海鸥式中承钢箱拱桥整束挤压式系杆与吊杆施工技术

李英俊，徐结明

(中铁三局集团有限公司桥隧分公司，河北邯郸 056036)

海鸥式中承钢箱拱桥整束挤压式系杆与吊杆施工技术

李英俊，徐结明

(中铁三局集团有限公司桥隧分公司，河北邯郸 056036)

系杆和吊杆的安装是拱桥施工中的关键工序，对拱肋受力有很大影响。通过先安装系杆和吊杆保证拱肋的稳定性;通过计算拱肋变形量，控制吊杆张拉力，减小拱肋内部应力和保证拱肋线性的流畅和美观。本文以柳州市广雅大桥为例介绍了连拱中承式拱桥整束挤压式系杆、吊杆的施工方法。

拱桥 吊杆 系杆 施工技术

新建的广雅大桥位于广西柳州市区，大致呈东—西走向。大桥东岸接广雅路，通往市中心;西岸接河西路和磨滩路，与西环线相连。大桥将柳江市中心城区与河西片区以最短捷的路径有机连系起来，对开发柳州市河西片区，形成柳州市区路网总体构架，配合柳州市调整社会经济布局形成，带动柳州市的经济建设具有十分重要的意义。

大桥主体工程起点里程为K0+0.000，终点里程为K1+410.487，主线全长1 410.487 m(含引道及桥梁总长)。其中主桥长546 m，桥跨布置为(63+2×210+63)m，桥宽36 m。主跨为三角刚构与下承式系杆拱桥的组合体系，无横向风撑。由于该桥设计为单向纵坡，无法通过三角刚构抵消双拱的对称水平力，需要增加通长系杆来保证全桥的结构受力，见图1。

大桥为城市Ⅰ级主干路，设计车速50 km/h，桥面设4条机动车道，2条辅道，两侧各设有人行道。桥下通航标准：航道等级为Ⅲ-(3)级，通航净空高度10 m，净宽55 m。

1 系杆和吊杆设计概述

全桥系杆按纵坡及竖曲线沿桥面贯通设置，以便在主桥施工过程中对大桥的主体(三角刚构、主拱)进行内力与线形的调整与主动控制，使大桥结构受力更趋于合理。为方便后期的养护与检查，系杆依靠支撑架设于主纵梁上面。

系杆是系杆拱桥中抵抗由于恒活载引起的水平推力的关键结构。考虑到其耐久性、可维护性及可更换性，每侧拱肋共设置4束，理论长度为383 m，质量15.4～15.5 t，全桥共设8根。每束系杆索由37根φ15.2 mm环氧涂层钢绞线组成，排列成六边形。钢绞线外涂专用防锈油脂，单根高密度聚乙烯管防护，整束缠包高强聚脂带再挤包高密度聚乙烯外护套，见图2。

吊杆采用可调可换的钢绞线体系——GJ15-19环氧全喷涂钢绞线整束挤压式吊杆体系。吊杆上端设于钢箱拱内，吊杆下端设于主纵梁顶，上端为张拉端。主跨吊杆标准间距均为9 m，全桥双主跨共设64根吊杆。索长10～30 m，质量0.2～0.6 t。

图1 吊杆、系杆总体布置(单位：m)

2 施工方案说明

2.1 施工方案选定

根据柳江水文情况，每年的5月至8月份为洪水

图2 系杆整束挤压拉索(单位：mm)

期，无法进行施工。由于工期要求，在可施工阶段必须完成拱肋安装以及系杆、吊杆和桥面梁吊装。拱肋和桥面梁安装根据施工方法采用数值化预拼装，均需要相当多的工期才能保质保量，吊杆可以在施工桥面梁时施工，而系杆施工显得尤为重要。根据实际情况，主桥上部结构采用先拱后梁施工方法，这给穿系杆带来诸多不便，经过编制多种方案进行比选、优化，最终确定为简易猫道加导向牵引施工。

