上承式钢筋混凝土箱肋拱桥拱肋架设工艺.docx

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上承式钢筋混凝土箱肋拱桥拱肋架设工艺

上承式钢筋混凝土箱肋拱桥拱肋架设工艺

一、工程概况：

大桥主桥上部结构为上承式钢筋混凝土箱肋拱桥，跨径布置自长沙岸起为3×70m+3×94m+5×70m。

箱肋单跨主拱圈由8个等截面单箱组成4条分离式拱肋，半幅桥的两组肋之间由横系梁连接。

拱肋采用三段预制吊装，全桥共264段拱肋。

拱上构造为立柱排架和简支板组成的梁板式结构，桥面连续。

箱肋拱拱轴系数均为1.543；

净矢跨比：

94m和70m分别为1/6和1/7；

单箱截面高度：

94m和70m分别为1.8m和1.5m；

单箱截面宽度均为1.5m；

设计节段吊装重量：

94m：

边段620kN，中段570kN；

70m：

边段476kN，中段468kN。

拱肋接头型式为对接平接头，顶底板端设连接定位角钢，定位螺栓为M27螺栓。

箱肋吊点、扣点未设吊环，采用钢丝绳捆绑吊装。

二、编制依据：

1．招标文件

2．公路桥涵施工技术规范（JTJ041-89）

3．公路工程质量检验评定标准（JTJ071-98）

4．施工组织设计

5．设计施工图

三、拱肋架工艺

（一）缆索吊机简介

按照施工组织设计的安排，主桥上部结构安装采用缆索吊机作为起重设备。

本缆索吊机为三塔双跨，A塔（长沙岸）位于桥线里程K1+579m，B塔位于主桥墩43#墩墩身顶，其中心里程为K2+198m，C塔（衡阳岸）位于桥线里程K2+634m，即AB跨跨度为619m，BC跨跨度为436m。

主要性能：

AB跨最大吊重为70T，BC跨为50T。

起吊范围：

AB跨最左（靠长沙岸）起吊位置距A塔50m

AB跨最右（靠衡阳岸）起吊位置距B塔18m

BC跨最左起吊位置距B塔15m

BC跨最右起吊位置距C塔30m

本缆索吊机塔架均为万能杆件拼装而成，塔架下端与基础顶面支座铰接，主索锚固系统采用钻孔桩承合式地锚，锚碇系统为可移动式，索鞍亦可在塔顶横移。

起吊部分：

缆索吊机承重索为8根φ60钢丝绳，4根一组，一组承重索上单跨设2个起吊小车，与另一组相对应的2个小车组成2个吊点。

为施工方便，另外设有2组副主索，分别安装一小车，作为起吊小型工具和检查处理主索、跑车及支索器等用。

（二）拱肋架设施工方案

根据石峰大桥现场施工场地情况，主桥11孔箱肋拱架设分两部分进行，37～38、47～48两孔箱肋拱架设采用少支架方案施工，其他孔均采用扣索悬挂拼装施工方案。

扣索采用“通扣”方案，即AB、BC跨各设一套。

拱肋架设根据现场情况和设计图及设计院相邻两跨安装拱肋相差不超过一组（两片）的原则，确定全桥拱肋架设方案如下：

1．拱单跨在横桥向4组8片，拱肋安装先中间再两边。

2．在顺桥向为先贯通一组，即先一组两片肋沿顺桥向全部架设贯通后再架设另一组肋，架设时自两端向中间AB、BC跨相错进行。

3．单孔一组安装方案：

先单片箱肋合拢后松起重索，保留扣索和缆风部分受力，待另一片箱肋合拢后，两片间横向联接好，待拱脚和接缝混凝土强度达到70%设计强度后方可松扣索和缆风索。

拱肋安装步骤必须严格按设计图纸的要求且满足主体结构受力要求

初步的主桥上部结构安装步骤如下：

（1）长沙岸及衡阳岸均设有预制场，进行上部结构安装时两岸交替作业，先安装第3、4片肋，从两岸边孔逐孔向对岸推进，直至全桥贯通。

再进行安装第5、6片肋，然后进行7、8片肋的安装，最后安装第1、2片肋。

（2）单孔拱肋安装顺序：

第3、4片拱肋安装（横桥向上游至下游排列分别为第1、2、3……8片拱肋）第4片拱肋单片合拢松索成拱后开始安装第3片拱肋，吊装第3片拱肋边段和拱顶合拢段拱肋时均应与第4片拱肋之间用横夹木临时锁定，及时进行接头联结，形成稳定牢固“基肋”。

