汀泗河特大桥1-140m钢箱系杆拱施工技术李晓波 邓文洪（中铁十一局集团公司一公司，湖北随州 441300）摘 要：主要介绍武广客专汀泗河特大桥1-140m钢箱系杆拱原位拼装临时设施施工、钢箱系杆拱吊装技术、拼装前的准备工作，吊装及安装过程中应注意的事项关键词： 武广客运专线 1-140m 钢箱系杆拱 原位拼装1 前言 随着当代工程技术的发展及钢材质量的不断提高，钢箱系杆拱桥的应用越来越广泛此类桥型结 构力学性能优良，同时造型优美，跨越能力大，在力学上为外部静定内部超静定体系，与混凝土梁桥 相比，具有建筑高度低，一期恒载作用小等特点，在桥下净空要求较高且桥上受线路坡度限制时，还 能减少引桥的长度下承式钢箱系杆拱-混凝土桥面板半结合桥在目前已经建成的桥梁中跨度最大的是 法国高速铁路地中海Avignon Sud钢箱系杆拱桥，主跨为124m汀泗河主跨l-140m钢箱系杆拱建成后 是世界上跨度最大的钢箱系杆拱桥，并且此桥跨越南北公路交通大动脉京珠高速公路，其施工的难度 非常大，安全保障至关重要2工程概况汀泗河特大桥全长4.38Km，位于赤壁市泉口镇，其主跨1 — 140m钢箱系杆拱上跨京珠高速公路， 与高速公路成30。
夹角系梁高3.5 m,宽同拱肋均为2 m,两拱肋变截面平行布置，横向中心间距 16 m，拱轴中心线型为二次抛物线，矢高30 m，矢跨比1/4.67，吊杆间距8m；全桥设5道横撑，横撑 高度适应拱肋变化，全桥均用高强螺栓进行连接，全桥钢结构重约36421如图2.1、2.2）O1400140011200图 2.1 系杆拱示意图图 2.2 系杆拱与高速公路位置关系实体照片3 施工总体安排3.1 施工总体方案本系杆拱桥系梁、拱肋采用原位拼装的施工方法由于高速公路太宽，结合系梁的设计分段，为有效地利用系梁自身的刚度，系梁的拼装采用在支架 上半悬臂拼装系梁的两桁不对称，系梁的拼装分节亦有不同在89#至90#墩间设置临时支墩，临时墩采用扩大基础，先在临时墩上从89#墩〜90#墩依次拼装系 梁及系梁间纵、横梁纵横梁体系拼装完成后，在系梁上拼装吊杆及吊杆间临时支撑，利用吊杆的自 身刚度作为拱肋拼装平台，逐节拼装拱肋、横撑在拱肋合龙后将临时墩从主墩往跨中方向拆除临时墩布置如图3.1、3.2、3.3 所示：3.2 临时支墩纵断面布置图图 3.3 临时支墩现场实体照片整个系杆拱全部采用大吨位履带吊进行拼装在拼装过程中要交替封闭高速公路的左右半副车道。
钢梁用平板车运输到高速公路桥位下，直接在平板车上检查、预拼，合格后大吨位履带吊直接提 升架设为保证系杆拱正常施工过程中高速公路的畅通，在施工区域下方，设置全封闭的防护装置，净 空高度不小于5.5 米，保证行车带无坠物，无污水，确保行车安全3.2 准备工作（1）方案的制定及评审 制定详细的实施性施工组织设计（含施工方案）及京珠高速公路保通方案，并报设计院、监理、 甲方单位进行审批，有必要时需组织有关专家进行评审，确保方案的可行性、安全性，务求方案的完美 同时京珠高速高速公路保通方案的顺利评审也为后续与高管部门接洽的高速公路占道施工审批做好铺 垫2）占道施工征得高管部门许可 根据施工方案制定高速公路占道施工计划，与高速公路路政及交警部门协商，并签订“湖北省京珠 高速公路施工作业警路联合审批表”、“湖北省京珠高速公路施工作业许可证”、“湖北省京珠高速公路施 工作业安全管理协议书”等占道施工许可文件，同时处理好与高管部门的关系，为占道施工安全管理打 下基础3）安全培训 施工前，应请高速公路交警部门对参建的员工及安全防护人员进行安全培训，尤其是占道封闭转换 时的作业程序及注意事项，确保施工安全有序。