2.2 简易猫道施工

2.2.1 猫道的搭设

因为系杆穿束是在未有桥面系的情况下进行，且需过江，所以需进行简易猫道的设置，且两个拱肋分别搭设2条猫道施工。猫道的搭设是系杆穿束的关键，搭设遵守以下原则：①应尽量减轻自重，减少挡风面积;②能满足机械作业所需的工作面和操作净空要求，同时要求安装和拆除方便;③架设时应严格对称于桥轴线，每条猫道中心线与拱肋中线重合。

2.2.2 简易猫道的主要构造

猫道主要由承重索、猫道面、栏杆、扶手、滚筒等组成。猫道面应搭设在系杆下约30～40 cm的位置，简易猫道通过两端的调节装置收缩主缆。

承重索：主跨每幅猫道选用4根φ28 mm的钢丝绳作承重索(承重索分别锚固于2#段上)，承重索分两跨断开布置。

横梁：分单角钢横梁和槽钢横梁两种，按2.0 m间距间隔布置，并用U形螺栓将横梁与承重索固定。

猫道面：猫道面网的底层用φ5.0 mm(孔50 mm×50 mm)的大方眼焊接钢丝网，以增加面层刚度。面层用φ1.0 mm(16 mm×16 mm)的小方眼钢丝网，以防小工件坠落。另外，在底层和面层两层钢丝网上每隔0.5 m绑扎规格为100×100的防滑木，用钢带条栓连于横槽钢梁上，以利于施工人员行走。

滚筒：在猫道面层上每隔4 m设一猫道滚筒，供拖索用。用型钢焊接支架，支架上安装橡胶滚筒。

猫道调节装置：设于三角刚构2#段处，一端跟拱肋连接装置用插销连接，另一端与猫道承重索连接。通过调节φ40 mm精轧螺纹钢长度可调节猫道标高，可调节长度为4 m。

2.3 系杆施工

2.3.1 工艺流程

系杆施工工艺流程见图3。

图3 系杆施工工艺流程

2.3.2 穿索布置

先在拱肋距猫道面1 m处焊接导向，导向挂设要合理，挂点要牢靠，尽量保证钢丝绳顺直搭设。检查穿索孔道，清理拱肋孔道内混凝土块、铁屑、垃圾等，保证索道通畅。安装穿索设备，在拱肋上选择合理位置布置并对应穿索导向轮，距离导向轮＞20 m。在放索处设置一台2 t卷扬机，既用于牵引拉索卷扬机又作为索体尾端的安全保护，另外两个桥墩处分别布置一台卷扬机，用于接力穿束。卷扬机定位处设置预埋件，便于固定卷扬机，要防止卷扬机左右摆动。

将索盘放置在进索口后方10 m处，索盘利用起重设备吊装在放索架上，放索架要有足够强度和稳定性。同时要设置刹车装置，防止索盘放索时过快。检查索道滚轮是否完好，在索体折角处焊接滚轮保护索体，滚轮两侧设置索体卡位装置，防止索体滑出滚轮。对索孔管口进行检查，必要时对管口进行打磨，在管口铺垫橡胶对索体加以保护。索盘与进索口之间设置托轮，为防止托轮侧翻和滑动将托轮连成整体。

2.3.3 穿束施工

利用手拉葫芦放出体外索牵引头，启动卷扬机放出钢丝绳，通过预留孔道穿过导向沿对应的索道口穿入，从索体入口穿出。旋下锚具螺母，利用专用连接头将钢丝绳与索体相连。施工时保持信号联系，收紧钢丝绳，牵引索体在索道滚轮沿索道进入，要保证索体在滚轮上滑动，两位工人紧跟索头，防止索头进管口时卡住，如卡住要及时停卷扬机，利用撬棍进行校正，保持穿索顺畅。当索体大部分已穿入露出尾端时要注意缓慢进行，从索盘上拆开尾端，旋下锚固螺母，索体与尾端卷扬机钢丝绳连接，通过信号联系前后一致缓慢穿索。索体将穿出锚固口时，将尾端的锚固螺母旋上并将张拉杆安装上，位置要合适。卸下前端牵引钢丝绳，钢丝绳穿过锚固螺母后再与锚头连接，利用卷扬机拉出锚头旋上锚固螺母。派专人同步进行检查，防止PE刮伤，如有刮伤要及时进行处理。

