大跨度钢筋混凝土拱桥斜拉扣挂法悬臂浇筑施工关键技术
欧阳家百（2021.03.07）
尹洪明郭军肖霑
（中交一公局四公司广西南宁530000）
摘要:钢筋混凝土拱桥悬臂施工法分为悬臂拼装法和悬臂浇筑法两大类。悬臂浇筑法主要采用挂篮悬臂浇筑施工，根据国内外目前的工艺技术又可以分为采用塔架斜拉扣挂法和悬臂桁架浇筑法。而悬臂浇筑法施工的拱桥在国内日前仅建成3座，都采用塔架斜拉扣挂法施工，且因为施工情况又存在不同，技术理论不够完善，整体还处在起步阶段，为进一步完善悬臂浇筑拱桥的施工技术，本文以在建的马蹄河特大桥为背景，谈论大跨度塔架斜拉扣挂法悬臂浇筑拱桥的关键施工技术控制。
关键词:悬臂浇筑斜拉扣挂箱拱挂篮索力优化施工技术
0 前言
拱桥是一种以受压为主的结构,受力合理, 外形美观, 是我国公路上广泛采用的一种桥梁体系。随着钢筋混凝土的出现，拱桥的施工技术得到提升，跨越能力增大，大跨度混凝土箱拱造价低廉、施工方便、养护简单，在我国适合贵州、广西、云南等多山地区。制约混凝土箱拱跨度的一个重要因素是施工方法，拱桥的施工方法一般有缆索吊装法、劲性骨架法、转体施工法、悬臂施工法、悬臂施
工与劲性骨架组合法等。小跨度箱拱可以采用支架施工或分多个节段吊装，随着跨度增大，山区沟谷多，环境条件限制，提出采用的悬臂施工法更能适应山区拱桥发展。
悬臂法分为悬臂拼装法和悬臂浇筑法，我国钢筋混凝土拱桥发展在20世纪70年代得到提升，伴随无支架缆索吊装技术的成熟和设计方法进步，才逐渐出现了大跨度的钢筋混凝土悬臂拼装拱桥。90年代后先后建造了跨度最大的中承式钢筋混凝土——广西邕林邕江大桥（312m,1996年）和世界第一跨的钢管混凝土劲性骨架钢筋混凝土拱桥——重庆万州长江大桥（420m，1997年）。然而，随着时间发展，国家对工程质量、技术要求更高，悬臂拼装法需要足够大的预制空间和吊装能力，且成拱后拱圈接头多，整体性不高，在进几年开始推广挂篮悬臂浇筑施工的钢筋混凝土拱桥，由于主拱圈采用挂蓝浇筑一次成形、无需分环、工艺简单、整体性好、施工中横向稳定和抗风性能好、运营阶段养护费用低、耐久性好的特点。
而在国外，20世纪60年代就开始采用悬臂浇筑施工拱桥，目前施工技术已经比较成熟，最大跨径由德国2000年建造的WildeGera桥，跨径252m，我国建成挂篮悬浇拱桥仅有三座，2007年净跨150m的白沙沟1#大桥、2009年净跨182m的新密地大桥，2010年净跨165m的木蓬特大桥，以及在建净跨180m的马蹄河特大桥，且都采用斜拉扣挂悬臂浇筑施工。
1 工程简介
马蹄河特大桥位于贵州省德江县境内，是沿河至德江高速公路建设的重点工程，该桥为上承式钢筋混凝土空腹箱型拱桥，桥跨布
置为2×30mT梁+180m主跨+2×30m预制T梁，主跨桥面板为15×13m 空心板，全桥长327.595m，分左、右幅。主桥为钢筋混凝土箱形拱桥，净跨径180m，净矢高32m，净矢跨比1/5.625，拱轴系数1.756，为等高截面悬链线拱，拱圈截面为单箱双室，横向宽7.5m,高3.3m，整个拱箱分29个节段施工，其中两岸各设一个拱脚现浇段，采用“斜拉支架法”施工，拱顶设一个吊架浇筑合拢段，拱圈2-14#节段采用挂篮进行浇筑，其中2#节段长度最长，为7.579m，3#节段重量最大，为221.5t。设计荷载公路I级，主桥抗震烈度按7度设防,桥型立面布置图如图1所示。
图1 马蹄河特大桥桥型立面布置图（尺寸单位：cm）
2 塔架斜拉扣挂悬臂浇筑法
马蹄河特大桥主拱圈采用挂篮悬臂浇筑施工完成，根据拉索扣挂方式为塔架斜拉扣挂法，区别于悬臂桁架浇筑法。
塔架斜拉扣挂法是国外采用最早、最多的大跨径钢筋混凝土拱桥无支架施工的方法。此法的施工要点是: 在拱脚墩、台处安装临时的钢或钢筋混凝土塔架, 用斜拉索一端拉住拱圈节段, 另一端绕
向台后并锚固在岩盘上, 这样逐节向河中悬臂施工, 直至拱桥拱顶
合龙，再进行拱上立柱、桥面板施工。
图2 斜拉扣挂悬臂浇筑施工示意图
悬臂桁架法, 也称斜吊式悬浇法, 此施工原理是:在施工过程中，主拱圈、拱上立柱和桥面板等同时向跨中施工, 并与临时斜拉索构成变高度的悬臂桁架，此种方法每个循环工序都需要完成拱圈、立柱、桥面板施工，工序之间衔接紧密，且桥面板的设计因保证具有抗拉强度高的特点，如采用钢梁。对设计和施工都提出较高的水平，在我国尚未施工先例。
图3 悬臂桁架法现浇拱桥施工示意图
3 施工控制概述
桥梁施工控制特点是在施工过程中采用有效的技术措施保证结构的安全和特征状态符合设计要求，满足最终成桥状态。过程中采取动态控制法，主要判别方式是通过监控量测进行分析、修正，以此达到预想要求。
4 悬臂浇筑法拱桥关键技术控制
马蹄河特大桥采用的是悬臂浇筑施工中的斜拉扣挂法，施工控制的关键结构为挂篮、扣挂系统、索力，主要涵概结构体的设计分析、运行监测控制。
图4 马蹄河特大桥挂篮悬浇施工简图
4.11#节段斜拉支架法
拱圈第一节段拱圈长10.284m，宽7.5m，高3.3m，单箱双室结构，采用C50混凝土，方量为155.9m3，重量为405.4t。根据现场测量的实际情况，2#拱座边缘靠近悬崖边线，3#拱座左幅边缘离基座边缘最小距离为0.5m，最大距离为5.9m，不能满足现浇段8m宽
度的要求，故不能采用常规的落地支架施工。
分别从施工成本、施工工期、施工速度及难易程度等进行了比较，推荐采用斜拉支架（墩柱作为斜拉塔柱），即第四种方案，支架比选方案见下表：
表1现浇段支架比选方案
4.1.1支架的设计
现浇段支架采用交界墩墩柱作塔柱，精轧螺纹钢筋和钢绞线作拉索，形成简易“斜拉桥”的方式进行悬浇，为保证墩柱的受力平衡，对墩柱进行反拉，支架的设计施工必须考虑以下几个方面：
①、“斜拉支架”由拱脚处的三角托架和斜拉扣锚索组成，斜拉支架必须承受1#节段拱圈砼自重和施工荷载，以保证拱圈和拱座交接面不出现裂缝。
