1-80mm货运重载铁路系杆拱临时结构施工关键技术

1-80mm货运重载铁路系杆拱临时结构施工关键技术

梁大器

（中铁十二局集团第七工程有限公司 湖南长沙 410000）

摘 要： 南沙港铁路是珠三角西部货运通道的重要组成部分，是粤港澳大湾区交通发展的重要项目，是首条进入广州南沙自贸区的重载货运铁路，贯穿广州、佛山、中山、江门四市，南头北特大桥1-80m系杆拱跨越桂州水道防洪堤，本文通过阐述系杆拱梁部和拱肋临时结构施工过程中的关键技术，为类似工程提供经验借鉴和参考。

关键词：货运重载；系杆拱；临时结构；关键技术

作者简介：梁大器（1983-06），男，湖南娄底人，本科学历，工程师，主要从事与路桥隧项目管理及技术管理等工作。

1、工程概况

1-80m系杆拱桥位于中山市南头镇境内，南头北特大桥17#～18#墩处，跨越桂州水道防洪提。系杆拱桥与防洪提相交的铁路里程为DK46+032，两线夹角为32°，梁全长83.2 m，计算跨长为80.0m，矢跨比为f/l=1/5，拱肋平面内矢高16.0m，拱肋采用悬链线线型。拱肋横截面采用哑铃形钢管混凝土截面，截面高度h=3.0m，沿程等高布置，钢管直径为1000mm；上、下钢管为钢-混凝土结构，钢管内填充C55无收缩混凝土。系梁按整体箱形梁布置，采用单箱三室预应力混凝土箱形截面，桥面箱宽15.4m，梁高2.5m。底板厚度为30cm，顶板厚度为30cm，边腹板厚度为35cm，中腹板厚度为30cm。吊杆布置采用尼尔森体系，吊杆间距为8米，均采用127根φ7高强低松弛镀锌平行钢丝束，冷铸镦头锚，索体采用PES（FD）低应力防腐索体，并外包不锈钢防护。两拱肋之间共设三道圆形钢管横撑，拱顶处设X型撑，拱顶至两拱脚间设2道K型横撑。

2、临时结构方案选项

根据现场实际，系杆拱中部跨越水道河堤，两侧位于河堤内外，土层主要为淤泥、淤泥质黏土，地基承载力低，不均匀沉降明显，台风雨季时节内河堤内侧水位起伏不定，地基处理难度大，成本高，不适宜采用满堂支架法，故采用贝雷梁少支架现浇法，成本基本持平，但工期可明显缩短；河堤平时限制重型车辆通行，主要是部分小型车辆，流量较少，因此采用先梁后拱原位支架拼装施工方法比较方便，拱肋分节较少，焊接点少，且无需二次嵌补（无铰接点），工期相对缩短1个月，支架拼装法施工拱部无拱座铰接集中受力，无高空塔顶旋转受力，便于控制受力结构的同时对钢管拱本身线型和连接节点质量有利，成本增加不到5%。

3、结构总体施工方案

采用先梁后拱的施工方式。梁部采用支架现浇，跨防洪提搭设两幅型钢门型支架，两侧搭设满堂脚手架。支架通过预压块分段预压，根据预压支架预压变形量和设计预拱度，合理设置底模铺设预拱度，底、侧模及内模采用竹胶板现场加工组拼，钢筋由加工厂集中加工，混凝土集中拌合运至现场。钢筋绑扎与拱脚预埋钢管及其定位钢构件安装完毕后，整体一次现浇系梁成型。待混凝土强度达到设计要求后，进行第一批预应力索张拉、孔道压浆。

拱肋分5段工厂加工（不含预埋件），各钢件经检验、试拼装及线形调整合格后运至工地，再次预拼无误后进行拱肋安装。在系梁上搭设拱肋拼装支架，拱肋钢管运至施工现场后，采用汽车吊安装，支架上组拼，通过操作平台调整至设计位置。拱肋拼装时，两端分节段对称进行逐节拼装，直至中跨合拢。拱肋逐节安装过程中及时拼装拱肋间横向连接结构，保持拱肋的结构稳定性。

管内混凝土达到设计强度和弹性模量要求的90%，且龄期部少于5天后，适量降低调节装置高度，使支架与拱肋钢管脱离，从两端拱脚对称安装张拉吊杆，再张拉系梁剩余预应力索。拆除系梁支架后，进行桥面二期恒载施工，检测并调整吊杆力至设计值。

