论钢管混凝土系杆拱桥施工技术难题及对策

摘要:随着我国改革开放的不断深入，社会经济呵呵科学技术得到了前所未有的快速发展，桥梁的建设也不断夸大，尤其是高难度、跨度大、结构复杂的桥梁正在紧锣密鼓的建设着或筹划着，大型复杂度高的桥梁，在施工过程中结构的体系变化多，为了有效的保证桥梁结构施工的安全性和可靠性，提高施工的质量标准，需要对桥梁施工过程中，所有重难点技术进行分析，排除存在的隐患，找出可行性对策。本文主要对钢管混凝土系杆拱桥施工中存在的技术难题和安全隐患进行了分析，并且结果桥梁工程的实践和个人经验，提出了可行性的解决对策。

关键字:桥梁施工；钢管混凝土；系杆拱；施工技术

Abstract: With the continuous deepening of China's reform and opening up, economic and social life of science and technology has been rapid development of hitherto unknown, bridge construction has been exaggerated, especially the bridge high difficulty, large span, complex structure is wildly beating gongs and drums of the building or planning, large complex bridge of high degree, structure in the construction process changes to the system, in order to ensure the safety and reliability of bridge structure construction, improve the quality standards of construction, the need of the construction process, analyze all heavy and difficult technology, eliminate hidden dangers exist, find feasible countermeasures. This paper mainly analyzes the problems in the construction of concrete filled steel tubular arch bridges and the safe hidden trouble, and the results of bridge engineering practice and personal experience, puts forward feasible measures.

Key words: bridge construction; steel concrete; arch bridge; construction technology

中图分类号：U448.22+5文献标识码：A文章编号：

系杆拱桥是一种拱梁组合体系桥梁，系拱桥是把梁和拱着两种受力结构组合起来，共同承受着荷载，把拱受压、梁受弯的结构性能充分的发挥出来，并且也把其组合的作业充分的发挥出来。系杆拱桥的主要哦受力构件是拱肋，拱肋是一种压弯结构，随着拱桥跨径的增大，会陆续出现结构稳定性和材料强度的问题；由于钢管混凝土和预应力混凝土拱桥拥有较大的自重，因此在对主拱圈进行施工过程中，架设问题成为了最突出的问题。钢管混凝土系杆拱桥以其大跨度、结构轻、节约材料等优点，在我国公路工程建设中广泛的使用，但是钢管混凝土系杆拱桥的施工技术较为复杂，施工难度大，其内在的缺点和问题不断暴露，以下就对钢管混凝土系杆拱桥施工技术难题和解决的措施进行逐一的分析。

一、 支承系统

钢管混凝土系杆拱桥的支承系统的主要功能是对支架竖向的组合根据实际的需要进行微调，其主要的组成是以工具支架和特制微调座组成。其材料多选用WDJ齿碗扣型多功能支架。

钢管混凝土系杆拱桥的支承系统所采用的WDJ齿碗扣型多功能支架，在施工过程中，该支架要搭设在处理好的坚实稳定的地基上。鉴于该支架的重要作用和功能，对地基进行预处理是及其有必要的，并且地基预处理的要求是：地基需要高出原地面5分米到8分米之间，并且做好防水设施，以免在雨季受到雨水的浸泡。在立杆的底部还要铺设垫层，，对于立杆底部的垫层， 也有明确的要求，一般采用厚度大于20厘米的混凝土或者是厚度小于10厘米的钢筋混凝土。

WDJ齿碗扣型多功能支架在使用之前，要进行预压，这也是为了保持支架的稳定性，在预压的过程中，不能够只按照一孔预压得到的数据作为整个钢管混凝土系杆拱桥的数据。预压的数据要明确保持在静压5d以上，以及达到沉稳状态2d以上。沉稳状态的基本标准是在24小时内，沉降要小于1毫米。

二、 主拱肋拱轴线控制系统

在钢管混凝土系杆拱桥施工过程中，一般通过使用精么米侧标和机关找准组成的定位系统，该定位系统的主要目标就是观测拱肋的线性变化、拱脚的位移以及沉降等。主拱肋拱轴线关系到整个桥梁的稳定性和可靠性，所以在施工的过程中，需要建立健全测量控制的网络，网络的设定，需要在每节拱肋端头中线位置上设置固定的测量控制点。在施工过程中，对主拱肋的检测和放样都要使用全站仪的方式进行，每假设一节的拱肋，都要对所有的控制点进行检测。与此同时，拱座的偏移情况也需要测量。引诱温度和日光对于钢管拱的影响较为强烈，为了能够有效的减少日光和温度对钢管拱线性控制的影响，所以对标高的测量一般都安排在凌晨进行。