②、“斜拉支架”的斜拉索锚固于交界墩上，会对交界墩产生局部应力集中，同时扣索与锚索受力的不平衡会引起墩顶偏位，因此，该支架方案要求墩顶偏位不大于10mm，墩底拉应力不大于
1.83MPa。
③、1#节段混凝土浇筑过程中，斜拉支架的斜拉索会逐渐伸长，加之三角托架的非弹性变形，可能导致拱脚顶面出现裂缝。
④、对斜拉扣锚索的初拉力的确定，以及混凝土浇筑过程中是否进行实时调整索力的问题，这是控制托架标高和墩顶偏位的关键因素。
针对以上问题，在设计上采取了以下措施：
①、采用三角托架+斜拉扣锚索形式组成“斜拉支架”，三角支架选用双拼“H”型钢，并组合成三角形，增加其刚度和稳定性，斜
拉扣索选取伸长率较小的高强度精扎螺纹钢筋，减小非弹性变形；同时，在1#节段拱圈混凝土浇筑完成后，对拱脚处进行二次振捣，消除支架非弹性引起的表面裂缝。
②、对斜拉扣锚索在墩柱上的锚固点位置，埋设钢板，设置应力分散的楔形垫块，同时监控墩顶偏位和墩底应力。
③、对于斜拉扣锚索初拉力的确定原则是保证三角托架承受索力不变形，且墩柱承受水平力尽量平衡的原则，采取有限元分析进行确定，详见下一节支架验算；如果在混凝土浇筑过程中进行索力调整，则施工非常繁琐且很难做到实时调整，更容易引起斜拉索受力不均导致结构受力的不明确，故采取一次张拉到位，混凝土浇筑过程中不调索的方式。
斜拉支架如下图所示。
图5斜拉支架立面图图6斜拉支架平面图
图7斜拉支架扣锚索安装照片
4.1.2支架验算
采用有限元软件Midas/Civil建立拱圈现浇段斜拉支架模型。三角支架、横纵向分配梁和交界墩用梁单元模拟，模板用板单模拟，扣锚索用只受拉桁架单元模拟。主要检查支架的变形和应力，墩柱的拉应力和偏位，扣锚索索力是否满足规范要求。如表2所示的各计算工况进行分析，计算结果如下。
图8支架计算模型图及结果
表2斜拉支架计算工况
通过midas/civil计算，墩柱偏位、应力等结果如下表3所示：
表3支架计算结果表
4.2悬浇拱桥挂篮
4.2.1悬浇拱桥挂篮的设计
挂篮作为悬臂法施工的重要部分，其设计不仅要考虑结构受力，因拱桥的挂篮不同于普通梁桥的挂篮，普通梁桥的挂篮多数在坡度不大的桥面上运行，拱桥的挂篮则要解决较大坡度上的浇筑和行走问题。所以挂篮结构形式选择将决定施工效率的高低。
马蹄河特大桥的挂篮采用下承式倒三角挂篮，与木蓬特大桥采用的挂篮结构形式形似，但又有所不同，在锚固形式和行走方法得到改进，设计方案整体得到优化。
图9 马蹄河特大桥下承式倒三角挂篮
挂篮的结构形式主要有平行弦、弓弦式、菱形、三角形式、斜拉式等，不同的受力特点决定不同的挂篮结构拓扑形式，通过拓扑
优化设计分析得到的受均布荷载悬臂梁的拓扑形状就是三角形，对于斜拉式因刚度比较差，所以三角形的主桁结构是最优的选择。
挂篮的承重形式按承重结构在混凝土上、下分为上承式挂篮和下承式挂篮，其形式关系到挂篮的重心高低，重心高低决定了挂篮的行走及工作是否平稳。三角形挂篮的支撑方式主要为上承式,但上承式主要用于T型钢构桥、连续梁桥和斜拉桥，对于拱圈结构，存在变角度机构复杂和重心高影响移动等。经过比较采用主桁布置在拱箱下部的下承式，重心底，实践证明了下承式挂篮适合在在拱圈上的施工及行走。
挂篮结构受力明确、传力直接，由于节段混凝土重量大，承重结构避免常规挂腿受力，采用锚固系统的精轧螺纹钢受力，挂腿仅在挂篮空载时（挂篮行走）受力。锚固结构作用在已浇筑的混凝土节段上，对于挂篮，相当于中支点作用。考虑到拱圈弧形结构，锚固系统中的锚固箱体设计为球铰，解决了拱圈弧形角度对挂篮锚固结构受力的影响。挂篮后支点为顶升千斤顶（行走时为后滑轮），可以调节挂篮倾角满足拱圈线型要求。主要平衡由悬臂端节段重量对中支点产生的弯矩作用。
挂篮的行走形式采用连续千斤顶顶推履带小坦克，使挂篮沿拱圈爬行。连续千斤顶增加动力、减少反力挡块的频繁转换，履带小坦克在轨道上滚动前进，摩擦力小，速度快。
4.2.2悬浇拱桥挂篮的运行分析
挂篮的运行状态主要为浇筑状态和行走状态。浇筑状态为静轧螺纹钢受力，行走状态为挂腿受力。挂篮浇筑施工控制变形、应力，
行走控制为效率分析。分别计算典型节段，工况I：3号节段（节段最重且长）砼方量85.2m3，节段重量221.5t，挂篮与水平夹角30.67°；工况II：13号节段（倾角小节段重）砼方量64.3m3，节段重量167.1t，挂篮与水平夹角3.36°。
（1）基于ansys有限元的典型工况分析结果
图10工况I混凝土作用下挂篮净位移云图图11工况I挂篮整体应力云图
图12工况I挂篮整体位移云图图13工况I挂篮整体轴力云图
表4 有限元分析典型工况最大应力、应变
（2）施工监控的典型工况分析结果
应力监测点为挂篮左、右侧两主纵梁与立柱连接处，变形监测点为挂篮悬臂端左、中、右三点，挂篮变形值=悬臂端浇筑前高程-悬臂端浇筑后高程-拱圈悬臂端自身沉降值。
表5 施工监控典型工况最大应力、应变
（3）结论分析
挂篮最大应力工况I时主纵梁与立柱连接位置，σmax=114.22MPa<[σ]=168Mpa。混凝土浇筑完成后主桁最大变形工
况I时混凝土箱梁端部对应的主纵梁位置，εmax=25.02 4.2.3顶推式履带小坦克行走机构 马蹄河特大桥到三挂篮行走形式上革新运用了液压千斤顶+履带式小坦克组成的“顶推式履带小坦克”行走机构，具有行走安全、速度快、操作方便、节约人工的特点。行走系统主要由行走轨道、履带式小坦克及液压千斤顶、后滑轮组成。其作用是实现挂篮空载前移功能。 行走原理：液压千斤顶两端设置前支座、后支座，且前支座与挂篮上的履带小坦克连接，后支座通过销轴作用于轨道上。行走过程中，通过销轴锁住千斤顶后支座，液压千斤顶顶推挂篮向前滑行，每行走一个卡销的距离就锁住千斤顶前支座即固定小坦克，通过行走千斤顶回油，把后支座往前跟进一个行程再锁定。如此反复操作，完成行走的行走。 图14 挂篮行走系统模型图 图15 挂篮行走系统实图 行走技术特点： （1）较传统挂篮在轨道上滑动相比，履带小坦克滚动行走摩擦小，速度快。 （2）较传统精轧螺纹钢牵引相比，液压千斤顶顶推作用，避免精轧螺纹钢脆性断裂风险，施工过程安全性高。 （3）连续千斤顶的应用，减少了反力挡块的频繁转换，简化了操作过程，人工投入小。 （4）挂篮行走过程人工的操作少，只需油泵控制和插销锁定，省去精轧螺纹钢反复安装、调整。 （5）顶推履带小坦克行走，相比精轧螺纹钢牵引，作用力距离变短，挂篮不会左右偏移，避免与拱圈刮擦，行走稳定、安全。 结论分析：液压连续千斤顶”增加了挂篮的动力性能，减少反力挡块的频繁转换。“履带小坦克”改变传统挂篮划船式滑动行走为履带滚动行走，降低了行走的摩擦力。实践证明此种行走技术具有行走安全、可靠、周期短、操作方便等特点，适合挂篮在拱圈等坡度较大的桥面上行走。 4.3 悬臂浇筑扣挂系统 4.3.1扣挂系统的设计 扣挂系统中的重要组成部分为扣塔、预应力扣锚索。扣塔是斜拉扣挂法中最明显的特征，通常在拱脚墩、台处安装临时的钢或钢筋混凝土塔架，扣锚索斜挂在扣塔上，与斜拉桥施工形式相似，但受力方面存在很大的区别。扣塔与扣锚索都是临时结构，拱圈合拢后要拆除，在施工过程中对拱圈的线性、内力影响较大，钢筋混凝 土主拱圈无预应力，混凝土拉应力控制要求高，索力的不合理或微调都有可能导致拱圈混凝土开裂，从而对索力的控制和扣塔强度、刚度、整体稳定性提出更高的要求。 施工过程中扣塔将承受巨大的竖向力，稳定分析时要计入扣塔模型，而且在施工中随时监控其扣塔变形和扣塔应力，以防局部失稳。在满足稳定性的前提下对结构的应力和变形进行双控。 马蹄河特大桥扣塔安装在拱脚交界墩上。由于受纵坡影响，两岸交界墩高度不一致，扣塔高度也不一样，同时对扣锚索设计存在差异。沿河岸扣塔高37m，德江岸扣塔高41m。根据原设计扣塔为混凝土钢管扣塔，单幅扣塔横向设置3排主钢管，纵向共2层的门式框架结构。主钢管及部分横向连接钢管都需要灌注C50混凝土，锚箱设置3层，每层最多设置12个锚箱。考虑钢管中需混凝土浇筑操作难度大、工期长、材料回收率底等问题，将扣塔设计为空心钢管，采用同规格尺寸的主钢管，高度相同，横向布置4排，纵向2层，并优化横向连接的门式框架结构。 图16（原方案）混凝土钢管扣塔图17（采用方案）空心钢管扣塔 马蹄河特大桥扣索和锚索均为预应力钢绞线。为控制扣塔偏位，扣索与锚索分离，每半跨分13对扣索和锚索，每束由10—24根不等的钢绞线组成。扣索和锚索是扣挂系统的重要组成部分，马蹄河特大桥的1#-3#扣锚索置于交界墩项，4#-13#扣锚索索置于不同高度的钢管扣塔上。 图18 扣锚索整体布置图 表六沿河岸扣锚索设置表表七德 江岸扣锚索设置表 基于midas civil空间杆系有限元分析,模型中的单元包括混凝土 交界墩、钢扣塔塔架、锚索、扣索、混凝土拱圈，其中张拉锚梁、 垫梁、斜撑、平联截面按封闭截面计算。此处验算只例出典型工况 分析结果。 图19 midas civil空间杆系有限元分析模型图 (1)扣塔典型工况变形结果 图20 8#节段悬浇施工扣塔纵向位移图（mm）图21 9#扣锚 索2张施工扣塔纵向位移图（mm） 图22 12#扣锚索2张施工扣塔纵向位移图（mm）图23 14# 扣锚索1张施工扣塔纵向位移图（mm） （2）扣塔典型工况杆件应力结果 图24 8#节段悬浇施工扣塔应力图（MPa）图25 9#扣锚索2张施工扣塔应力图（MPa） 图26 12#扣锚索2张施工扣塔应力图（MPa）图27 14#扣锚索1张施工扣塔应力图（MPa） （3）整体稳定性计算结果 图28 最大悬臂状态纵桥向一阶模态 图29 最大悬臂状态横桥向一阶模态 图30 最大悬臂状态纵桥向二阶模态 图31 最大悬臂状态横桥向二阶模态 根据马蹄河特大桥拱圈悬浇施工全过程中扣塔计算结果得到 以下结论： 1、施工过程控制扣锚索张拉程序和索力，在拱圈各节段悬臂浇筑施工过程中，扣塔塔顶纵桥向位移控制在30mm以内，满足设计文件要求。 2、在拱圈各节段悬臂浇筑施工过程中，扣塔各杆件受力均匀、合理，最大应力为14#节段扣锚索第一次张拉，106.72Mpa＜［σ］=175Mpa，强度满足规范要求。 3、最不利工况下，拱圈最大悬臂状态的一阶线弹性整体稳定安全系数为27.5，满足规范要求，因此在拱圈悬臂浇筑施工过程中，扣塔整体稳定性满足规范要求，具有一定安全储备。 4.4扣锚索力优化 采用悬臂法浇筑的混凝土拱圈中，扣索索力不仅会影响拱圈线形，还会影响到已经浇筑的拱圈截面应力，混凝土抗拉强度下，不能大幅度调整扣索力来调整拱圈线形，否则会导致拱圈结构拉应力过大而开裂。索力计算必须满足施工阶段线型合理及内力安全前提下，使得拱圈在成桥后逼近预期线型和最佳受力状态。挂篮悬臂浇筑拱桥索力计算步骤有两步：（1）确定合理的成桥状态，在此状态下，拱圈所承受的恒载和活载共同作用下结构内力、线型达到某一目标。（2）根据施工过程计算索力，保证施工过程拱圈内力和线型满足设计要求，且最终成桥状态逼近设计预期。索力计算按不同理论方法有：数值法（零位移法）、解析法（力矩平衡法、零弯矩法）和优化算法（零阶优化法、一阶优化法）。目前常用的是优 化算法。 马蹄河特大桥拱圈共29个节段，两个现浇段和1个合拢段。基于ansys零阶优化模块，一整个施工过程中的拱圈结构弯曲应变能为目标函数，以扣索索力为变量，以施工过程中拱圈截面最大应力状态为变量，进行悬浇拱斜拉扣挂法索力优化。优化设计目的在于寻求满足所有指定约束条件，而且能使得某一给定的目标趋于最小值。通过优化得到最佳初始张拉力和补张拉力。由两岸索力值相差不大，此处仅例出单岸索力值及预抬值。下表为混凝土节段重量和索力值、预抬值。 表8 拱圈节段重量表 表9 半幅拱圈索力初始张拉值及预抬值 索力为大气温度为15℃时的张拉力。张拉时温度较15℃每增加1℃，索力需较少2.8kN,相反，张拉温度较15℃每降低1℃，张拉索力对应增加2.8kN；初始张拉（第一次）时在混凝土浇筑完成且强度达到85%后，补张拉（第二次）是在挂篮前移后，绑扎钢筋之前进行；索力张拉，应左右侧对称、扣锚索分级对称张拉。 