沈長華 費(fèi)慶升 蔣明珠

（1.高郵市水利建筑安裝工程總公司，江蘇揚(yáng)州 225600；2.高郵市水利工程質(zhì)量監(jiān)督站，江蘇 揚(yáng)州 225600）

1 工程概況

高郵市珠光大橋是運(yùn)東里下河地區(qū)內(nèi)河上跨度最大、寬度最寬的城市主干道橋梁，主橋采用剛性系桿拱肋的鋼管混凝土系桿拱結(jié)構(gòu)，系桿跨徑為83.6 m，寬度37.0 m，計(jì)算跨徑為80.0 m，矢高為14.598 m，矢跨比約為1/5.48，采用二次拋物線線型，拱軸線方程為 Y=4×14.598×（80－X）X/802，系桿采用高2.2 m、寬1.5 m矩形空箱斷面，在拱腳處加寬至1.9 m，拱肋采用2根Φ1100 mm鋼管組成啞鈴型截面，鋼管采用Q345C，壁厚14mm。

該橋施工難度大，工藝復(fù)雜，工期短，且沒有現(xiàn)成的成功經(jīng)驗(yàn)參考，故在工程實(shí)施過程中實(shí)地考察了多項(xiàng)建成和在建的類似系桿拱橋梁工程，通過學(xué)習(xí)借鑒成熟技術(shù)方案和施工經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)組織，精心施工，并根據(jù)北澄子河通航情況和周邊地形地貌情況，進(jìn)行施工方案比對優(yōu)化，最終選擇并編制了主跨結(jié)構(gòu)部分采用少量現(xiàn)澆與預(yù)制安裝相結(jié)合的少支架施工方案。靈活的技術(shù)借鑒應(yīng)用，嚴(yán)格的過程監(jiān)測控制，使得珠光大橋順利建成通車。

2 拱肋施工

2.1 拱肋安裝

2.1.1 拱肋制作

由于受現(xiàn)場施工場地限制，故選擇委托鋼構(gòu)廠家在工廠加工拱肋，成型并經(jīng)探傷檢驗(yàn)合格運(yùn)至施工現(xiàn)場后，再進(jìn)行1∶1精確放樣，將拱肋整孔預(yù)拼裝，然后對拱肋幾何尺寸再次進(jìn)行檢驗(yàn)，確認(rèn)符合設(shè)計(jì)和技術(shù)規(guī)范要求后方可進(jìn)行安裝。

2.1.2 搭設(shè)支架

鋼管拱安裝支架選用貝雷片縱橫交錯(cuò)搭設(shè)，支架頂部距拱肋底部1.5 m，上鋪 20 cm×20 cm 方木，在方木上搭設(shè)臨時(shí)支架，每個(gè)支點(diǎn)位置安裝兩臺(tái)機(jī)械螺桿千斤頂，用于各拱段校正。拱肋吊裝前全面檢查搭設(shè)好的支架，對支撐點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)和水準(zhǔn)復(fù)測，細(xì)致檢查拱肋中線及坐標(biāo)標(biāo)記點(diǎn)，并彈線作標(biāo)記。

2.1.3 拱肋吊裝

拱肋吊裝采用一條150 t、舉高能力45m的浮吊船，配合一條100 t、舉高能力45 m的浮吊船進(jìn)行，起吊均采用二點(diǎn)吊，吊點(diǎn)按設(shè)計(jì)要求設(shè)置。先吊裝上游一側(cè)拱肋兩端的節(jié)段，就位、校正后臨時(shí)固定，再吊裝中間合攏段。然后吊裝下游另一側(cè)拱肋兩端的節(jié)段，就位、校正后臨時(shí)固定，再吊裝中間合攏段與其他節(jié)段臨時(shí)固定。最后盡快安裝風(fēng)撐，使其形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

2.2 拱肋線性

2.2.1 拱肋的加工控制

（1）公差控制。拱肋加工過程中產(chǎn)生的誤差以及測量誤差將導(dǎo)致最終的加工誤差。為確保交驗(yàn)公差，在每個(gè)工序完工時(shí)，均需進(jìn)行拱肋的控制數(shù)據(jù)分析總結(jié)。