第5、6片拱肋安装与第3、4片拱肋安装工序相同。

第7、8片拱肋边段和拱顶合拢段吊装时均应与“基肋”之间夹横夹木临时锁定，及时安装横系梁。

第1、2片拱肋安装与第7、8片拱肋安装工序相同。

（3）一组两片拱肋安装且正式合拢成拱后，现浇填槽及立柱底梁混凝土，待达到设计强度的70%以上时才可安装立柱及盖梁，安装立柱及盖梁时纵、横桥向均应对称安装。

（4）安装桥面板。

（三）拱肋安装准备工作：

1．拱肋及墩台拱座检查

拱肋质量检查包括拱肋质量观察有无裂缝，接头、拱肋中线标定及拱肋弦长丈量，已作竣工的拱肋可参看竣工资料。

（1）肋质量检查包括裂缝、接头、拱肋中线标定和上下弦长丈量等工作。

检查拱肋若发现有裂缝，如一般不超过0.2mm且为数不多时，应标定记号加强吊装过程中的观测，如裂缝有扩大的迹象要及时处理、修补。

拱肋端面应保证与拱肋中线垂直，接头面的倾斜度要正确，检查接头预埋角钢的位置。

特别注意螺栓孔的位置偏差，规格不合时要用锉刀扩孔或现场氧割，保证架设时拱肋的正确定位栓接。

另外在接头及拱肋端面标定中线。

应当反复丈量拱肋的上下弦长，以保证安装精度，如有上下弦长不符合设计尺寸时，用拱座垫铁板的办法来调整跨么，且使安装后的拱肋不发生上下张口的现象。

（2）台拱座质量检查：

包括混凝土面修凿、中线标定和净跨测量等项工作。

墩台拱座修凿后，检查时要求拱座水平面略低于设计高程，拱座后端面应与水平面相垂直，并平行桥墩中线，同时在两个面上标出拱肋安装位置的台口线及中线，测量墩台拱座间的净跨度。

（3）调整拱肋预制的长度和墩台之间净跨的施工误差，调整方法可以用拱座的铸铁垫板来调整，将计算得出所需厚度的垫板放在墩台的预留孔内，为了避免接头发生不好处理的下张口现象，通常比计算值多垫1-2cm厚的背铸铁以缩短跨径，在合拢后要复核接头标高用以改正计算中一些其他未考虑的因素和和误差。

2．对吊装机具设备、地锚、索塔等全面检查，通过后锚及索鞍横移装置将主索中心横移至待架拱片位置，并按要求固定。

3．安装边段拱肋扣索或支架

根据现场场地布置实际情况，37～38#、47～48#两孔拱肋架设采用有支架施工，其余各孔采用扣索悬挂边段的施工方法。

（1）有支架施工方法架设拱肋

有支架安装拱肋即将拱肋边段一端安放于墩身拱座上，另一接头端搁在支架上，拱肋合拢时接头端的标高通过支架顶上千斤顶升降来调节。

安装支架具体详见支架施工方案图。

支架的构造及地基等应符合承载力要求，支架高度、中心线应测量放线，在架设拱肋前应检查复核。

有支架施工注意事项：

当一组两片拱肋接头混凝土达到70%设计强度及形成稳定的横向联结后方可开始卸梁，为避免支架突然发生较大变形，可分两次或多次卸梁，使拱圈及墩、台逐渐受力。

（2）无支架安装拱肋（扣索悬挂边段）

本桥采用“通扣”的方法悬挂边段拱肋。

通扣的方法是先在桥墩上立一个扣架，用一根钢丝绳做扣索，扣索的一头固定在拱肋的扣点上，另一头连续通过各扣架顶端，一直贯通到两岸地锚前再用滑轮组予以收紧。

本桥根据双跨缆索吊的特点和施工工期要求，AB、BC跨各设两套独立的扣索系统。

扣索的地锚设置于桥墩墩身预埋件或立柱底捆绑，详见缆索吊机施工场地布置图。

AB跨扣索地垅设于37#和44#墩身上；

BC跨扣索地垅设于42#和48#墩身上。

墩顶扣索架采用万能杆件支架。

置于盖梁顶，通过拉杆与盖梁固定。

43#墩上扣索架与B塔柱分离，扣索架除38、43、47#设索鞍轮外架设孔的两墩上亦设置索鞍轮。

根据扣索受力大小确定：

AB跨扣索为8根φ48mm钢丝绳长500m；BC跨扣索为8根φ43mm钢丝绳长350m。

（根据扣索架高度和扣点位置计算架设70m和94m跨拱肋单根扣索受力约分别为26吨和34吨）

单根扣索收放采用50吨6门滑车组、5吨卷扬机配φ20mm钢丝绳共计16套，卷扬机8台、六门滑车组32个。

扣索收放卷扬机安装：

37、48#墩可置于地面或盖梁顶；42、44#墩设于墩身顶两侧缆风绳支架上。

4．拱肋架设横向稳定施工辅助措施整备

拱肋的稳定性分为纵向稳定和横向稳定，拱肋的纵向稳定性主要取决于拱肋的纵向刚度。

在拱肋设计中由于考虑的裸肋加载的要求，对于裸肋自重作用下的纵向稳定一般均可以满足，因此在拱肋吊装过程中，只要控制了接头标高，并及时完成接头的联结工作，使拱肋尽快地形成无绞拱，纵向稳定就可以得到保证。

