肖家坪大桥拱圈施工工艺浅析

王明锋

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州 贵阳 550081)



肖家坪大桥拱圈施工工艺浅析

王明锋

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州 贵阳 550081)

对肖家坪大桥拱圈施工工艺进行了分析。

大桥；拱圈；施工

1 工程概况

肖家坪大桥位于贵州省镇远县青溪镇竹坪乡，是国道主干线“五横七纵”之一的上海至云南瑞丽公路(贵州境)玉屏至三穗高速公路的一座桥梁。该桥海拔高程在419.20～526.10 m之间，相对高差为106.90 m。桥位处于云贵高原向湘西丘陵过渡的斜坡地带，地貌类型为侵蚀、剥蚀低山地貌。

肖家坪大桥全长240 m，桥型是4～16 m钢筋混凝土空心板+1～90 m钢筋混凝土箱型拱桥+4～16 m钢筋混凝土空心板桥，设计车辆荷载为汽车-超20级、挂车-120，桥面净宽24.5 m。该桥控制性工程为主孔1～90 m钢筋混凝土现浇等截面悬链线箱型拱，拱轴系数m=1.756，全桥采用两个单元体并立以满足全桥宽度，单元拱圈宽10.5 m，高1.8 m，断面为单箱三室结构。

2 拱圈的施工

2.1 拱圈施工方案的选择

由于肖家坪大桥净空较高且跨越V型河谷，若采用搭设满堂钢管架施工所耗材料数量较大；若采用预制吊装则施工工期过长，桥位两岸也无法布置大型预制场地，在综合考虑了质量、安全、工期、技术指标及设备投入等多方面因素后，决定采用缆索吊装斜扣悬拼贝雷梁拱架施工，拱架由贝雷梁、加强弦杆、异型连接片等组成，按单幅拼装，在左幅拱圈施工完毕后，将拱架平移到右幅进行右幅拱圈施工。拱圈在现场浇筑时，主要受力构件为圆弧半径75.7 m的类圆弧形贝雷拱架，该拱架沿弧向由10段贝雷梁拼装而成，(除接型钢端桁架段由2片贝雷片组成外，其余每段贝雷梁由3片贝雷片组成，沿弧向共用贝雷片28片)；贝雷梁横向分为7组，每组间的间距为1.2 m，各段贝雷梁之间用梯形钢结构桁架连接。在加工型钢端桁架连接各段贝雷片与拱脚，并用平面横向型锁扣拱架加强拱架横向的稳定性，避免拱架因受横向力发生扭转变形。在施工前用钢管脚手架横向连接搭成支架调平现浇拱圈，主拱圈在拱顶处设置9 cm的预拱度，并按二次抛物线从拱顶分配到拱脚。

2.2 缆索吊装斜扣悬拼系统

贝雷梁拱架用缆索吊装配套进行，吊缆系统由索塔、索鞍、跑车、起重滑车组、卷扬机、锚碇、牵引索等部分组成。索塔用国产西乙型万能杆件在拱座基础上拼装，每个索塔由两个单塔加两道横向系杆构成“门式”索塔，塔高30 m，两岸设置等高。索鞍采用八线索鞍，安装在索塔顶的平台上，每岸2组，全桥共用4组。主索设计跨度为102.7 m，两支点等高，通过锚碇锚固在桥台台背回填处。扣索采用Φ36 mm的钢丝绳，每岸分为五组，每组两根，由于采用通扣的方式扣索受到的拉力较大，而且增加了材料的投入，所以在贝雷梁安装时扣索采取了墩扣和塔扣相结合的方式，第1至第3段贝雷梁采用墩扣，第4和第5段贝雷梁采用塔扣。

