进行管道压浆，工艺优先采用真空压浆。

拆除主桥系梁贝雷支架：待主桥钢管拱肋安装完成，且吊杆张拉完毕后，拆除系梁下方的贝雷梁临时支墩，拆除过程中应为确保交通安全，支架拆除完毕后，应复测吊杆力。

结束语：

系杆拱桥施工是一项难度较大的施工任务，需要广大施工人员用心去探索。例如拱肋拼装时的线型控制、纵向长系杆张拉、拱部无收缩混凝土压筑等均为特别重要的施工环节需要加强施工管控以确保施工质量。

参考文献：

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