南水北调焦作2段解放大道公路桥拱肋安装主要施工技术

摘要：南水北调中线一期工程总干渠焦作2段工程位于焦作市境内，总干渠穿越山阳区，该地区为跨城区段，其存在跨度大、难道高等特点。文着重解放大道公路桥拱肋安装主要施工方法，阐述了自己的观念，供同行参考！

关键词：南水北调 焦作2段 拱肋 安装 施工技术

中图分类号：TU71文献标识码： A

1. 前言

本桥梁主要采用钢管及型钢搭建临时支架，用汽车吊将钢管拱拱肋逐段吊装到支架上进行焊接拼装。钢管拱拱肋、横撑及其它配件由汽车吊吊放至河床上，由汽车吊将拱肋逐段吊装到梁面钢管支架上，吊装拱肋时遵循左右对称、前后对称的原则，最大不平衡安装不超过一个吊装节段。

2. 施工方案

钢管拱安装总体施工方案为：采用钢管及型钢搭建临时支架，用汽车吊将钢管拱拱肋逐段吊装到支架上进行焊接拼装。钢管拱拱肋、横撑及其它配件由汽车吊吊放至河床上，由汽车吊将拱肋逐段吊装到梁面钢管支架上，吊装拱肋时遵循左右对称、前后对称的原则，最大不平衡安装不超过一个吊装节段。

拱肋安装按照如下步骤进行：①确定架拱支架在地面上的具置并浇注混凝土基础②安装架拱支架及支架连接系、拉缆风绳③架拱支架检查验收合格后，进行拱肋节段及横撑的安装，边安装边调整线形⑤两侧拱肋对称安装⑥安装合拢段⑦安装横撑⑧整体焊接。

（1）、拱肋安装方案

⑴架拱支架

采用少支架法进行安装，采用由钢管片、型钢组拼成支架.。立柱在地上拼装人字形支架，再用吊机整体安装到浇注好的混凝土基础上，支架顶面安装分配梁及拱肋调整设施，形成上层操作平台，以方便拱肋拼装。为确保支架的稳定，采用型钢组拼成桁架作为钢管片立柱的纵、横向连接。

⑵钢管拱提升及运输

钢管拱在工厂制造、预拼合格后，根据拼装施工进度需要，分节段运至现场，现场验收合格后，用汽车吊将拱肋节段或横撑杆件吊装至桥面安装位置，然后由架拱汽车吊机起吊拱节段安放在拼装支架上，并准确对位临时固定。

⑶钢管拱的安装及合拢

钢管支架拼装完成并检收合格后方可进行钢管拱节段的吊装，吊装时由桥面运输车将吊装节段，运至汽车吊旁，由汽车吊将钢管拱节段吊至钢管支架上，通过支架顶安放的50t手动千斤顶，将拱肋节段的水平位置和标高调整到施工设计值后，用劲板将该拱肋节段与上一节段临时焊接固定后，方可进行下一节段的安装，钢管拱各节段的安装应对称进行，最大不平衡安装段不超过一个节段，待两侧拱肋均安装到合拢段时，从拱脚向合拢段对称进行线形调整后，安装合拢节段和横撑。待合拢节和横撑临时连接后，由拱脚向拱顶对称向上将临时连接焊成永久性固接。在接头施焊时两侧对称进行，以避免拱肋移位或变形。

（2）、拱肋安装施工准备

钢管拱单侧拱肋已在工厂分为9段完成加工（含拱脚），钢管拱钢结构全桥分为18节拱肋，3节横撑及其它配件，拱肋最长节段为15.1m，吊重小于25t；横撑不分节，每段横撑长23.5m，重19t。根据计算，架拱支架共设24根立柱，立柱采用Φ820×10mm的螺旋钢管，管钢质材为A3钢。为确保钢管支架的稳定，钢管之间采用角钢制做成桁架进行连接。钢管支架立柱高度为13.5m~21.5m，纵向由桁架连接。钢管基础预埋件采用δ=12mm钢板，基础尺寸应根据现场地耐力设计，基础预埋件中间设置Φ450mm的振捣孔。在横梁浇筑过程中，完成拱肋支架的基础浇筑。混凝土基础施工完成后，立支架钢管，钢管在工厂按现场高度定长加工，钢管立柱之间的连接槽钢在现场地面拼结完成，形成人字形，钢管和桁架均采用50t汽车吊整体吊装，钢管立柱每两处安装到位后，立即安装连接桁架。钢管支架搭建完成后，由项目部组织并邀请现场监理等共同对支架进行验收，验收合格后方可进行钢管拱的安装。