2.3 拼装贝雷梁拱架

拱架通过缆索天线和卷扬机将贝雷梁吊至拱脚开始拼装，用钢管按照拱架设计倾角搭设临时支架安装型钢端桁架，然后依次拼装贝雷梁，贝雷梁采用14片贝雷片两片为一组拼装，中间用贝雷支撑架联接，形成分7组横向均匀布置，各组间用加强弦杆连接，增加拱架的横向稳定性。拼装过程中顺桥向每6 m设一组临时扣索，每组横桥向均匀分两排，并用Φ17.5 mm钢丝绳在扣点附近设横向浪风索。在拱架拼装全过程中进行轴线及高程观测，通过调整临时扣索和浪风索长度控制拱架安装的倾角和平面位置。在第一段拱架安装好后，用缆索天线将拼好的贝雷梁吊移到成型拱架前端，通过贝雷销与成型拱架联接，如此由两端逐段向拱顶拼接直至合龙。在拼装吊移过程中应当注意移动的平稳，防止吊装速度的突然变化对吊运设备形成冲击。合龙段需临时加工梯形钢桁架联接杆件，杆件两端均呈贝雷片阴阳头形式联接两侧贝雷梁。

2.4 拱圈混凝土浇筑

贝雷梁拱架合龙后，在拱架上搭设钢管架调整拱圈并按设计要求铺装底模，在底模和侧模铺好后绑扎、焊接钢筋。考虑到贝雷梁拱架受荷载及温度等因素影响下的应力、应变和位移情况，确保安全顺利地浇筑拱圈，箱型截面拱圈采用分环浇筑：首先浇筑底板，其次浇筑腹板和横隔板，最后浇筑拱肋顶板及拱上排架底梁。为防止拱架受力不均，在浇筑时两岸应同时由拱脚段开始浇筑，对称浇至拱顶合龙。

2.5 贝雷梁拱架平移

由于贝雷梁拱架投入资金较多，如果在大桥左、右幅分别拼装一套拱架耗资巨大，而将贝雷梁拱架拆除后再重新拼装所需时间较长、投入较多，在综合分析了多方面情况后，采取整体平移拱架的方案。在大桥左幅拱圈第二次浇筑的混凝土强度达到100%、第三次浇筑的混凝土强度达到80%后，拆除底模使拱圈脱架，将拱脚段连接钢板割断拆除，使整个贝雷梁拱架由无铰拱变为两铰拱，贝雷梁拱架按250 t设计，加上调平钢管重量，总共按350 t计算，选用250 t油压穿心式千斤顶将拱架沿平移轨道以v=1 cm/min的速度拉到大桥右幅，通过与预埋钢板焊接，将贝雷梁拱架由两铰拱变为无铰拱，再进行右幅拱圈施工。

3 施工过程的监控

3.1 索塔的监控

索塔在拼装及施工过程中都应随时观测，如发生偏移、变形等，可通过收放浪风索及时校正，确保索塔正常工作。

3.2 贝雷梁拱架拼装过程的监控

贝雷梁拱架在拼装过程中用全站仪和水平仪严格控制拱架安装精度，观测拱顶、两个L/4点、扣点的高程，在扣塔、索鞍、贝雷铰、扣点等部位设置监控点，监测拱架应力应变、位移等情况，便于及时进行处理。

3.3 拱圈混凝土施工的监控

在混凝土浇筑过程中随时观测拱架拱脚、两个L/4观测点的沉降值，发现异常情况应立即进行处理。

3.4 贝雷梁拱架平移的监控

在拱架平移的过程中，应注意贝雷梁拱架的水平和竖向偏位，保持两岸同步进行。

4 结 语

肖家坪大桥采用的缆索吊装斜扣悬拼贝雷梁拱架施工方案不仅节约了工程施工时的资金投入，而且能加快施工的进度。但是该施工工艺还存在一些问题，如在将拱架由无绞拱变为两绞拱后难于控制拱架在自身重力作用下的变形；在拱架平移时必须确保拱架两端同步进行，以免拱架发生扭曲变形等。但从总体看该施工工艺相对于以往一般的施工工艺来说，它的优点还是值得借鉴和推广的。

2016-03-11

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1008-3383(2016)07-0110-02