4、临时结构关键施工技术

4.1系梁支架基础和搭设

4.1.1系梁支架基础

在基础施工前，先根据支架设计要求进行实地放样，用全站仪放出每根管桩基础的中心位置以及条形基础的平面位置。在承台顶面预埋钢板，钢板大小90cm*90cm*1cm，钢板埋入承台顶面以下2cm，柱脚四周等间距设6块加强劲板，柱底、加强劲板底均与预埋钢板焊接。预埋钢板底部设4根Φ20mm钢筋，钢筋端部直线段与钢板接焊牢固。跨越在防洪提的部分设置条形基础，条形基础截面尺寸为60cm*150cm，对基础底部承载力不合要求处采用级配碎石换填，并分层用打夯机夯填密实，填至齐平。其他中间跨基础根据支架设计位置，打入400mmPHC管桩，打入深度不小于26m。在桩顶做条形基础，截面尺寸为100cm*80cm。在条形基础顶面立螺旋管的位置预埋1cm厚的钢板。预埋钢板底部设4根Φ20mm钢筋，钢筋端部直线段与钢板接焊牢固。

4.1.2系梁支架搭设

钢管柱底部与预埋钢板焊接牢固，且在柱脚四周等间距设4块1cm厚15×10cm/2加强劲板分别与预埋钢板、钢管柱焊接。钢管柱顶设置1cm厚90×90cm钢板顶盖板，且在柱顶四周等间距设4块8mm厚15×10cm/2加强劲板分别与预埋钢板、钢管柱焊接。柱顶钢板上设置沙箱，沙箱顶设置双拼I40工字钢作为横梁。横梁与沙箱顶板间用短钢筋条进行绑焊，来固定横梁，防止在安装过程中移动、掉落。贝雷梁每跨20片，每两片采用90cm宽的花架进行连接。每三米处采用U型卡将I10工字钢和贝雷梁加固。在贝雷梁上横桥向铺设I10工字钢，间距60cm。其上布设10×10cm方木，间距30cm，上铺竹胶板作底模，竹胶板规格244cm×122cm×1.5cm。

4.2拱肋支架

4.2.1拱肋支架搭设

根据现场条件和施工工期，选用制作简单、安装较快的钢管支架作为临时支架，在浇筑好的桥面上临时支架钢管位置设有预埋钢板。支架采用4根直径180mm 壁厚8mm的钢管柱，局部加强区采用直径180mm 壁厚12mm的钢管，横腹杆采用直径76mm 壁厚5mm的钢管，斜腹杆采用直径89mm 壁厚5mm的钢管局部加强区采用直径133mm 壁厚6mm的钢管，支架底部固定在桥面预埋件上，顶部通过缆风绳与支架底部进行加固，保证施工安全。

.2临时支架安装

临时支架应左右对称安装。同一侧先安装较低竖向支架，然后安装与其相邻的较高竖向支架，安装较高竖向支架至横向连接支架时，先安装横向支架，然后再安装竖向支架至顶端。以此类推安装完整个临时支架。利用汽车吊进行钢管支架的吊装施工，在支架顶面布置钢管拱安装定位平台。拱肋支架钢管采用竖直吊装，吊点设置在钢管柱顶部，下部设置揽风绳，人工牵引揽风绳将钢管柱缓慢对中安装在预埋钢板上。

拱肋支架采用钢管柱制作，支架所用钢管柱不得有严重变形和削弱截面损伤。支墩底和支墩顶均按设计要求设置连接钢板，用以和预埋件及分配梁相连接。为保证在施工时的稳定性不受影响，支墩不失稳，在支墩间设纵横向连接系，连接系采用钢管制作。拱座处设置有拱脚定位支架，拱脚定位支架在拱脚后浇段施工时进行预埋。其他节段拱肋支架在连续梁悬浇时预埋支架预埋件。

根据现场条件和施工工期，选用制作简单、安装较快的钢管支架作为临时支架，在浇筑好的桥面上临时支架钢管位置设有预埋钢板。钢板规格为δ20×700×700，要求钢管、钢板焊接紧密。支架采用4根直径180mm 壁厚8mm的钢管柱，横腹杆采用直径76mm 壁厚5mm的钢管，斜腹杆采用直径89mm 壁厚5mm的钢管，4根主钢管和支撑钢管组成格构柱。采用厂制爬梯，供施工人员上下使用。在钢管支架顶部布置操作平台，在型钢支架上满铺木跳板并绑扎固定。支架侧面采用钢管搭设围栏并满挂密目安全网，确保造作人员安全。

5、结语

南头北特大桥1-80m系杆拱目前已顺利完成拱肋施工，整个施工过程安全质量进度受控，经济效益明显，通过对系梁支架基础、系梁支架搭设、拱肋支架搭设等临时结构关键施工技术论述和总结，可以对今后类似工程提供借鉴和参考，促进系杆拱施工技术更加成熟，推动桥梁施工技术发展。

参考文献

[1] 孙翀.西苕溪特大桥1-96m 下承式系杆拱钢管混凝土拱肋施工技术[J].铁道建筑技术.2016,(9).55-58,64