（3）、钢管拱节段吊装

拱肋分段按照制作分为7节，拱肋最大吊装重量为23t，横撑最大吊装重量19t，每段拱肋、横撑已焊了吊耳，安装后割掉并打磨平整，拱肋及横撑安装按顺序进行。吊装拱肋及横撑用两台100t汽车吊抬吊。待所有准备工作完成并进行安全、质量、技术交底后，方可进行拱肋节段和横撑起吊作业。钢管拱合拢节段，在加工时预留了10cm的余量，在吊装合拢节段时，先在前一天的相同温度条件下，测量出合拢口的精确长度，然后对D合拢节进行精确切割，并按图纸要求将切割端打磨出坡口，以上工作完成后，在第二天相同温度条件下进行合拢节段的安装。合拢节段按左、右幅分别安装，安装应选择在气温在10℃~15℃之间进行，并应尽快进行。所有参与钢管拱装吊的装吊人员必须具备相应的装吊职业资格证明，才能上岗作业。

（4）、钢管拱节段焊接

钢管拱节段焊接按照以下程序进行：临时连接、永久性焊接、拱顶合拢焊接

临时焊接采用安装一节，焊接一段，直至合拢。钢管拱合拢后，开始进行永久性焊接，接头施焊应拱脚向拱顶对称进行，避免拱肋移位或变形。钢管拱拱焊接完成后，对所有现场焊缝进行超声波探伤。对于探伤不合格的焊缝采用碳弧气刨，将不合格的焊缝刨开，重新进行焊接，焊接后再次进行探伤，确保焊缝合格为止。拱顶合拢节段吊装后按以上临时连接方法进行锁定，从两侧拱脚向拱顶进行永久性焊接时，拱顶合拢节段焊接时间选择在气温10℃～15℃之间时进行。所有焊缝在焊接完成后，必须打磨平整，如有弧空必须清除，以降低焊接残余应力及应力集中水平。所有在钢管拱上焊接的临时构件在割除后，均对焊缝处进行打磨平整。

（5）、拱肋混凝土泵送顶升

钢管混凝土灌注是钢管拱桥施工一道关键的工序，保证钢管混凝土的灌注质量是保证钢管混凝土拱肋安全受力的一个关键环节。钢管混凝土用输送泵泵送顶升法灌注，必须要保证顺利进行，一气呵成。为使钢管混凝土在灌注后达到密实，并具有收缩补偿性，混凝土强度满足设计要求，必须在混凝土的试配、制作、钢管混凝土的灌注等方面，精心组织，科学施工。

根据对称与均衡加载原则，以拱顶为对称中线组织钢管混凝土的灌注施工。为保证拱肋混凝土的密实性，采用在拱肋两端泵送浇筑钢管拱肋混凝土的泵送顶升压注浇筑方法，灌注时由输送泵将混凝土连续不断地自下而上压入钢管拱内，且不需振捣，直至管顶冒出混凝土使管内混凝土密实为止。

（6）、支架拆除

根据设计要求，拱肋混凝土浇筑完成后方可拆除支架，拆除时先解除支架上支撑钢管的托盘，使支架不承受钢管拱载荷后，再进行支架系统的拆除。

支架拆除：钢管拱混凝土达到设计强度解除1#立柱顶抄垫解除2#立柱顶抄垫拆除1#和2#立柱连接系拆除1#，同样方法对称拆除后面的立柱。

拆除采用50t汽车吊机配合，先将每个钢管立柱的连接型钢拆除掉，然后用汽车将人字型钢管逐一拆除。单根钢管拆除先用汽车吊将该钢管轻轻吊住，然后用氧炔将钢管顶底割开后，用汽车吊将钢管吊至桥面平板车上运下桥。

（7）、钢管拱安装测控

根据施工需要对施工测量控制网进行了加密，加密后的控制点达到4等控制网的精度要求，能够满足钢管拱在架设过程中点位精度的要求。钢管拱合拢段安装完成后，应对钢管拱进行竣工测量，测量内容包括钢管拱各节段里程，标高，横轴偏位，拱高及拱肋跨距等进行检查验收，验收标准符合公路桥涵施工技术规范表15.8.5-1的要求。

3、应用效果

由于该桥梁为城市A级公路桥，整个工程造价资金的投入大，且施工周期长，施工工艺要求较高，因此，往往成为公路工程控制工期和造价的关键工程。好的桥梁设计不仅可心节省工程投资，而且可以成为整个公路工程的一道道亮丽风景。为此，大和推广新技术、新材料、新工艺是桥梁工程师永远的主题。