大跨度钢筋混凝土箱型拱桥缆索吊装施工技术分析

大跨度钢筋混凝土箱型拱桥缆索吊装施工技术分析

李鑫

身份证号：370302199403261111

摘要：箱型拱桥是常见的拱桥形式之一，其拱肋采用箱型截面，能省去上下结构造价，降低成本。以钢筋混凝土箱型拱桥为例，其截面挖空率可达50%～70%，不仅可以减少圬工体积及桥体重量，还能节约成本。根据当前施工技术水平，当跨度超过100m的拱桥便可称为大跨度拱桥。

关键词：大跨度；钢筋混凝土箱型拱桥；缆索吊装施工

引言

随着中国道路交通体系的不断完善,在偏远山区建设桥梁已成为新时代建设的主要内容。通常在偏远地区,山地又高又高,地形复杂,有成千上万的公路走廊,这也是公路桥梁广泛使用的原因之一。从桥梁分析可以看出,拱桥的优点是优越的,主要是因为主拱圈承受荷载,支撑结构具有较高的抗压强度和良好的抗拉强度。但需要注意的是,箱形拱桥支撑是受外界条件限制的主环,施工难度较大,有待进一步研究。

1.工程概况

某桥梁为无预应力钢筋混凝土桥梁，桥梁全长272.5m。上部构造：两岸引孔均为20m现浇钢筋混凝土箱梁，主孔为净跨135m钢筋混凝土箱形拱，拱上腹孔采用11m钢筋混凝土简支板。下部构造：0号、7号桥台采用重力式U型桥台，0号桥台基础采用承台桩基础，7号桥台基础采用明挖扩大基础；1号至4号桥墩采用双柱式圆柱墩，桩基础；5号及6号桥墩采用横墙式方形墩，下接拱座，明挖扩大基础。主桥上部结构主拱圈净跨135m单箱三室钢筋混凝土箱形拱，箱高、箱宽、底板厚度、顶板厚度、腹板厚度分别为230cm、1000cm、35cm、35cm、35cm，全桥设25道厚度均为35cm的横隔板。大桥主桥立体图如图1所示。

2.缆索吊装设计及施工

缆吊吊机塔架支撑系统缆吊吊机塔架支撑系统中坝岸设置在4号墩，国荣岸设置在7号台。塔架采用120m塔架，中坝岸塔高25.59m，国荣岸塔高24.06m，两塔架间用14号槽钢制作成桁架，作横梁，横梁与塔架栓接，索鞍设置在两塔顶。塔架每柱设置8组风缆绳，背风缆采用φ32mm的钢丝绳，侧风缆采用φ24mm的钢丝绳。

3.缆索吊装技术要点

3.1吊装前准备及注意事项

首先，吊装前应落实全面化检测工作，如拱箱的质量、墩台拱座的尺寸、跨径误差等。首先，在检测拱箱质量时，要采取样板校正检验的方式，在其接头、端头等位置标注，丈量后确认符合施工要求。其次，检测墩台拱座尺寸。一般拱座混凝土要修平整，其顶面会比设计方案中的参数略小（0.5～1.0cm），同样标记出其安装位置中线、边线处。最后，调整跨径和拱箱间的误差，确保误差值范围在0.5～1.0cm。

3.2安装拱顶合龙段

由于在拱顶合龙段项目中使用了受各种因素(例如结构处理错误、安装错误和构造温度)影响的合龙，因此，在构造设计中，合龙的实际长度与实际测量的长度是相对的，这是可以测试的。 钢质曲线段是否满足设计高度，并观察温度变化测量笔的准确长度，然后修剪聚苯乙烯的长度，首先在上弦杆和下弦杆两端安装钢板，然后使用电缆悬置系统将拱顶段提升到洞口，并将其放置在设计位置，在该位置上，上弦杆和下弦杆两端与法兰板连接，焊接过程需要专业焊接，以确保弧完全符合设计要求。

3.3有支墩主塔、扣塔分离悬臂浇筑施工

在主跨比较大时，随着悬臂浇筑长度的增加，施工难度提高，施工安全风险及结构稳定风险也变大。为降低安全风险，同时减少扣挂系统的投入，可采用有支墩的悬臂浇筑施工方法，支墩可设在０.１３Ｌ处。国外有较多的应用，日本的富士川桥、西班牙的孔特雷拉斯铁路高架桥、法国朗斯河桥等施工时利用临时支墩支撑拱圈，其上再设置扣锚系统。该技术显著控制了拱圈内力，但国内钢筋混凝土拱桥悬臂浇筑施工中尚未采用此方法。

