系杆拱桥施工技术研究

摘  要：钢箱系杆拱桥是一种拱、梁组合体系桥梁，下承式系杆拱桥采用钢箱梁桥面系及箱型拱肋是较为美观的桥型，适用于景城市中央地块、景观要求高的湖泊地域。该文以实际的下承式钢箱提篮拱桥施工为案例背景，探析了系杆拱桥施工中的具体工艺流程和要点，以期提高施工水平，促进工程实践工作的顺利进行。

关键词：系杆拱桥  施工  监控

中图分类号：U445.4                                文献标识码：A                        文章编号：1672-3791（2019）03（b）-0059-02

1  工程概况

大江东北二路项目起点青西三路，终点至青一东路，道路总长2113m，沿线设置一座桥梁，城市次干路。该桥梁采用单孔133m（计算跨径130m）拱肋内倾12°、顶部做景观装饰下承式钢箱提篮拱桥。全桥的孔跨布置为单孔133m下承式钢箱提篮拱桥，桥梁位于纵坡1.971%、半径2283m的凸型竖曲线上。

2  系杆拱桥施工技术分析

该项目施工应用“先梁后拱法”方案，系梁主要材料为钢管支架，形成体系后进行现浇。拱肋采用钢管预制装配式施工模式，具体为“立拼”方式。

2.1 拱肋、系梁拼装

（1）钢箱拱桥在采用支架拼装施工，拱肋节段安装应对称进行，拱肋端头应设临时连接装置，安装时应先临时连接后再进行正式连接，并对称施焊。（2）拱肋运输安装时，应采取有效措施防止拱肋节段产生过大变形和应力。（3）该桥为全焊结构，系梁、横梁和小纵梁节段运输至桥位附近后，在施工单位吊装能力容许的情况下可焊接成几个系梁框架节段再进行整体安装。（4）拱肋在现场交接前后，安装单位应认真了解加工厂在空间立体试拼装的拼装记录。尤应对钢梁、钢拱和钢横撑的轴线距离、拼装节点连接板的密贴情况或其他特殊情况做重点了解，以便在正式安装时能有的放矢，妥善处理。（5）构件尺寸是基准温度为20℃时的尺寸，钢系梁及拱脚尺寸未考虑预拱度及竖曲线，制造安装单位应根据制造和安装的环境温度、焊接工艺等因素修正相应的构件尺寸。（6）现场施工安装单位吊装用的吊环及其他施工配件，在钢梁现场拼装完成后应予以割除。切割时留3mm余高，然后用砂轮打磨平整。切割时不得伤及主体结构。（7）在现场安装过程中，施工企业不可以基于钢梁构建随便进行引弧操作，也不可以进行临时附件的焊接作业，不能以钢梁为载体将其用于电焊接地，钢梁构件的各個部位不可以随意敲击等。（8）选择施工节段的适宜时间，涂抹最后一道钢结构防护面漆，当然也可以在整体桥梁结束安装后进行喷涂。喷漆之前，需要根据油漆喷涂的规范要求来清洁清理底层表面，必要情况下，还应当修复后再进行喷涂。（9）构建整体桥梁上部结构测量体系，特别在量测中有效校对上部结构桥梁轴线、主梁轴线和拱肋轴线的坐标系统、标高系统。（10）拼装开始时就应精确测量钢拱、钢梁的X、Y、Z三维坐标，正确就位。使钢梁钢拱的中心线以及整体线性维持有效状态，避免拱肋及框架出现变形现象。位移、偏离、扭曲现象一旦出现，务必及时予以改善处理。

2.2 系杆施工

（1）系杆备料。系杆预应力筋的防腐措施包含外包PE护套、环氧涂层、油脂等，构成多层防护体系，系杆下料在现场中执行，下料过程中应当准确测量，避免存在误差，并且还应当对系杆环氧钢绞线PE护套采取防护手段，防止其受到损伤。

（2）系杆锚具安装。首先，正式进行前需要对锚孔进行清理处理，包括锚垫板、预埋管、锚孔中的杂质、碎物等。对密封孔、锚孔的孔位进行复核，避免错位现象，同时利用钢绞线进行穿束试验。采用吊装机械将锚具进行吊装，吊送到箱梁中的预埋管位置，接着通过手动葫芦操作锚具组件使其进入管中，同时进行位置的调整，达到两端系杆锚孔整齐一致的状态。