施工过程控制要素主要为扣塔墩顶偏位因满足±3cm以内，拱圈节段混凝土拉应力≤1.83MPa。由上表可知，最大索力为13#节段扣索20-Φ15.2钢绞线为1587kN，13#节段锚索22-Φ15.2钢绞线为1589kN，钢绞线安全储备大。 5 总结 马蹄河特大桥于2015年5月18日完成左右幅拱圈合龙，说明施工过程1#斜拉支架设计、挂篮的设计、扣挂系统的设计都很合理， 索力优化满足拱圈应力控制、线型要求，在整个施工过程得到有效控制。针对“V”形峡谷而无法搭设落地支架的拱桥现浇施工，本文提供了利用墩柱作为塔柱、精扎螺纹钢筋和钢绞线为扣锚索而形成简易“斜拉桥”形式的斜拉支架思路，也是国内第一个采用此工艺进行拱圈现浇段施工的拱桥；同时也打破了拱圈第一节段采用落地支架施工的传统观念，为拱桥现浇段的设计提供了新的思路，可以在设计时就考虑采用斜拉支架或挂篮施工，这为增大悬浇拱桥跨径具有推动作用，同时也开启了拱圈1#节段采用挂篮施工的研究方向。 斜拉扣挂法悬臂浇筑拱桥具有结构整体性好、造价相对低、后期维护费用低、施工工期快的优势，在100m-300m跨径的桥型选择上比矮塔斜拉桥、连续刚构桥具有很大优势。目前，悬浇拱桥许多研究还停留在理论阶段，而本文对挂篮悬浇拱桥的成功运用，为山区桥梁施工开辟了一种优秀的施工工艺，值得大面积的推广，希望能对为今后同类型桥梁施工提供参考和借鉴价值。 参考文献 [1]徐君兰，巩海帆，大跨度桥梁施工控制.北京:人民交通出版社，2000 [2]裴宾嘉,曹瑞,彭劲根,聂东,熊国斌,何勇,张武先. 拱桥悬臂浇注挂篮的设计和创新[J]. 公路,2008,01:98-104. [3]刘辉. 大跨径钢筋混凝土拱桥悬臂桁架浇筑法施工技术研究[D].重庆交通大学,2013. [4]刘建武. 钢筋混凝土拱桥主拱圈悬臂浇筑施工技术研究[D].重庆交通大学,2012. [5]涂光亚,颜东煌,袁明,唐东. 大跨度混凝土箱形拱桥采用斜拉扣挂法多段悬臂拼装施工的施工控制[A]. 中国土木工程学会桥梁及结构工程分会、重庆市建设委员会、重庆市交通委员会.第十七届全国桥梁学术会议论文集（下册）[C].中国土木工程学会桥梁及结构工程分会、重庆市建设委员会、重庆市交通委员会:,2006:7. [6]朱波. 大跨径钢筋混凝土拱桥悬臂浇筑施工控制技术研究[D].重庆交通大学,2012. [作者简介]尹洪明（1975-），男，重庆人，大学本科，高级工程师，主要从事桥梁建设及管理工作 郭军（1986-），男，四川人，大学本科，工程师，主要从事桥梁建设及管理工作 肖霑（1989-），男，四川人，大学本科，助理工程师，主要从事桥梁建设及管理工作 桥梁悬臂施工法简介 【摘要】】：改革开放以来，随着我国经济的发展和综合国力的增强，我国的建筑【摘要 设备、建筑技术、建筑材料都有了飞速的发展，我国桥梁事业的发展也迎来了史无前例的高峰期。悬臂施工法发明于50年代末，由于它具有技术含量高、设备投入少、施工方便等诸多优点，而且使得箱梁的应力和弯矩分布也更加合理，故悬臂施工法现已成为了各种大中桥梁建设的主要的施工工艺。本文先简要地介绍了桥梁上部结构的几种施工方法，然后重点阐述了悬臂施工法，最后结合工程实例对悬臂施工法进行了进一步说明。 【关键词】桥梁施工悬臂施工法北汊大桥施工 【正文】 1桥梁施工方法 桥梁施工是一项非常复杂和涉及面很广的工作，它要覆盖到土木、机械、气象、管理、计算机等多种科学领域，同时还与自然环境及人类活动密切相关，因而桥梁施工的方法也种类繁多。另外，由于现代桥梁的类型越来越多、跨径越来越大、构件生产的预制化、结构设计方法的进步和机械设备的发展，也充分促进了桥梁施工方法的进步和发展，形成了多种多样的施工方法。 但总的来说，桥梁的施工方法可以按下列两种方式进行划分： 1.1总体划分 1.1.1就地浇筑法 在桥位处搭设支架，在支架上浇筑桥体混凝土，当混凝土达到一定强度后拆除模板、支架，这种桥梁施工方法称之为就地浇筑法。 就地浇筑法的优点是无需预制场地，而且不需要大型起吊、运输设备，梁体的主筋可不中断，桥梁整体性好。其主要缺点是工期长，施工质量不容易控制；对预应力混凝土梁由于混凝土的收缩、徐变引起的应力损失比较大；施工中的支架、模板耗用量大，施工费用高；搭设支架影响排洪、通航，施工期间可能受到洪水和漂流物的威胁。 1.1.2预制安装法 预制安装法是在预制工厂或运输方便的桥址附近设置预制场进行梁的预制工作，然后采用一定的架设方法进行安装的一种施工方法。预制安装法施工一般是指钢筋混凝土或预应力混凝土简支梁的预制安装，它分为预制、运输和安装三部分。 大跨度钢筋混凝土拱桥斜拉扣挂法悬臂浇筑施工关键技术 大跨度钢筋混凝土拱桥斜拉扣挂法悬臂浇筑施工关键技术 尹洪明郭军肖霑 （中交一公局四公司广西南宁 530000） 摘要:钢筋混凝土拱桥悬臂施工法分为悬臂拼装法和悬臂浇筑法两大类。悬臂浇筑法主要采用挂篮悬臂浇筑施工，根据国内外目前的工艺技术又可以分为采用塔架斜拉扣挂法和悬臂桁架浇筑法。而悬臂浇筑法施工的拱桥在国内日前仅建成3座，都采用塔架斜拉扣挂法施工，且因为施工情况又存在不同，技术理论不够完善，整体还处在起步阶段，为进一步完善悬臂浇筑拱桥的施工技术，本文以在建的马蹄河特大桥为背景，谈论大跨度塔架斜拉扣挂法悬臂浇筑拱桥的关键施工技术控制。 关键词:悬臂浇筑斜拉扣挂箱拱挂篮索力优化施工技术 0 前言 拱桥是一种以受压为主的结构,受力合理, 外形美观, 是我国公路上广泛采用的一种桥梁体系。随着钢筋混凝土的出现，拱桥的施工技术得到提升，跨越能力增大，大跨度混凝土箱拱造价低廉、施工方便、养护简单，在我国适合贵州、广西、云南等多山地区。制约混凝土箱拱跨度的一个重要因素是施工方法，拱桥的施工方法一般有缆索吊装法、劲性骨架法、转体施工法、悬臂施工法、悬臂施工与劲性骨架组合法等。