廖加和

(贵州省公路工程集团有限公司，贵州 贵阳 550003)



无支架法大跨度钢管拱肋吊装施工技术研究

廖加和

(贵州省公路工程集团有限公司，贵州 贵阳 550003)

将贵州百里杜鹃风景名胜区花瓣式拱肋施工工程作为主要参考对象，细致的分析了钢管拱肋的施工方法与技术，为钢管拱桥的施工建设积累工作经验，推动我国桥梁建设事业不断发展。

钢管拱肋；无支架法；吊装施工；施工技术

1 贵州百里杜鹃风景名胜区花瓣式拱肋施工概况

(1)拱肋整体近似于花瓣造型，主要由一个主拱和两边拱肋构成，主拱矢高为28.25 m，跨径为84.65 m，圆弧曲线型轴线，其中心的半径为45.387 m；拱筋钢梁的断面呈现出箱型，肋高、宽分别为1.5 m、0.9 m，在截面的各个侧面中，顶底板壁厚均几乎保持一致，为16 mm，所有侧板都安装3道加劲肋，在顶底板中按照一定顺序依次安装1道加劲肋，厚度、长度一致，均为20 mm、150 mm，沿中心线延伸方向，每隔2 m便安装一道横板，厚度为10 mm。

(2)边拱矢高19.136 m，跨径达到了53.127 m，圆弧曲线型轴线，其中心的半径为27.786 m；拱筋钢梁断面呈现出箱型，肋高、宽分别为1 m、0.6 m，在截面各个侧面中，顶底板壁厚均几乎保持一致，为16 mm，所有侧板都安装2道加劲肋，在顶底板中按照一定顺序依次安装1道加劲肋，厚度、长度保持一致，分别为20 mm、120 mm，沿中心线延伸方向，每隔2 m便安装一道横隔板，厚度为10 mm。边拱肋围绕桥向轴的顺时针方向旋转布置，旋转的角度为45°，此外，拱脚之前的连线以及顺桥与水平夹角的30°方向上进行布置。

(3) 本拱顺桥向为全焊结构，包括顶、底板、腹板、N18与N1、N2、 N3、N10、N11、N12间的连接，焊缝等级为Ⅰ级焊缝；加劲肋与顶(底)板、腹板以及横隔板与顶(底)板、腹板焊缝为断焊，焊缝等级为Ⅱ级。拱肋1、2落位前为铰接连接，通过骑缝焊接后变为固端连接。铰座按钢梁厂提供的安装位置图进行预埋。

2 基于花瓣式拱肋的吊装施工技术

2.1 工地预拼

将准备妥当的各个单元(拱肋1与拱肋2)运送到施工区域进行初次拼接，按照图纸进行放样，放样就绪以后，使用汽车起重机等装置拼接各个单元，并将其进行焊接，形成三个大段，最后在连接的位置固定螺栓。

2.2 工地终拼

按照图纸进行放样，放样就绪以后，使用汽车起重机等装置进行拼接，拼接完成时进行焊接，与预拼相同，需在连接的位置固定螺栓。在此当中，底焊缝可经过开焊接窗口的形式进行V形焊处理。

2.3 架设拱肋

(1) 拱肋1的架设

采用两台汽车起重机，并设置四个起吊点，旋转拱肋，角度约为30°，在旋转的同时如吊车工作半径不足，可调换汽车吊位置加以解决，在旋转的角度达到30°以后，将吊杆安装就位，安装完成之后，将其张紧至最大线性。拱肋铰座焊接钢板，浇筑强度为C30的水泥混凝土，各工序完成之后喷上银灰色的面漆，以防止生锈。

(2)拱肋2的架设

采用两台汽车起重机，并设置四个起吊点，旋转拱肋，角度约为45°，在旋转的同时如吊车工作半径不足，可调换汽车吊位置加以解决，在旋转的角度达到45°以后，将吊杆安装就位，安装完成之后，将其张紧至最大线性。拱肋铰座焊接钢板，浇筑强度为C30的水泥混凝土，各工序完成之后喷上银灰色的面漆，以防止生锈。虽然两拱肋的架设过程极为相似，但由于二者存在相交，所以必须对拱肋2进行对应的避让处理，在开挖的区域中最好补强，在焊接完成之后即可将临时补强进行拆除。