对于拱肋的横向稳定，只有在拱肋形成无绞拱，拱肋之间用横系梁连成整体后才有足够的安全度，特别是吊装过程中的单片拱肋的横向稳定必须依靠缆风索和拱肋之间的一些临时横向联系来保证。

（1）拱肋稳定缆风绳缆风索稳定拱肋缆风索，在吊装过程中的不同施工阶段具有不同的作用，在边段拱肋安装时，用以调整和控制拱肋中线，在拱肋合拢时可约束接头的横向偏移，在拱肋成拱以后，相当于一个弹性支承来减小拱肋自由长度，从而增大拱肋的横向稳定；当拱肋在外力作用下产生位称时亦有约束作用。

本桥37、38、47、48号墩上边段横向缆绳设于湘江大堤内外埋设的地垅上；其它水中墩在每个墩身顶部的两侧用万能杆件拼装2×6米的墩旁支架，用以锚固缆风索。

要使稳定缆风绳充分发挥作用，设置拱肋稳定缆风绳应注意以下几个问题。

1缆风绳支架与墩身两侧预埋件焊接安装必须保证其焊接质量，支架安装后应有专人检查。

2缆风索锚固点位移要小，如果缆风索受力后锚固点发生较大的位移，则稳定作用小，因此在吊装前有必要对地垅进行试拉。

3缆风索要安装有收紧装置，收紧装置可采用手链滑车。

4缆风索要有一定的安装张力，缆风索的安装张力越大，则在外力作用下的位移越小。

而且要时常注意保持缆风有一定的安装张力，特别要注意因接头标高下降而引起的缆风松驰，并及时收紧，缆风索一般用直径15.5mm以上钢丝绳。

5缆风索布置应力求对称安装。

可避免因缆风索受力不均而引起接头偏位。

（2）拱肋的横向联系在拱肋的吊装过程中，为了减小拱肋的自由长度，增强拱肋的横向整体作用，以及调整边肋位置（第1、2、7、8条肋外侧缆风调整中线位置较困难，在第3、4、5、6条肋架好并形成横向联系后，可与已架好的肋通过形成横向联系来调整中线位置）。

一般采用的横向联系有调整器、木夹板、钢横梁、钢筋拉杆等。

1调整器可用型钢和钢管制成，一般在拱肋安装过程中用来校正拱肋位置。

2木夹板这是一种较常用的临时横向联系，一般用直径10-14cm厘米圆木做成，用螺栓上下夹紧，来约束拱肋的横向位移。

3钢横梁可在合垅成拱的拱肋接头处或横系梁预埋钢筋上临时焊接角钢、钢管等加强横向联系。

5．做好拱肋观测点中线观测一般将经纬仪架设在桥墩台或盖梁上来观测拱肋中线较为方便。

拱肋架设时要求控制接头处的标高，同时应检查拱顶标高。

高程测量方法一般用水准仪测量，根据现场施测的方便，水准仪可加设在墩身顶观测或盖梁顶，亦可用其他可靠的测量方法。

6．拱肋起吊

存梁场用龙门吊机运送边段拱肋至缆索吊机主跨内跑车吊点正下方。

吊钩与拱肋吊环连接牢靠后，即可起动缆吊起重索卷扬机起吊拱肋，起吊一定高度后，制动起重索卷扬机；起动缆吊牵引索2台卷扬机，一岸收钢丝绳，一岸放钢丝绳，运送拱肋至待架孔位。

7．吊装的观测与通讯

吊装的观测工作是保证吊装准确安全的重要措施，通讯联络指挥工作是使各项工作有机地配合和协调的关键，因此在吊装过程中应组织专门人员来完成观测与通讯联络指挥的任务。

同时应保证通讯工具对讲机的质量与数量，确保联络畅通和指挥信号正确。

（1）边段拱肋安装工艺

i、肋端就位和质量检查

边段拱肋吊至安装位置上空后，经过横移、牵引、落位等工序，肋端进入墩台预留拱座中，左右用木楔临时夹紧再与拱肋接头处装置缆风索来调整拱肋中线并同时挂好扣索，在跑车吊钩没有摘除，扣索尚未充分受力前，要进行下列质量检查：

a、拱肋中线调整以后检查拱端背面与墩台预留拱座的间是否有不均匀空隙并用相似开头的薄钢板补满，塞紧防止拱肋中线的偏高。

b、调整起重索、缆风索，将拱肋调平，肋端底面与拱座的接触面如有不无效空隙，则应垫平，以防止拱肋侧倾。

ii、扣索安装

在拱肋扣点处挂上扣索