（3）穿束。当钢绞线到达指定施工地点后，先根据钢束对下料长度进行合理规划，接着将其转移到适宜的地点进行妥善保管。采用人工穿束的方式对单根钢绞线进行作业，由梁上预留孔部位向下穿直到到达梁下，进而继续经过箱梁系杆护套穿到系杆另一头的预埋管位置。把另一端锚板锥孔的牵引器引到预埋管外部，结合钢绞线并将其由锚板锥孔牵引出来。钢绞线长度超出锚板大概1.3m时，将夹片进行设置且锚固稳定。穿索路线由下至上进行，从腹板开始逐渐向中央进行穿索。单根穿索过程中，应当加强防护PE护套，同时避免钢绞线出现扭曲、旋转等状况。

（4）张拉施工。张拉作业之前，标定油压表以及千斤顶，同时根据相应的线性公式对各拉力下的油表数据进行运算。实际张拉过程中，千斤顶与油表需要同步采用。根据设计单位提供的伸长理论数据，对实际测量数据进行校对，确保误差范围控制在±6%。首次对油泵、千斤顶进行设置的过程中，需要实施空运行，从而排除管道和设备中的气体。

2.3 吊杆施工

（1）吊杆成品索要有完整的包装，保证运输过程中不受污染和磨损。（2）吊杆在安装过程中要采取措施对锚头螺纹及PE层的保护，不允许有过大的弯折，影响安装。（3）张拉所采用的千斤顶在正式操作前，需要再次进行标定，确保索力的实际值与设计值差异保持在2%范围内。同一组吊索应当分级作业、同时对称张拉，详细记录下张拉伸长值和千斤顶油压表数据，并由监理工程师旁站监督和签字确认。

2.4 桥面板安装施工

（1）桥面板采用分块预制的方式，待铺设到位后现浇纵、横向湿接缝形成整体。（2）混凝土的配合比在施工前应做系列试验，取得施工用配合比的试验资料，选用合适的混凝土配合比。（3）为保证预制板的质量，宜采用自拌制混凝土，混凝土塌落度应控制在5～8cm。（4）每块预制板浇筑时，要求一次完成，中间不设施工缝。（5）预制板应存放6个月以上的时间后方可安装，以减少混凝土收缩造成的不利影响。（6）预制板混凝土达到设计强度90%后方可起吊。

3  系杆拱桥施工的控制

（1）主拱线形控制。

系杆拱桥体系中，对拱轴线产生较为明显的影响因素是系杆索力误差，桥梁建设中为了能够使最终的线性和结构内力满足工程设计要求，应当采取分批张拉的方式严格落实张拉施工。具体张拉过程中，在上下游同时实施，主要掌控两方面，一是张拉力，二是伸长量，其中张拉力检测与控制是主要内容。各系杆张拉施工包括3个环节，分别以25%、50%、100%的张拉控制力进行系杆张拉。各环节均要全面获取油表数据以及系杆伸长值并记录下来，比较与理论值的差异，假如存在较为明显的误差，那么需要暂停张拉，对其原因进行探究并得到有效处理后方可实施进一步作业。

（2）吊杆的监控。

衡量施工各环节受力状况的关键指标之一是吊杆内力，这一过程中要对索力进行监测与分析。导杆张拉阶段，针对吊杆索力监测同时运用了千斤顶油压表法和振动法。振动法的测试原理为，通过DH5906型无线索力测试系统获取随机振动状态下的吊杆振动信号，采用频谱分析法对其自振频率进行分析，并结合吊杆自身具备的索长参数以及弦振公式来计算和评估索力状况。

4  结语

综上所述，梁拱组合结构的桥梁体系较为繁琐，相应的施工存在较大困难，此次研究依托现实工程案例，系统梳理与分析了系杆拱桥施工工艺，以期通过该文的探讨可以为相似建设项目的实践工作带来有价值的借鉴。

参考文献

[1] 张定方.飞燕式梁拱组合体系钢箱系杆拱桥施工技术综述[J].智能城市，2018，4（14）：57-58.①作者简介：黄林峰（1986—），男，汉族，江西广昌人，本科，工程师，研究方向：城市基础设施项目建设管理。

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科学技术创新杂志社

2019-07-21