4）物流组织 由于涉及超重超限构件运输，因此在施工前需调查好线路，由于国道弯多，交通控制困难较大，且 桥梁限重普遍较低，因此我部选择直接从京珠高速公路运至施工现场，并对沿线涵洞、跨线桥、收费站 进行了调查，确保运梁平板车能够通过，同时出于安全考虑，超限构件运输时请了交警进行押道3.3 人员机具设备（1）施工现场主要施工设备一览表 主要在于施工拼装主吊车的确定，通过角度及臂长计算，确定吊车吨位，同时考虑到由于夹角过小 原因，轮式吊车在高速公路上伸展不开，为此选用机身较短的履带吊施工现场主要施工设备如表3.1 所示表3.1主要施工i设备配备表序号机械名称及规格单位数量说明1M999式250t履带吊台1钢梁拼装250t汽车吊台1钢梁拼装325t汽车吊台2临时结构拼装250t平板车台1钢梁倒运4高栓试验设备套15电动扳手套3用于高栓施拧6表盘带响扳手套1用于高栓施拧7油漆施工设备套18200t千斤顶台4拱肋合拢（2）施工人员配置计划 钢梁架设作业队分为钢梁预拼、钢梁架设、高栓施拧及检查、机电、油漆等各类作业人员均选 用熟练工人 具体人员配备情况如表3.2 所示表 3.2 施工人员配备表作业项目人员配置备注临时工程30支架拼装和拆除钢梁运输10预拼作业10兼钢梁倒运架设作业20分两个班架设高栓施拧及试验16分4个作业组涂 装8补铝、补漆4 施工工艺步骤和控制标准4.1 施工步骤4.2临时设施施工（1）施工场地回填并压实89#〜90#墩间原地面，使其高程与高速路面相同，同时临时拆除高速公路两侧波形栏 杆和中央绿化带，以利于构件运输车可直接从高速公路进入施工区，同时为吊车吊装作业提供通道。
2）临时支墩及基础施工临时支墩基础采用钢筋混凝土扩大基础有三类：A类扩大基础：5mX6m；B类扩大基础：3mX6m,； C类扩大基础：3.75mX5m临时支墩采用钢管进行搭设：①800X10 （2#、3#、4#、5#、7#、8#、9#、10#）,用于A、C类扩大基础；①468X10 （6#）、用于B类扩大基础；①530X 12 （1#、11#）,用于B/ 类扩大基础临时支墩及基础在施工前均要进行受力检算① 临时支墩受力检算：钢管柱的最大应力横竖=103.92MPa ,横+竖max0 =84.84MPa满足规范要求纵+竖max② 扩大基础验算：3#墩地面最大压应力最大，为171.08KPa,小于地面承载力180KPa；高速公路 最大压应力为281.19KPa,小于高速公路路面承载力300KPa基础配筋抗弯验算、抗冲切验算、局部承 压验算局部承压均要满足规范要求③ 基础沉降计算：计算得到的总沉降量为2.9mm4.3高速公路安全防护平台的施工 为确保交通安全，钢箱系梁拱采用全封闭施工，施工前在系梁下方、高速公路上方搭设拼装平台全封闭防护采用©400X8钢管作立柱，在高速公路两侧的立柱基础顶面与原地面平，在中央隔离 带两侧的立柱基础露出高速公路路面1.2m，防止行车直接碰撞钢管立柱致使防护坍塌。
采用156工字 钢为横梁，110工字钢为纵梁，纵横梁间采用U型螺栓绞接，梁上满2cm厚钢板，顶面设置双面排水坡 度为4%延高速公路方向两边各设置1m高挡板，防落物反弹掉入高速公路4.4系梁架设5步骤一：从89#墩开始利用大型汽车吊拼装A、B桁 拱脚步骤二：在桥位下方先将系梁节段LI、L2拼装成整体，利用 大型汽车吊在临时支墩上整体拼装系梁节段L1+L2,此时B 桁系梁L2节段处于悬臂状态步骤三：在桥位下方先将系梁节段L3、L4拼装成整 