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简述南岳1号大桥主拱圈施工方案

作者：李钊

来源：《科技创新与应用》2013年第11期

摘 要：主要介绍南岳1号大桥主拱圈施工方案，包括工程概况、施工方法、施工控制、适用范围等内容。

关键词：主拱圈；悬拼拱架；施工 1 前言

南岳1号大桥为2×55m+2×16m钢筋混凝土“葵型”拱桥，主拱圈采用悬拼贝雷梁拱架现浇的施工方法，此方法可克服不良地形限制，适用于跨水拱桥施工。 2 工程概况

大桥主拱为悬链线箱型无铰拱，净跨度为55m，净矢高为11m，，净矢跨比1/5，拱轴系数m=4.324，每幅单箱三室钢筋混凝土箱形结构，每箱宽3.31m，总宽11.13m，拱圈高度1.4m。拟采用贝雷梁拱架进行拱圈施工。 3 施工方法

3.1 缆索吊装系统施工

缆索吊装系统，是本桥进行拱架拼装的关键设备。缆索吊装系统设计跨径140.48m，跨中最大吊重垂度8.75m，安装垂度3.5m，设计吊装重量20.5吨；主索选用φ52（6×37）的钢丝绳，起重索采用φ21.5（6×37）钢丝绳，走四线；牵引索采用φ24（6×37）钢丝绳，公称抗拉强度为1870Mpa。缆索吊装系统按照常规吊装方法施工。 3.2 拱架构造

贝雷梁拱架由贝雷梁、异型贝雷梁、小支撑架、大支撑架、平面联系、拱脚节段（端桁架）、拱铰、临时拱座组成。

异型贝雷梁是为了适应拱圈的曲线，在贝雷梁节段之间采用上大下小的异型贝雷梁，实现贝雷梁由直线向曲线变化，其材质和加工工艺与标准贝雷梁相同。

拱脚节段是贝雷梁拱架的起步节段，其加工的长短是根据贝雷梁拱架的拼装长度确定，为一次性构件，拱脚节段一端与贝雷梁拱架连接，另外一端与拱铰进行焊接，由于拱脚节段处在拱架的端头，也称端桁架。

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拱铰采用钢管，在钢管内灌注混凝土，在拱架拼装的时候，悬拼的贝雷梁拱架通过拱铰沿着铰槽发生转动，拱架拼装合拢后，把端桁架上下弦与预埋的型钢构件连接，拱架也由拼装阶段的两铰拱变成无铰拱。

临时拱座为拱架的支撑结构，采用和永久拱座同样的混凝土标号，并一起浇筑完成。 3.3 拱架拼装

拱架采用悬臂拼装的方式进行，用缆索吊吊装贝雷梁节段或者异性贝雷梁，在端桁架的基础上，不断向前拼装，拼装过程中采用临时扣索对已拼装节段进行扣挂，直至拱架合拢；扣索采用直径为21.5的钢丝绳；扣索绕过索塔顶端锚固在锚碇上。 3.3.1 安装端桁架

端桁架作为拱架拼装的起步段，它的定位是否准确稳固对拱架能否成功拼装有至关重要的影响；首先端桁架在施工现场与拱铰的钢管进行焊接，上好横断面以及顶底平面的横向联系，用缆索吊通过扁担梁整体提升放入临时拱座上的铰槽内，扣挂临时扣索。 3.3.2 其他节段的拼装

将首节段安装就位后，随即安装以后节段，起吊后，用浪风绳调整半幅拱架的横向位置，与前面节段进行销接，并张拉扣索（或临时扣索），在安装下一拱架节段前，前一拱架节段需安装完成，并上好顶底面的横向联系及支撑架；在拼装过程中两岸对称进行。 3.3.3 合拢段安装

在拱架拼装过程中，由于受扣绳弹性模量、新旧程度、松紧程度的不一致，以及构件的安装误差、加工误差等多种复杂因素的影响，拱架合拢时，难免与施工设计图有一定误差，那么合拢口的尺寸和异型贝雷梁尺寸存在差异，因此拱顶合拢段的异型贝雷梁需要根据合拢口的尺寸进行现场焊接。合拢时请有资质的加工厂家到现场加工以保证合拢效果。 3.4 拱架的加载

预压加载根据实际情况采用水箱法。预压时加载顺序模拟拱圈混凝土的浇筑过程，即先拱脚，再拱顶，最后拱腰，每个部位的加载长度根据计算确定，支架预压时要注意加载的匀速、对称、平衡，在加载时要时时监控，如发现异常情况，应及时停止，查清原因后并处理后方可继续进行。

3.5 拱圈混凝土施工

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为了施工安全，考虑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，将箱形截面拱圈采用分环浇筑，施工浇筑程序为（分四次）：第一次先浇底板；第二次浇中间两道腹板以及对应的横隔板；第三次浇筑最外侧的两道腹板及相对应的隔板，第四次浇筑顶板。以上浇筑程序由先拱脚，再拱顶，最后拱腰，并且对称进行浇筑，使拱架变形均匀，在拱圈施工全过程中必须加强对各监控点的观测。拱圈成型后测量各高程控制点及拱座标高，掌握拱架、拱圈变形量。 3.6 施工过程的测量控制

拱架拼装完成后，应根据设计拱圈施工坐标图和加载后取得的预抬高值，精确测出拱架各节点的实际坐标，如实际各节点标高与设计和放样图有出入，应以弧形木和垫木进行调整，使模板弧形符合设计拱圈内弧曲线形状要求。贝雷梁上各杆件和组件位置的测量，都应以桥中心线和墩台中心线两个方向的基线为基准进行引测；应使用标准的或统一的钢尺丈量。 4 施工控制

4.1 施工控制的目的和意义

贝雷梁拱架采用缆索吊装法施工，拱架拼装、拱圈混凝土的浇筑的施工过程安全以及拱圈线形控制是施工成败的关键之一。施工控制的目的就在于通过对索塔的位移变化监测、拱架的位移测量、加载及浇筑过程中的拱架的变形测量及应力测试、主拱圈各断面的应力测量等，使施工全过程的临时结构以及永久结构都在可控的范围内，确保施工过程中的安全。 4.2 施工控制的主要工作内容

拱架悬拼施工，作业的先后顺序为：索塔拼装→主缆安装→拱架悬拼→拱圈混凝土施工。而拱架的拼装及拱圈混凝土的浇筑是施工的关键环节。施工监控主要有以下几方面工作。 4.2.1 对索塔及扣塔的施工控制

因为索塔受力情况比较复杂，索塔在拼装过程中，特别注意索塔的偏移，用垂球和全站仪配合测量。在安装主索、吊装贝雷片和扣挂扣索的过程中，都要用全站仪进行观测，注意索塔的偏移，并通过收放索塔缆风索及时纠偏，以确保索塔垂直受力；索塔及扣塔的塔顶位移控制在5cm以内。

4.2.2 贝雷拱架拼装过程的控制

贝雷拱架在拼装过程中，要按照拱架施工坐标图进行，要用全站仪与水平仪严格控制高程及精度。以基线标尺法测量贝雷拱架各扣点高程、轴线偏位情况，用索力计测试各扣索的索力状况；在过程中应派专人对系统的各关键点进行巡查，主要包括：后锚、拱架节段接头位置、拱架支撑片的连接、钢丝绳的磨损、绳卡的松紧等等，发现异常情况即时汇报，及时处理。