牛彦霞 任艳丽

中国水利水电第四工程局有限公司

特殊孔跨的技术研究

牛彦霞 任艳丽

中国水利水电第四工程局有限公司

下面文中采用了新建北京至沈阳铁路客运专线桃花站特大桥1-100m下承式提篮系杆钢管拱桥工程。范围主要包括：主桥钢管拱肋、横撑的厂内制作及现场运输、涂装、安装等。新建铁路北京至沈阳客运专线辽宁段站前TJ-9标桃花站特大桥(DK550+904.91～DK554+876.06)1-100m下承式无砟双线简支拱桥，位于辽宁省阜新市阜蒙县沙拉镇，简支拱跨预留新义铁路扩能右线及左线，斜角角度：152˚ 08′ 00″。详细分析特殊孔跨箱梁架设施工中可能影响施工进度及施工安全的各种因素，提前制定出一套切实可行的施工方案和技术措施，使箱梁架设能够快速、安全、顺利完成。

铁路工程；孔跨；技术

桥址区表覆第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)及上更新统坡残积(Q3el+el)粘土、粉质粘土、粉土、砂土及角砾土、圆砾土、碎石土，下伏侏罗系上统(J3)页岩、砂岩、砾岩等，产状185°＜20°桥址区属燕山辽东山东半岛暖温带亚湿润季风性大陆气候区与松辽中温带亚湿润季风气候区、松辽上游中温带亚干旱季风气候区的过渡地带。按对铁路工程影响的气候分区，辽宁省范围属于寒冷地区，土壤最大冻结深度1.40m。桥址区地震动峰值加速度为0.05g，地震烈度为Ⅵ度，动反应谱特征周期Ts为0.35s。

1 工程特点

桃花站特大桥100m下承式无砟双线简支拱桥全长102.7米，拱肋计算跨度为100米，矢跨比为f/L=1：5，拱肋立面投影矢高20m，拱肋在横桥向内倾8度，呈提篮样式，拱肋断面采用哑铃型钢管混凝土等截面，面内截面高度为2.8m，钢管直径1m，由16mm钢板卷制而成，每根拱肋的两根钢管之间用16mm腹板连接，在拱肋的腹板中焊接拉杆。拱肋之间设一道一字撑和四道K撑，一字撑采用外径1m厚12mm的圆管组成，斜撑采用外径1m厚12mm的圆管组成。吊杆采用平行布置，吊杆间距均为5m，吊杆纵向垂直于系梁布置，横向内倾8度。

2 施工工艺

2.1 钢管拱制作加工方法

拱肋单元节段的分段主要考虑吊装条件、结构对称性、即时合拢的原则，同时兼顾各节段的单体重量与长度。针对本工程的实际情况，将每幅拱肋除拱脚处外划分为5个单元节段，最大单元节段的长度为20.6m，重为37t，能满足汽车运输以及现场吊装的需求。分段划分时，考虑到接缝线需错位，腹板的横向焊缝与钢管的环缝不应处于同一截面，根据规范要求应错开200mm以上。

2.2 拱肋安装

安装柱脚段拱肋应在底模及侧模支撑完成后先进行柱脚支架的安装，支架采用I25a工字钢以及I20a工字钢组成，支架底部用I20a工字钢将两侧支架连成整体，同时支架后部利用工字钢与模板顶牢。柱脚吊装采用80t汽车吊进行吊装，根据现场情况可知，柱脚段最大重量为15t，吊车最大吊装半径10m，吊杆长度24m，此时最大吊装重量为17t大于15t，满足吊装要求。首先第一段钢管拱通过陆路运输到现场后，通过施工通道运输到待安装位置，350t汽车吊站位于待安装位置，然后利用350t汽车吊先将钢管拱肋卸到地面上。同时80t汽车吊站位于拱肋低端位置。350t汽车吊重新绑扎吊装带，绑扎时使钢管拱下端略低，然后缓慢起钩，然后将钢管拱调整到高度与系梁面一致后停吊。然后将80t汽车吊用吊装带挂在钢管拱肋的下端部，350t汽车吊承担全部的吊装重量，80t汽车吊只承担调整拱肋的倾斜角度。

2.3 钢管拱肋混凝土泵送顶升

1)施工前准备。施工前组织所有参加施工的人员进行全面的技术交底，做到人人心中有数，并有详细的交底记录。组织有关人员进行混凝土泵管的接拆训练，保证在施工中每个接口的拆装在规定的时间内完成。按试验室要求备齐所有原材料。各种原材料的抽检技术资料必须准备齐全、准确，并得到有关人员和监理工程师的签认。钢管拱泵送混凝土配合比提前2天交监理工程师签认。钢管拱泵送混凝土前要有详细的拱肋线型测量资料，并在拱脚、1/4L、1/2L位置设置测量标记，便于在泵送混凝土过程中监测拱肋线型的变化。每次泵送混凝土前，必须对所有用于施工的机械设备进行全面检查、维修、保养，确保各种机械设备运转状况良好。

2)混凝土泵送压注施工。在各项准备工作结束，经检查合格后，即可开始泵送压注施工。依据设计要求，混凝土压注一次完成。施工中上、下弦管混凝土两侧分别同时四角对称压注，一次压完，且须在混凝土初凝以前全部压注完毕。为增强混凝土的密实性，保证混凝土的压注质量，在拱肋顶面附近开设φ125mm的孔，以利于排气，由φ125mm排气管排出含有石子的新鲜混凝土时，插入φ50振动棒进行振捣。

3)质量控制。施工前组织有关人员对用于钢管拱混凝土施工的机械设备进行全面检查，确保泵送施工的连续性。质量检查人员认真检查己压注部位的混凝土是否密实，发现问题及时向有关部门报告，并及时作相应处理。试验人员严格按己确认的配合比施工，控制好混凝土和其各组成材料的质量。施工过程中按要求留有足够的试件，并做好值班记录。混凝土压注过程中，测量人员随时对钢管拱的变形和拱座进行测控。发现异常情况应及时通知现场负责入。

2.4 吊杆的安装及张拉

在系梁及拱肋施工时注意预埋吊杆预留孔、锚头钢筋及螺旋钢筋预埋件等。吊杆实际下料时，应在拱肋混凝土灌注完成后，精确测量上锚垫板顶面标高，并由设计单位根据施工过程中实测拱肋变位情况，修正有关计算参数，计入拱肋在桥面系恒载作用下竖向变位推算值影响后，确定实际下料长度。同时上锚头预留长度调整差±50mm。交由专业厂家下料并及时安装吊杆与锚具。安装吊杆锚固端采用汽车吊。吊杆的安装次序从两端拱脚开始按设计要求对称依次安装至拱顶。在拱肋混凝土强度达到设计要求后，采用千斤顶在拱肋顶单端张拉，张拉端设置在吊杆底部，按设计图纸顺序张拉至初始应力后锚固。

采用“特殊孔跨箱梁架设技术”施工，既节约了工期和造价，又安全的完成了贝雷支架的现浇，同时为国内特殊孔跨箱梁架设施工积累了宝贵的施工经验。

[1]汪永庆.黄冈公铁两用长江大桥北引桥特殊孔跨箱梁架设技术[J].江西建材，2015,05:175-176+179.

[2]李华云.浅谈无缝线路轨道的桥梁孔跨布置[J].桥梁建设，2006，S2:65-68+71.