小跨度箱拱可以采用支架施工或分多个节段吊装，随着跨度增大，山区沟谷多，环境条件限制，提出采用的悬臂施工法更能适应山区拱桥发展。 悬臂法分为悬臂拼装法和悬臂浇筑法，我国钢筋混凝土拱桥发展在20世纪70年代得到提升，伴随无支架缆索吊装技术的成熟和设计方法进步，才逐渐出现了大跨度的钢筋混凝土悬臂拼装拱桥。90年代后先后建造了跨度最大的中承式钢筋混凝土——广西邕林邕江大桥（312m,1996年）和世界第一跨的钢管混凝土劲性骨架钢筋混凝土拱桥——重庆万州长江大桥（420m，1997年）。然而，随着时间发展，国家对工程质量、技术要求更高，悬臂拼装法需要足够大 大跨度钢筋混凝土拱桥施工工法 1、前言 随着我国公路事业的高速发展，箱形拱桥工量少、自重轻、截面合理，近年来在大跨度钢筋砼拱桥中被广泛应用。我公司先后承建了陕西省境内的包（头）—茂（名）高速公路毛坝至陕川界MC4合同段，渝（重庆）—昆（明）高速公路云南省境内的水富至麻柳湾23合同段等工程项目，均包括大跨度钢筋混凝土拱桥结构。其中水富至麻柳湾23合同段在施工中大力开展科技攻关，不断完善施工工艺，成功的解决了主拱圈下部原地面基础处理和下沉；扣件钢管拼装满堂式拱架的搭设方法和要求；支撑主拱圈底模的1-80 米弧形杆件的材料选择与制作；主拱圈加载程序和下部支撑卸载程序；主拱圈间隔槽的预留位置；合拢温度的选择；混凝土分段和浇注顺序；拱上运输系统的布置；消除拱架形、控制主拱圈变形等关键技术难题，本工法是在总结上述成功经验的基础上形成的。 2、工法特点 公路工程大跨度钢筋混凝土拱桥，近年来的桥跨已经发展到140m现代桥梁,它是集桥梁结构学、结构力学、地质结构学与材料科学等技术为一体，具有很高的技术含量和远景发展。大跨度钢筋混凝土拱桥具有以下特点： 2.1 对原地面进行处理后采用满堂支架系统克服了传统的土牛胎易产生不均匀沉降导致支架下沉引起主拱圈变形开裂及填筑挖出土牛胎增加工程量的弊端，有效防止了拱架下沉拱圈变形，保证了施工质量。 2. 2 支撑体系和模板系统位于稳固的地基上，安全系数高，不易下沉，结构受力合理，支架、模板安装拆卸方便，操作简单，支架和模板适用 范围广，可再利用。 2.3. 拱圈采用钢筋砼分段现浇，整体性强，结构轻盈，自重小，线性美观，减少了砼用量，节约了投资。 2.4. 施工工艺完善、简便，可操作性强，降低劳动强度，便于推广。 2.5.施工速度、施工质量容易得到保证。 3、适用范围 本工法适用于公路大跨度钢筋混凝土箱形拱桥采用现浇的主拱圈，适合拱圈下部为水流不大的山谷、沟壑、坑洼、平地、河流，跨度50～140m 的钢筋混凝土拱桥施工。 4.工艺原理 大跨度钢筋混凝土拱桥设计理念先进，施工技术成熟，具有广阔的市场前景。通过混凝土原材料把关、配合比选定、埋设循环水管、混凝土搅拌、运输、浇注过程的控制，以及后期通过混凝土养护、控制水温以降低混凝土内外温差，防止大体积混凝土出现裂缝，保证大体积混凝土施工质量。 5、施工工艺 5.1 拱架地基处理 将跨径范围左右共宽13m投影面下的沟槽表层植被、浮土与挖基倾倒土全部清除后，纵横方向挖成错台，横向靠近两桥台处尤其近1号台处的自然坡度大，依土质和风化岩石层的具体情况分别处理为不同宽度及外坡的错台，清除错台废方。顺桥向左侧拱架支承面的外缘，施作一浆砌片石挡土墙, 砂浆标号M7.5.基础处理深度依地质情况而定，但不宜小于0.5m。挡墙顶宽0.8m，外坡直立，内侧背坡依挡墙高度定为1:0.3。挡墙高度在2～4 m。 大跨度中承式钢管混凝土拱桥设计 陈勇勤1,邢 燕2,杨洁琼1,胡亚琴1 (1.浙江省公路水运工程咨询公司,浙江杭州310004;2.大连市政设计院有限责任公司,辽宁大连116011) 摘 要:以大连市开发区滨海路四号桥为例,介绍大跨度中承式钢管混凝土拱桥的总体设计、平面静力分析、空间静力分析、稳定分析和施工工艺的要点。 关键词:拱桥;钢管混凝土结构;系杆拱;桥梁设计中图分类号:U444.22;TU528.59 文献标识码:A 文章编号:1671-7767(2007)03-0018-03 收稿日期:2007-02-01 作者简介:陈勇勤(1975-),女,工程师,1998年毕业于重庆交通学院桥梁工程系,工学学士,2001年毕业于重庆交通学院桥梁与隧道工程专业,工学硕士。 1 工程简介 大连开发区滨海路,是继大连市内滨海路之外 的又一条著名滨海景观旅游线路。滨海路四号桥位于这条旅游线路的中部,桥梁走向南北,背靠山峦,面临黄海。建设单位对该桥的景观要求极高,同时要求尽量降低造价,减少维修养护费用。该设计以美观、靓丽、新颖、独特为出发点,同时兼顾到实用经济、安全合理。该桥的自然条件如下。 (1)水文:桥址与海岸的距离为200m 左右,潮汐对该桥没有影响。 (2)气象:桥位紧靠黄海,历年最大风速为29m/s ,发生在4月;极大风速为48.7m/s ,发生在8 月。通常夏季盛行东南风,其它时节以西北风为主。8月平均最高气温为27.5℃,1月平均气温为-5.5℃,属寒冷地区。最大冻结深度0.5m 。 (3)地质:桥址处为沟谷,设计桥面和谷底的最 大高差约15m ,沟谷边坡坡度为1∶2,谷底为旱地。该地区石英岩广泛分布,地质钻孔由上至下依次为素填土、碎石、强风化石英岩、中风化石英岩。其中,中风化石英岩岩面较浅,岩层稳定,是良好的持力层。 综合考虑地质条件和周围景观环境,在方案设计中,共选择3个方案:自锚式悬索桥、V 形墩连续梁桥、中承式钢管混凝土拱桥。上述方案经开发区有关领导及专家讨论评审,最终选定主拱为160m 跨的中承式钢管混凝土拱桥,采用单索面、异型拱肋。桥面系采用三跨连续梁体系,桥梁全长180m ,主跨150m ,两边跨各15m 。滨海路四号桥布置示意见图1。 图1 滨海路四号桥布置示意 2 总体设计 2.1 主要设计技术标准 (1)桥面宽度:桥面总宽18.5m 。(2)设计速度:60km/h 。 (3)荷载标准:车辆荷载为公路-Ⅰ级;人群荷 载为2.5kN/m 2;温度影响力按年均升温15℃、降温25℃考虑;风载:基本风压强度取750Pa ;地震基本烈度为6度,按7度设防。2.2 拱肋 拱肋中段采用圆端形钢管混凝土[1],肋高1.5m 、宽3.2m 。拱轴线为二次抛物线,抛物线方程为 Y =6.6X 2 /1000(坐标原点位于拱顶中心线位置)。 拱肋两端为人字形,拱轴线为直线,采用直径为2m 的圆形钢管混凝土。中拱肋和边拱肋的拱轴线在相交处相切。 该中承式钢管混凝土拱桥计算跨径160m ,拱肋矢跨比1/4.32,矢高37.036m 。 8 1世界桥梁 2007年第3期 目录 悬臂法的施工顺序和施工阶段分析 1 设定建模环境 3定义截面及材料 4 结构建模 9建立预应力箱型梁模型 / 10 建立桥墩模型 / 15 建立结构群 / 16 定义边界群以及输入边界条件 / 20 建立荷载群 / 23 定义并建立施工阶段 25定义施工阶段 / 25 建立施工阶段 / 30 输入荷载 / 33 使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析悬臂法的施工顺序和施工阶段分析 本用户指南将使用“使用建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析”中的例题，学习掌握使用一般建模功能做施工阶段分析的步骤。 悬臂法(FCM)的施工顺序一般如下： ※本悬臂法桥梁例题为三跨连续梁使用了4台挂篮(F/T)，因此不必移动挂篮。 悬臂法施工阶段分析应该正确反应上面的施工顺序。施工阶段分析中各施工阶段的定义，在MIDAS/CIVIL里是通过激活和钝化结构群、边界群以及荷载群来实现的。 下面将MIDAS/CIVIL中悬臂法桥梁施工阶段分析的步骤整理如下。 1.定义材料和截面 2.建立结构模型 3.定义并构建结构群 4.定义并构建边界群 5.定义荷载群 6.输入荷载 1 高级应用例题 2 7.布置预应力钢束 8.张拉预应力钢束 9.定义时间依存性材料特性值并连接 10.运行 11.确认分析结果 在“使用建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析”里使用悬臂法桥梁建模助手完成了上述2~8步骤。在本使用指南中，我们将使用一般功能完成上述施工阶段分析的1~8步骤。步骤9~11的方法与“使用建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析”相同，在本使用指南章节中将不赘述。 使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析 3 设定建模环境 为了做悬臂法桥梁的施工阶段分析首先打开新项目( 新项目)以‘FCM.mcb ’名 字保存( 保存)文件。 然后将单位体系设置为‘tonf ’和‘m ’。该单位体系可以根据输入的数据类型随时随意地更换。 文件 / 新项目 文件 / 保存 ( FCM ) 工具 / 单位体系 长度 > m ; 力 > tonf 图1 设定单位体系 单位体系也可以在程序窗口下端的状态条中的单位选择按钮()中选择修改。 世界十大跨径拱桥排行榜 NO.1朝天门大桥 朝天门大桥进入上部结构施工阶段，与两江隧道一起连接解放碑、江北城、弹子石三大中央商务区 朝天门大桥夜景效果图中港二航局朝天门大桥工程项目部提供 船近重庆城，穿过由“解放碑”桥墩和大桥桥面构成的“城市之门”，繁华的渝中半岛近在眼前。朝天门大桥2008年6月28日竣工通车之后，这样的场景会给每一位坐船上水来重庆的客人留下深刻的印象。 记者昨日从中港二航局朝天门大桥工程项目部获悉，这座被称为重庆又一个标志性建筑的大桥，已正式进入上部结构施工阶段。 号称世界第一拱桥 虽然名叫“朝天门大桥”，但大桥的实际位置是在离朝天门还有1.7公里的溉澜溪青草坪。朝天门大桥从设计之初就定位为重庆的江上门户。“方案最终选定了简洁大气的钢桁架拱桥形式”，项目部负责人说，大桥只有两座主墩，主跨达552米，比世界著名拱桥———澳大利亚悉尼大桥的主跨还要长，成为“世界第一拱桥”。 灯饰要花千万元 解放碑和朝天门，这两张重庆的城市名片，也在大桥上实现了巧妙的融合。“大桥的两个主墩，被设计成解放碑的样子，一剖两半，分成四个柱子，托起大桥。”项目部负责人说。 该方案定名为“城市之门”，已获得市政府批准。“解放碑”桥墩上都有观景台，将成为观赏朝天门两江汇流和山城夜景的绝佳位置。 白天，大桥除桥墩外通体红色；入夜，大桥华灯齐放，倒映于江面上。据悉，仅灯饰工程，预算就在千万元左右。 据介绍，建成后的大桥，分为上下两层。上层为双向六车道，行人可经两侧人行道上桥；下层则是双向轻轨轨道，并在两侧预留了2个车行道，可保证今后大桥车流量增大时的需求。 大桥西接江北区五里店立交，东接南岸区渝黔高速公路黄桷湾立交，全长4.158公里，是主城一条东西向快速干道。 朝天门大桥与规划中的两江过江隧道一起，将把解放碑、江北城、弹子石三个中央商务区构成一张立体的交通网 万方数据 万方数据 大跨度钢桁架拱桥施工技术 作者：李阿特， 苏赠来 作者单位：湖南省岳阳市公路桥梁基建总公司 刊名： 黑龙江交通科技 英文刊名：COMMUNICATIONS SCIENCE AND TECHNOLOGY HEILONGJIANG 年，卷(期)：2008，31(11) 被引用次数：0次 参考文献(5条) 1.周远棣.徐君兰钢桥 1991 2.岳丽娜.陈思甜钢桁梁桥施工架设方法研究综述[期刊论文]-公路交通科技 2006(03) 3.李跃.罗申生广州新光大桥主跨主拱中段大段整体提升架设[期刊论文]-中外公路 4.阪神高速道路公团.铁道部基建总局编译组日本港大桥 1981 5.邓新安重庆朝天门长江大桥盯方总体施工措施的选择和优化[会议论文] 2006 相似文献(9条) 1.