2.3.4 系杆张拉

由于系杆为整束挤压式索体，需要对系杆进行设计张拉力完成后的长度计算。加工一套张拉连接器，保证系杆在穿束时索体进入张拉管道后两端通过连接器外露进行张拉。连接器包含张拉杆、撑脚、张拉螺母和连接头。然后根据先后顺序将张拉机具安装完成，见图4。

图4 系杆张拉装置

系杆两端同步对称张拉，以2 MP为一级同步控制，张拉操作要严格遵守操作规程，进油要平稳、缓慢，卸压也同步进行，严禁一端张拉一端卸压。系杆第二次、第三次张拉操作同第一次一致。

2.3.5 吊杆施工

吊杆生产长度与施工张拉长度存在差异，则生产时应该考虑调节长度。由于广雅大桥无横向风撑，虽然安装时由中墩14#墩向13#墩，15#墩对称施工，但对于单个拱肋为不对称施工。安装吊杆时拱肋以14#墩为中心向13#墩，14#墩方向挤压、偏移。当吊杆安装至跨中后，则吊杆长度慢慢趋于设计位置，所以事先在吊杆张拉端下垫半圆垫块。

用浮吊将吊杆安装在桥面梁上，再将桥面梁吊装至安装位置。桥面梁调整至监控指令高程，将吊杆引入钢箱拱内，安装张拉千斤顶。吊杆张拉至监控指令数据，校核、调整桥面梁高程大于监控数据的5 mm左右，进行桥面梁栓接。待浮吊松钩后复测桥面梁，再根据梁高程调整吊杆张拉力。

3 施工关键技术

1)猫道为简易搭设，不能满足猫道矢跨比，需要通过拱肋增加钢丝绳固定猫道，增加猫道稳定性。

2)系杆在穿束时保证在猫道中心线，以防猫道偏移使系杆掉入江中。另在通过卷扬机接力牵引时要保证系杆端部有外包带，防止系杆刮伤。

3)吊杆在通过卷扬机牵引至拱肋内部时要防止吊杆回转而达不到吊杆端部进入叉耳内部深度。

4)控制好系杆、吊杆施工过程的各个环节，保证拱肋和桥面梁的线性和结构受力，并防止损伤索体。

4 结束语

柳州市广雅大桥为无风撑钢箱拱桥，在未安装桥面梁时，拱肋横向稳定性不够高，需通过安装吊杆、系杆、桥面梁形成一个整体来保证全桥的稳定。控制吊杆、系杆的施工顺序及安装步骤，对拱肋的线形及拱座下桩基受力有重要意义。

［1］蒋宗全，高金亮，唐继舜，等.钢箱系杆拱桥拼装架设线形控制技术［J］.铁道建筑，2011(2)：36-38.

［2］中华人民共和国建设部.GB/T 14370—2007 预应力筋用锚具、夹具和连接器［S］.北京：中国标准出版社，2007.

［3］中华人民共和国交通部.JTJ 041—2000 公路桥涵施工技术规范［S］.北京：人民交通出版社，2000，

［4］中华人民共和国交通部.JTG F80/1—2004 公路工程质量检验评定标准［S］.北京：人民交通出版社，2004.

［5］中华人民共和国交通部.JTJ 076—95 公路工程施工安全技术规程［S］.北京：人民交通出版社，1995.

U448.22+5

A

10.3969/j.issn.1003-1995.2013.05.05

1003-1995(2013)05-0016-03

2012-09-20;

2013-01-27

李英俊(1973— )，男，山西沁县人，高级工程师。

(责任审编 赵其文)