（2）焊接控制。根據(jù)拱肋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，一般采用手工電弧焊接，因焊縫等級高，焊接工作量大，故需制定嚴(yán)格的焊接工藝，并由專職焊工進(jìn)行焊接。焊接完成后，按要求進(jìn)行探傷檢驗(yàn)。

2.2.2 拱肋的預(yù)拼裝控制

設(shè)置預(yù)拼裝平臺(tái)。根據(jù)拱肋的預(yù)拼裝長度設(shè)置混凝土預(yù)拼裝平臺(tái)，在平臺(tái)澆筑時(shí)安裝預(yù)埋件，用于安裝支撐胎架，每個(gè)運(yùn)輸單元用2個(gè)胎架，并在平臺(tái)上設(shè)置控制坐標(biāo)點(diǎn)。在平臺(tái)的胎架上，對拱肋進(jìn)行預(yù)拼裝，接口調(diào)整好后安裝法卡具固定，并在拱肋管內(nèi)組焊臨時(shí)連接座定位插銷，同時(shí)，對預(yù)拼好后的拱肋進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的檢驗(yàn)。

確定拱肋吊桿孔位。依據(jù)預(yù)拼裝拱肋的實(shí)測值，并考慮焊接收縮、溫度變形等因素，在拱肋上開設(shè)吊桿孔。

2.2.3 拱肋的安裝控制

拱腳是拱肋的控制基礎(chǔ)，拱腳的施工應(yīng)注意其幾何尺寸、位置及拱肋管的軸線尺寸、縱向仰角、橫向垂直度，以確保拱肋安裝的精度。另外，由于拱腳是與系桿梁、端橫梁部分的混凝土一起施工，因此，在混凝土澆筑前，應(yīng)將拱腳進(jìn)行固定，以防在混凝土施工過程中產(chǎn)生移位。在澆筑混凝土?xí)r，由于該處鋼筋密集，因此必須制定詳細(xì)的澆筑工藝，并全程跟蹤監(jiān)控，確保該處的混凝土質(zhì)量。

2.2.4 拱肋的軸線控制

（1）根據(jù)橋位地形情況設(shè)置貫通的軸線控制點(diǎn)，布置一導(dǎo)線控制網(wǎng)，在拱肋安裝的全過程中進(jìn)行軸線的測量、監(jiān)控。

（2）拼裝前，應(yīng)根據(jù)拱肋擬定的拼裝方法，設(shè)置拱肋控制點(diǎn)的預(yù)拱度。支架施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)加載后支架的變形情況，設(shè)置預(yù)拱度。

（3）測量時(shí)，應(yīng)重視溫差引起的桿件長度變化和側(cè)向變形，盡量選擇日出前、日落后溫差最小時(shí)，或?qū)袄邽⑺禍睾?，再進(jìn)行測量。

（4）拱肋安裝時(shí)，設(shè)置豎向及橫向微調(diào)裝置（啞鈴拱肋兩側(cè)上下設(shè)手拉鏈條葫蘆和兩臺(tái)機(jī)械螺桿千斤頂組合進(jìn)行微調(diào)）進(jìn)行精確對位，對位后及時(shí)通過定位銷和法蘭連接裝置進(jìn)行連接，然后施焊。

（5）焊接時(shí)，選擇合理焊接工藝，嚴(yán)格控制焊接產(chǎn)生的側(cè)向變形。

（6）在拱肋拼裝過程中，考慮風(fēng)荷載的影響，對已安裝的拱肋及時(shí)拉設(shè)風(fēng)繩，防止拱肋失穩(wěn)，也防止風(fēng)載對其軸線精度產(chǎn)生影響。

2.2.5 拱肋的合攏控制

（1）合攏段的施工是拱肋拼裝的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，也是拱肋線形控制的重點(diǎn)，因此，要根據(jù)擬定的施工方法制定相應(yīng)的合攏方案，適當(dāng)預(yù)留切割量，以防在拼裝過程中，由于焊接收縮而引起長度出現(xiàn)變化。

（2）應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求合攏，以防產(chǎn)生溫度應(yīng)力。