学位论文孙海涛大跨度钢桁架拱桥关键问题研究2006 本文是在高等学校博士学科点专项科研基金项目“桥梁空间分析设计理论基础研究” (编号20050247029)资助下进行的，所做的主要工作有： (1)在查阅大量国内外文献的基础上，对钢桁架拱桥的发展历史做了系统的回顾和总结，并概括了钢桁架拱桥的结构形式及力学特点。 (2)对钢桁架拱桥总体设计中的拱肋桁架的布置形式、拱轴线的选取、矢跨比、拱顶和拱脚高度的选择、不同的边界条件、杆件截面形式的选取、杆件截面面积的初步确定等七个方面进行了分析探讨；并对桁架节点的选择做了详细的比对;同时通过对桁架桥中的特殊力学问题～节点刚性引起的二次应力的研究，在节点构造方面提出建议。 (3)综合介绍了钢桁架拱桥适宜的几种施工方法，并对拱上吊机和缆索吊机的特点进行了比较。结合朝天门大桥的施工过程，对大跨度钢桁架拱桥的施工特点和施工计算进行探讨，并对旌工计算方法提出参考建议。 (4)本文利用板壳单元，考虑几何初始缺陷和残余应力影响，对厚板焊接箱形压杆和带有加劲肋的箱形压杆的极限承载力进行了研究，并给出了建议的稳定安全系数取值。 (5)本文通过朝天门大桥和大宁河大桥的极限承载能力分析，确定了钢桁架拱桥体系的破坏路径和破坏机理。 (6)本文从边界条件、初始缺陷、荷载布置形式、结构设计参数等方面对背景工程进行了参数分析，确定影响钢桁架拱桥极限承载力的关键因素。2.期刊论文程斌.吴斌暄.庄冬利.肖汝诚.CHENG Bin.WU Bin-xuan.ZHUANG Dong-li.XIAO Ru-cheng大跨度中承式钢桁架拱桥初步设计的体系优化-公路工程2007,32(6) 以天津国泰桥为工程背景,重点介绍了大跨度中承式钢桁架拱桥在初步设计阶段进行体系优化的关键问题,并就优化方案的支承约束布置、构造措施以及施工方法进行了探讨.对于中承式钢桁架拱桥,三跨连续铰支的无推力体系比单跨固支的有推力体系在基础、拱肋、桥面系等方面均具有力学性能优势和经济优势,是中承式钢桁架拱桥的首选. 3.期刊论文王和欢.吴军国膺架法安装钢桁架拱桥关键施工技术-铁道标准设计2008,""(6) 通过常州新龙大桥的实际施工情况,介绍膺架法安装中承式三跨连续钢桁架拱桥的施工方法,包括桁架拱膺架、拼装、合龙及高强度螺栓施拧等关键技术. 4.学位论文彭小明大跨度钢桁架拱桥仿真计算分析2008 近几年，随着桥梁建设的发展和钢材产量及质量的提高，我国钢拱桥的建设已进入了一个崭新的时期，大跨度连续钢桁架拱桥迅速在国内兴起。本论文采用理论与工程实践相结合的技术路线，以重庆朝天门大桥作为工程背景，探讨了大跨度钢桁架拱桥的空间受力特性、施工过程仿真模拟计算和静风稳定性，为同类桥梁的设计、施工和计算分析提供参考。 本论文主要的研究内容包括： (1)叙述了国内外大跨度钢桁架拱桥的发展状况，针对钢桁架拱桥的结构特点，对其设计理论和结构性能进行了分析。 (2)论述了大跨度拱桥的挠度理论和空间分析的有限元基本理论，对桥梁结构有限元分析的步骤进行了归纳，给出了有关的刚度矩阵、荷载列阵和计算公式等。 (3)以重庆朝天门大桥作为工程实例，建立了有限元计算模型，计算了钢桁拱成桥状态结构的效应和运营阶段中恒载、活载、温度荷载对结构的影响，对比分析了恒活载作用的影响程度，并按最不利荷载组合验算了结构应力与变形，同时分析了吊杆损伤对结构静内力的影响。 (4)介绍了大跨度拱桥的施工方法和施工过程仿真模拟计算方法，并进行了对比分析。根据钢桁拱的施工特点和施工工艺，采用倒拆-正装法对朝天门大桥进行施工全过程仿真计算分析，并对大跨度钢桁架拱桥的施工计算结果进行了探讨研究。 (5)通过不同的加载方式和荷载组合，分析了大跨钢桁架拱桥成桥运营状态和施工期间的静风稳定性，得出横向静风荷载对钢桁拱的稳定性影响较小，钢桁拱的抗风性能较好，符合抗风设计规范要求。这对确保该世界第一大跨钢桁拱桥的顺利施工与成桥安全运营起到了技术支撑的作用。 5.期刊论文胡永.HU Yong常州新龙大桥主桥钢桁拱-梁安装施工技术-中国市政工程2007,""(5) 常州新龙大桥主桥为30.7 m+100.0 m+30.7 m三跨连续中承式钢桁架拱桥,是国内首座该类型的公路桥梁.介绍该主桥采用满樘膺架法安装钢桁拱-梁的施工方法.阐述了满樘膺架支承体系搭设、钢桁拱-梁安装、拱肋合龙及高强度螺栓施拧等施工工艺.工程实践表明,该施工方法合理,也为同类工程施工提供了借鉴. 6.学位论文颜毅大跨度钢桁架拱桥受力特性分析2008 钢桁架拱桥具有外形雄伟壮观、跨越能力大、承载能力高等优点。在国外这种桥型在工程实践中的采用已经有近百年历史，而我国由于受到经济水平的限制，直到80年代才开始在工程实践中采用。在建的重庆朝天门长江大桥主桥跨径布置为190+552+190m，该桥为目前世界上最大跨度的钢桁架拱桥，对钢桁架拱桥这一结构体系具有历史性的突破。但是，对于大跨度钢桁架拱桥的研究，目前可检索到的文献资料很少，人们对钢桁架拱桥在理论和实践上的认识还不够全面。 本文以在建的重庆朝天门长江大桥为工程背景，对其结构的整体受力特性、施工过程中的受力特性和节点板的受力特性进行了分析研究。文中首先 钢管混凝土拱桥的施工方法 钢管砼结构，由于能通过互补使钢管和混凝土单独受力的弱点得以削弱甚至消除，管内混凝土可增强管壁的稳定性，钢管对混凝土的套箍作用，使砼处于三向受力状态，既提高了混凝土的承载力，又增大了其极限压缩应变，所以自钢管砼结构问世以来，是桥梁建筑业发展的一项新技术，具有自重轻、强度大、抗变形能力强的优点，因而得到突飞猛进的发展。在桥梁方面，已以各种拱桥发展到桁架梁等结构形式，并发展到钢管混凝土作劲性骨架拱桥。其施工方法发展很快，已经应用的有无支架吊装法，支架吊装法，转体施工法等。 1 拱肋钢管的加工制作 拱肋加工前，应依理论设计拱轴座标和预留拱度值，经计算分析后放样，钢管拱肋骨架的弧线采用直缝焊接管时，通常焊成1.2-2.0m的基本直线管节；当采用螺旋焊接管时，一般焊成12.0~20m弧形管节。