体,利用大型汽车吊在临时支墩上整体拼装系梁节段L3+L4, 此时A桁系梁L4节段处于悬臂状态步骤四：在桥位下方先将系梁节段L5、L4'拼装成整 体，利用大型汽车吊在临时支墩上整体拼装系梁节段 L5+L4'，此时A桁系梁L4'节段处于悬臂状态步骤五：在桥位下方先将系梁节段L3 ‘、L2'拼装成 整体，利用大型汽车吊在临时支墩上整体拼装系梁节段 L3'+L2'步骤六：利用大型汽车吊悬臂拼装系梁节段L1'、广 州侧拱脚，至此系梁全部安装完成4.5拱肋、吊杆架设步骤：为减少临时工程量，拱肋拼装支架准备利用主体结构 的吊杆作为施工期间的临时压杆系梁拼装完后在系梁上设 置拱肋吊杆并将吊杆局部加强且连成整体，分段安装拱肋、 横撑，直至拱肋合龙。
具体施工步骤如下：⑴系梁拼装完成后，交错封闭左右半幅高速公路利用 大型汽车吊安装系梁位置对应的吊杆⑵安装吊杆纵横向联结支架⑶对称安装各节段拱肋⑷安装过程中，要及时安装好横撑⑸如此循环，直至安装到合龙段⑹根据合龙时安装温度，确定合龙段长度⑺快速、精确地进行拱肋合龙；单肢合龙应尽量减少 作业时间合拢困难时，可采用千斤顶对拉、对顶等辅助措 施⑻安装中间的横撑⑼安装过程中，严格按照要求对拱肋进行应力和变位 监控4.6体系转换整体体系转换之前，需将全桥的标高及轴线进行复测，并将其与转换之后的结果相对应同时拱肋 上装有的应变计初始应变数值记录下来，每拆除一组临时墩时都要进行详细的应变测试，得出相应的结 果，指导下部施工临时支墩卸载分三组进行：第一组为1#、6#、11#临时支墩；第二组为2#、5#、7#、10#临时支墩； 第三组为 3#、4#、8#、9#临时支墩每组临时支墩卸载时需同步进行体系转换时采用气割按卸载顺序分别进行卸载气割时，将垫座 以每刀 6mm 的速度逐步缓慢割开5工期安排与功效分析 本桥原计划2008年8月16日开始吊装， 11月14日合拢，实际为2008年9月25日开始吊装， 12 月 25 日合拢（见表 5.1）。
表5.1 1—140m钢箱系杆拱拼装施工主要工序工效对比表序 号工序原施工计划实际施工天数起止日期天数（天）起止日期天数（天）1系梁吊装8月16日〜9月28日449月25日〜11月21日582吊杆及吊杆间横联9月29日〜10月20日2211月24日〜12月25日323拱肋及横撑10月22日〜11月14日23合 计：8990通过“表5.1”可以看出，实际吊装开始日期较计划晚了一个半月，主要原因为主桥所需的钢材数 量大，且恰逢钢材涨价高峰期，同时钢材检验指标多，短期内一个钢厂无法及时供应，后来通过紧急补 救，跟3 家钢厂签订了供货协议，才确保了钢材的供应其次本桥于9月25日开始吊装武汉方向两榀拱脚，接下来一直到11月24日才开始吊装第一节系梁，期间 28天时间没有进行吊装作业，其主要原因为：（1） 钢材供应不及时，造成厂家加工滞后，是此次延期的主要原因2） 与施工单位、监控单位的协议对具体职责划分不明确，在开工初期出现了磨合不好的现象综上所述，排除异常因素，工序合理衔接，实际吊装工期仅需62 天6 施工要点及注意事项6.1 钢箱梁在出厂前要经过整体试拼装钢箱系杆拱在厂内试拼装之前按照实际桥形测量出平面位置,根据设计的梁与各墩顶关系设置支撑, 作为临时性支墩,以保证预拼线形与实际施工后的线形相同。
拼装时充分考虑气温、气压及各种影响测 量和钢材物理性能的因素;各节段吊装后,严格检查对接的情况,及时整治存在的问题,以免和实际桥形 出现偏差试拼装时注意各节段在吊装、移位过程中,要采取有效地防变形措施6.2 各构件吊装应注意的事项(1)系梁的架设：由于温度。