（3）針對擬定的施工方法，采用臨時(shí)鎖定措施，支架施工采用在管內(nèi)設(shè)錐形套管進(jìn)行臨時(shí)鎖定。

2.3 混凝土施工

在封閉的鋼管中澆灌混凝土，同時(shí)又要保證混凝土在鋼管中能密實(shí)成型，應(yīng)著重解決以下施工難點(diǎn)：其一，拱形鋼管中的混凝土在施工時(shí)無法進(jìn)行振搗，故此混凝土必須實(shí)現(xiàn)免振搗自密實(shí)性能；普通混凝土在硬化時(shí)會(huì)出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，為保證混凝土在鋼管中能密實(shí)成型，故此混凝土要實(shí)現(xiàn)無收縮或微膨脹性能，而設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級又高達(dá)C50，普通混凝土難以實(shí)現(xiàn)以上性能。其二，由于鋼管全部閉封，如采用常規(guī)施工方法在拱頂開口泵送混凝土入鋼管，可能造成空氣滯留鋼管內(nèi)造成施工缺陷（出現(xiàn)水氣泡或斷層），故常規(guī)施工方法無法保證工程質(zhì)量。

2.3.1 鋼管混凝土施工準(zhǔn)備

為了保證混凝土泵送施工的順利進(jìn)行，施工現(xiàn)場必須做好充分準(zhǔn)備，準(zhǔn)備的內(nèi)容大致有以下幾個(gè)方面：

（1）泵送鋼管的安裝。在施工方案確定的位置（一般距拱腳底部50～100 cm處，兩端對稱設(shè)置）焊接泵送管道，為了減小泵送壓力，泵送管與拱形鋼管側(cè)壁必須成45°角進(jìn)行焊接，焊接前應(yīng)事先在鋼管側(cè)壁選定的位置進(jìn)行開口，在開口處畫好形狀與尺寸，并保證與泵送管焊接時(shí)尺寸相符，密封良好。

（2）泵送管道上閥門的位置。一般確定使用閥板式閥門，閥板洞口的尺寸應(yīng)不小于泵送鋼管的內(nèi)徑，以避免增加泵送壓力，加工閥板時(shí)兩面應(yīng)平整并涂上黃油，以保證閥門處的密封效果。

（3）排氣口的設(shè)置。排氣口位于拱頂上方，直徑250 mm，在排氣口處焊接一直徑250mm的鋼管（狀如煙囪），在排除浮漿層后可保證排氣口處混凝土的密實(shí)度。

（4）混凝土泵的準(zhǔn)備。準(zhǔn)備3臺(tái)混凝土泵（最高泵送壓強(qiáng)均達(dá)到30.0 MPa），兩端拱腳處各安放1臺(tái)，另1臺(tái)為備用泵，以應(yīng)對意外情況的發(fā)生。

（5）攪拌站生產(chǎn)準(zhǔn)備。攪拌站除了提前備齊所有的生產(chǎn)原材料外，對攪拌設(shè)備也應(yīng)提前做檢查，考慮到連續(xù)泵送，試驗(yàn)、質(zhì)檢人員對生產(chǎn)過程和施工現(xiàn)場應(yīng)進(jìn)行全程監(jiān)控，并隨時(shí)反饋現(xiàn)場情況。

2.3.2 鋼管混凝土澆筑

鋼管混凝土澆筑時(shí)兩側(cè)要均勻?qū)ΨQ澆筑，用對講機(jī)或手機(jī)聯(lián)系，保證兩側(cè)基本同時(shí)打入相同方量的混凝土。在混凝土澆筑過程中，用水不停沖洗拱肋，確保從排漿孔、排氣孔溢出的混凝土不污染拱肋，以保證拱肋后期防腐的質(zhì)量。在混凝土超過某一排漿孔后，及時(shí)封堵排漿孔。

3 結(jié)束語

經(jīng)各項(xiàng)質(zhì)量檢測，未發(fā)現(xiàn)質(zhì)量缺陷，此次鋼管系桿拱橋梁的施工取得了成功。在鋼管拱肋的施工過程中，方案比對選擇、施工技術(shù)借鑒與正確應(yīng)用極為重要。此外，施工前的精心準(zhǔn)備，施工現(xiàn)場的精心組織，關(guān)鍵步驟過程的控制和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的掌握監(jiān)測也是決定施工成敗的關(guān)鍵要素。本鋼管混凝土拱肋的施工為此類系稈拱橋梁施工積累了一定經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也充分體現(xiàn)了技術(shù)借鑒與正確應(yīng)用的重要性。