3.4扣锚索拆索顺序控制

拆索是体系转换和加载的过程，合理的拆索方式能让拱圈的上下缘应力在拆索过程中较小，可以保证结构的质量和安全。悬臂浇筑拱桥在拱圈合龙后的扣锚索拆除，由较多次超静定向三次超静定体系转换，拆索的过程必须保证拱圈内力的安全性。拆索方式的不同，拱圈上下缘的应力也会有很大的偏差，如果拆索方案不合理，拆索过程中可能造成拱圈截面拉应力超限而产生裂缝，影响成拱质量。

3.5缆索设备安装要点

在吊装施工过程中，为了确保吊装施工顺利进行，施工人员必须做好实际工作的准备，其中安装电缆吊装是安装过程中最重要和最基本的任务之一，请注意设备安装质量是严格控制的:一、施工前塔架安装要点和塔架基础，施工团队必须对塔架施工质量进行彻底检查； 一般由大型构件组成，塔架主要以C25型钢筋混凝土为基础，在塔架施工过程中，施工人员必须在天棚顶部设置吊索，同时施工人员必须设置吊索以确保施工人员的安全；第二，在本工程施工过程中，主缆设置关键点，主要用于架设主桥，主桥的跨度为280m，工作标高为30.6m，工作标高为32.7m。 在施工过程中，人员必须在两侧进行锚定，第三，起重机的主要功能是在安装过程中对重物进行激励，工作人员可以在一组滑动接头周围进行封闭，同时选择在包装作业过程中形成的软、耐用的导线作为支架，工作人员可以将引线固定在塔架上，然后通过天线滑动条将其环绕四分之一圈， 拖动导缆拉杆是一条引线，可确保滑轮可以沿主电缆移动，这通常是在操作过程中选择较灵活的钢丝绳材料以创建支架的最佳方法，操作人员会将它缠绕到双向千斤顶上，同时要将死头在两台天车上进行固定。

3.6扣挂系统总体设计

在悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥中，扣锚系统布置为重中之重。扣锚系统不仅决定了施工的安全程度，还对施工成本构成重大影响，甚至决定了拱桥的最大设计跨度。扣锚系统主要由扣锚索、扣塔、后锚、锚箱或索鞍等结构组成。拱桥悬臂施工期间，扣索与水平面的夹角与扣索索力及主体结构的受力密切相关。扣索竖向的分力用以克服节段自重荷载，因此扣索的水平角度越大，索力值就越小，但对应的塔架就越高。从经济角度考虑，必须寻求一个扣索的水平角度控制值。总结国内外悬浇拱桥的经验，目前已建成拱桥的最长扣索水平角度一般控制在１７°～２２°。该参数一般大于常规悬臂拼装拱桥的扣索角度。拱桥悬臂浇筑时，除需克服节段自重外，还需额外克服挂篮的自重荷载，因此不可参考非悬浇拱桥案例参数进行该类桥梁扣锚系统的设计。

结束语

文章对某公路改造工程实例展开分析，通过设计整体施工方案，明确吊装施工技术的流程、顺序。而后对缆索吊装系统内容及其安装、施工作出解析，该系统囊括地锚、塔架、缆索多项内容。最后从吊装技术实际施工前准备、施工步骤、注意事项上进行分析。该施工项目经质量验收满足要求，且提前完成施工任务。此施工方法减少了水位、通航等外界因素影响，且施工便捷效率高，减少工程成本，值得应用推广。

参考文献

[1]郭兴.大节段钢筋混凝土箱型拱桥缆索吊装精细控制[J].湖南交通科技,2017,43(4):157-160.

[2]徐行军.钢筋混凝土箱拱桥的振动测试与动力分析[J].九江学院学报(自然科学版),2021,36(4):44-46,50.

[3]郭俊峰.大跨度拱桥施工阶段缆索吊装系统计算分析[J].铁道建筑技术,2020(11):74-77,88.

[4]张发亮,李萍.某钢管混凝土箱型拱桥劲性骨架吊装控制[J].公路交通科技(应用技术版),2020,16(11):214-217.

[5]田勇.混凝土箱型拱桥缆索吊装悬拼拱架施工技术应用[J].运输经理世界,2022(7):146-148.

[6]郑学松,王业路.大跨径钢筋混凝土箱型拱桥的施工监控仿真分析[J].内蒙古公路与运输,2018(2):15-19