通过以上的阐释，钢管混凝土杆拱桥在施工过程中，建立起主拱肋拱轴线控制系统，要巩固和完善该系统，仅仅在施工的过程中对控制点进行观测还是不够的，需要在施工技术和施工方法上进行控制，以提高主拱肋拱轴线控制系统的可靠性，其具体的做法如下：（1）在扣锁搭架顶部设有扣、锚索调整装置千斤顶，以改变扣索的张力，并且在各节拱段之间的内法兰盘接头处设置抄垫钢板，以调整拱段接头的标高。（2）对拱肋的固定通过设置临时横撑以实现。在施工的过程，每架设 一节的拱肋，就需要钢管拱的横联钢管采用临时焊接的方法对上下游的拱肋进行固定，特别是在合拢段拱肋段需要设置临时的支撑。（3）焊接拱肋接头外包板时，对于非对称的焊缝，需要先焊缝少的一侧，这样能够消除在焊接过程中各个焊缝所引起的变形；而对于对称布置的焊缝，需要采用双焊工对称进行，这样以消除在焊接过程中各个焊缝所引起的变形。（4）为了保证钢管系杆拱在吊装的过程中使横向保持稳定，每吊装一节的拱肋，都要通过对称设置的两道浪风绳和控制拱段就位中线位置，减少拱肋自由长度，从而提升横向的稳定性。

三、 主拱肋钢管的拼接

1、 主拱肋钢管的制作

钢管拱肋的主弦管要采用直径大于600毫米的螺旋焊管，螺旋焊管弯曲成型在中频弯管机中进行，采用埋弧自动焊；腹板的按照要采用C02气体保护焊；单元阶段焊接完成以后，如果出现线性和理论的线性不相符合，可以采用火工矫正法的方法对线性进行校正。最制作好钢管单元以后，要把钢管运到工地组焊成吊装段，在运到施工舷窗，最后采用跨墩龙门吊机或者是其他的起重设施将吊装吊上桥进行组装。钢管在制作过程中，拱脚预埋段和拱中段之间要流出80毫米的调整量；拱肋合拢锁定的温度要控制在10摄氏度到15摄氏度之间，其主要的目的是为了便于调整预埋段制造、温度引起的偏差。

2、 对钢管拱肋单元构件的防护

钢管拱肋的构件，在预拼成型的安装阶段，在生产场地，就需要先对接口进行预接演练和一些技术上的处理，拱肋的每一个吊装过程之间的连接，都是采用了内法兰实行的，内法兰之间的微调可以通过垫钢板实行；在钢管拱肋单元制造的阶段，之间的连接通常使用外法兰连接。

四、 钢管拱肋的悬拼

钢管拱肋的悬拼过程是主拱肋钢管的拼接的重要内容，在拼接的过程，应该注意以下技术难题：（1）钢管拱肋吊装主要使用的是扣挂施工和悬拼两个方法。在制作完成拱肋以后，在制作的现场要进行拼接的演练，演练合格以后，才能实施吊装。（2）在对钢管拱肋实施吊装之前，要事前安装好拱铰的临时铰，在进行悬拼时，要保证拱肋能够环绕铰进行转动。在吊装每一个阶段时，都要安装好横撑，以及做好横向浪风索的设置。以保证横向的稳定和可靠性；（3）在吊装的两个阶段的接头端，都要采用螺栓进行对接，在安装合拢段之间，要事先通过扣索对拱肋的横向位置进行调整，然后在对拱顶合拢段。（4）钢管两条拱肋全部合拢完成以后，然后在对共轴线的坐标进行校对，并且把坐标调整到误差容许的范围内，对于焊主拱钢管，烧掉螺栓，主要采用加劲钢板补焊拱肋钢管接头，以确保受力的连续性。（5）用钢管焊接封死拱脚临时铰，在拱座预留槽口中浇注C50混凝土，从而形成无铰钢管桁架拱，等到拱脚的混凝土达到一定的强度要求以后，在拆除扣索。（6）在泵送压注填充管中，注入C50微膨胀混凝土。

最后，对于跨径比较小的桥梁可以采用WDJ支撑系统配合吊车、缆绳完成拱肋的组拼。

六、 总结

鉴于时间、篇幅和相关及时的现状，本文对钢管混凝土系杆拱桥施工技术的研究工作还需要不断的改进和完善，以上只对钢管混凝土系杆拱桥施工中的个别问题进行分析，给出了有效的解决措施，针对于整个钢管混凝土系杆拱桥施工的技术问题，只是冰山一角。在未来大跨径桥梁施工控制的发展趋势是量测监控的自动化，进一步研究桥梁现代控制理论，结合计算机仿真技术、图像及时、数据库技术和专家系统，编制更为合理和适用的集成化施工控制软件，实现对桥梁监控的可视化、自动化和智能化，从根本上解决钢管混凝土系杆拱桥施工的技术难题。

参考文献：

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[3]吕俊平，钢管混凝土系杆拱桥施工控制[D]，浙江大学，2013-04-13