2.4 钢箱梁焊接

焊接过程由中间位置开始逐渐向两侧延伸，按照固定的顺序进行焊接，需保证焊接的对称性。焊接过程中，需完成按照图纸以及工艺方面的要求进行，焊接的顺序、方式以及材料不可以在未经允许的情况下进行更改。如而必须进行更改，需在制定对应的工艺流程之后向工程的监理部门递交申请，得到批准之后才能进行施工。

焊接操作的工作人员必须持有上岗证，并且在实际焊接之前进行多次试验焊接，射线探伤切实合格且得到监理部门的批准之后即可进行正式的焊接作业。焊接过程所用的材料必须得到评定，在有需要其他种类焊接材料的需求时，应重新进行评定，在得到许可之后才能在施工中使用。

按照标准对焊接所需材料进行烘干等处理，并将其存放至保温桶当中，保证材料具体合格的干燥性。

对底板与腹板进行焊接时，通常使用二氧化碳气体保护进行，对底板进行焊接时，需将陶瓷作为衬垫，立焊与仰焊运用焊条手把进行焊接，而顶板使用二氧化碳气体和保护进行打底，在对顶板进行焊接的过程中需将钢材作为衬垫。

为保证工期，科学的安排施工的时间，需要安排两个施工队伍。切实做好周密的计划与安排，每个焊缝都需要落实到具体的人，同时完善工作记录，确保施工安全。

在焊接过程完成以后，需进行射线探伤工作，对检验合格的焊缝进行评定与记录，而那些不合格的焊缝需重新进行焊接，检查焊缝必须严格仔细，确保每一条焊缝都能满足合格的标准。

2.5 支座固定及落位

在钢箱梁对接合拢完成以后，需将支座进行固定，在固定之后，再进行落位。在落位之前，还需对钢箱梁焊接情况进行检查，确认无误之后在进行落位，如果焊接存在一定问题，应采取相应的措施进行整改。

落位实际上就是钢箱梁摆脱安装过程的支撑形式向设计支撑形式转化的过程。对于多跨的连续钢箱梁工程建设而言，落位是其中非常重要的环节，所以整个过程必须有周密的安排和组织。落位应在相邻的箱梁完成焊接之后进行，落位需由中间逐渐向两侧延伸，支撑位置设置一个千斤顶，千斤顶设置好以后将钢板扯掉，所有千斤顶同时减少支撑力，直至不再起到支撑作用。最后，使用全站仪的仪器对落位的情况进行测量，同时做好记录。

2.6 测量

(1)基础轴线与预埋件的实际标高需进行反复测量。

(2)在进行安装之前，需要对钢梁子块段进行检测，明确其尺寸是否满足相关要求。安装完成之后对位置及标高实施测量。

(3)安装完毕之后，需进行验收。除了正常的流程与要求，还需加设分段顶端标高与支座位移情况的实时测量，此环节可以借助全站仪等仪器进行。

(4)运用全站仪测量纵向与横向的轴线，并使用经纬仪对轴线进行测量放线。

(5)在对各个环节的标高进行测量时，需根据土建施工所提供的控制点，使用水准仪对测点进行标高测量，并且还需在每一个区间中重新设置一个控制点。

3 总 结

总而言之，花瓣式拱肋施工因地制宜，很好的满足了使用要求与施工技术两方面的需求，解决了该桥工程量大、钢结构体系多等因素带来的实际问题，为国内的桥梁设计与施工领域提出了全新的方法，同时也推动了拱肋吊装施工技术的进一步延伸和发展，为后续同类型桥梁设施的建设打下了良好的基础，并在很大程度上节省了施工成本，更好的保证了施工的总体质量，具有更好的经济效益与社会效益，具有很高的推广与普及价值。

[1] 马智永,黄新河,刘海龙.桥梁工程施工力学问题的研究和应用[J].河南科学,2013,10(4):554-557.

[2] 张建民,郑皆连,秦荣.大跨度钢管混凝上拱桥吊装过程的优化计算方法[J].桥梁建设,2012,2(3):223-226.[3] 沈成武,杜国东,何雄军,等.大跨度钢管混凝土拱桥吊装过程索力的逆分析[J].武汉交通科技大学学报,2013,22(3):223-226.

2016-05-11

廖加和(1978-)，男，贵州遵义人，高级工程师，主要从事公路道桥方面研究。

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1008-3383(2016)11-0098-02