对于桁式拱肋的钢管骨架，再放样试拼，焊成10m左右的桁式拱肋单元，经厂内试拼合格后即可出厂。具体工艺流程为：选材料进场材料分类材质确认和检验划线与标记移植编号码下料坡口加工钢管卷制组圆、调圆焊接非坡口检验附件装配、焊接单节终检组成10m左右的大节桁式拱肋焊接无损检验大节桁式拱肋终检 1：1大样拼装检验 防腐处理出厂。 当拱肋截面为组合型时，应在胎模支架上组焊骨架一次成型，经尺寸检验和校正合格后，先焊上、下两面，再焊两侧面（由两端向中间施焊）。 焊接采用坡口对焊，纵焊缝设在腔内，上、下管环缝相互错开。在平台上按1：1放样时，应将焊缝的收缩变形考虑在内。为保证各节钢管或其组合骨架拼组后符合设计线型，可在各节端部预留1cm左右的富余量，待拼装时根据实际情况将富余部分切除。钢管焊接施工以“GBJD05—83、钢结构施工和施工及验收规范”的规定为标准。焊缝均按设计要求全部做超声波探伤检查和X射线抽样检查（抽样率大于5%）。焊缝质量应达到二级质量标准的要求。 2 钢管混凝土拱桥的架设 2.1无支架吊装法 2.1.1缆索吊机斜拉扣挂悬拼法 具体做法与其他拱肋的架设相似，只是钢管混凝土拱肋无支架架设方案用于较大跨度，它可根据吊机能力把钢管拱肋合成几大段进行分段对称吊装，并随时用扣索和缆风绳锚固，稳定在桥位上，最后合拢。如净跨度150m 四川宜宾马鸣溪金沙江大桥，为钢筋混凝土箱拱，分五段吊装，吊重700KN。广西邕宁邕江大桥，主跨312m的钢管混凝土劲性骨架箱肋拱，每根拱肋的钢管骨架分9段吊装，吊重590KN。四川万县长江大桥，跨径420m的钢管混凝土劲性骨架上承式拱桥，分36段吊装，吊重612.5KN。 缆索吊机斜拉扣挂悬拼法施工是我国修建大跨度拱桥的主要方法之一。施工理论成熟，施工体系结构简单，施工调整与控制较方便。但这种方法起吊端要有一定的施工场地，缆索跨度较桥跨要大，用缆索较多，主塔架与扣索塔架相互分开，存在受压杆稳定要求塔高不能过高，并且要设置各种缆风索而占地面积较大。 浅谈桥梁悬臂施工工艺(一) 论文关键词]桥梁悬臂施工工艺悬臂浇筑 论文摘要]新中国建国以来，特别是改革开放以来，由于科学技术的进步，工业水平的提高，我国桥梁建设显著增高，桥梁类型日新月异，悬臂施工工艺从50年代末发明以来，已经被广泛的用于桥梁建设中。大跨度、高难度桥梁的建成，谱写了桥梁建设史的新的篇章。 悬臂施工工艺已经被广泛地应用在桥梁施工中，随着桥梁设计的样式多样化，这种工艺必定会发挥更大的潜力，笔者就祁临高速公路第八合同段张皮沟大桥的上部箱梁的施工，浅谈预应力箱梁悬臂施工工艺。 一、工程简介 张皮沟大桥位于山西省灵石县燕家岭村境内，横跨张皮沟，此沟为典型V型沟谷，沟底宽约45米，地形起伏较大。主桥上部为45+80+45米变截面P.C.连续刚构箱梁，箱梁根部梁高4.2米，高跨比1/19.05，跨中梁高1.8米，高跨比1/44.44，箱梁顶板厚25厘米，底板按二次抛物线变化，除墩顶0号块设两个厚50厘米的横隔板及边跨设厚80厘米的端横隔板外，箱梁其余部位均不设横隔板，采用双向预应力体系。 二、悬臂浇筑施工工艺 悬臂施工法建造预应力混凝土梁桥时，不需要搭设支架，而是直接从已建墩台顶部逐段向跨径方向延伸施工，每延伸一段就施加预应力使与已建成的部分联结为整体。按照梁体的制造方式，悬臂施工法可分为悬臂拼装和悬臂浇筑两类。这里简要介绍一下悬臂浇筑施工工艺。悬臂浇筑施工系利用悬吊式活动脚手架(简称挂篮)在墩柱两侧对称平衡地浇筑梁段混凝土(一般3-8米)，每浇筑完一段，待混凝土达到设计强度后张拉纵向预应力钢绞线，然后向前移动挂篮，进行下一段施工。 张皮沟大桥上部箱梁悬臂浇筑共分为四个部分，即第一部分0号块施工；第二部分为2~8块梁段悬臂浇筑部分；第三部分为边跨现浇段施工；第四部分为合拢段施工，包括边跨合拢段施工和中跨合拢段施工。 1.0号块施工 0号块是所有梁体中的高度最大、重量最重的一块，且在墩柱顶，不采用挂篮施工。0号快因为体积比较大，里面倒角多，所以分两次浇筑，第一次浇筑到腹板高度1.5米以上。0号块里面分布有纵向预应力钢绞线，横向和竖向的精轧螺纹钢。另外0号块顶板所有纵向预应力钢绞线管道都要通过。因此在浇筑前要仔细检查管道的坐标和质量，以免在0号块误差太大。 2.悬臂浇筑部分施工 悬臂浇筑的部分共有2-8号块，每幅桥总计28块。挂篮作为悬臂浇筑的主要施工设备，钢筋绑扎，孔道安装，混凝土浇筑，钢绞线张拉等工序都要在上边操作，因此在设计时除要经济外，还必须有足够的安全性和灵活性，便于在施工过程中安全的操作。张皮沟大桥的挂篮主桁设计采用国产贝雷片，每片长3米，高1.5米，重270千克。上下横梁采用240工字钢焊接而成。外模采用定型模板，内模采用组合模板。祥见挂篮组装图 挂篮在0号块竖向精轧螺纹钢张拉结束后就可以组装，在挂篮正式使用前要进行预压，检验实际的承载力和安全可靠性，并获得弹性变形的数据和消除挂篮的非弹性变形，为施工控制提供依据。1号块是悬臂浇筑部分的第一阶段，精确的控制挂篮的标高和平面位置，对全桥的控制提供保障。挂篮的标高要考虑以下因素：桥面设计标高；挂篮在不同荷载下的变形值，混凝土变形，包括温度应力变形和后期徐变变形。悬臂浇筑部分的混凝土要一次性浇筑完，避免梁体中部产生竖向裂缝。1号块浇筑后要进行纵向的预应力钢绞线张拉，张拉后即可松动后锚和向前移动挂篮，进行下一段施工，直到悬臂浇筑结束。 3.现浇段施工 拱桥悬臂浇筑施工方法研究 【摘要】本文在国内外相关拱桥悬臂浇筑施工科研资料以及深层分析目前研究成果的基础上，总结介绍了悬臂浇筑施工方法的的分类，分为塔架斜拉扣挂悬臂浇筑法和悬臂桁架浇筑法，并针对悬臂浇筑施工法的受力方式，突出其发展空间。 【关键词】拱桥；悬臂浇筑；施工方法 0 前言 拱桥悬臂浇筑施工方法在国外得到了迅速的发展，修建范围遍及世界，修建数量急剧增加，跨径也不断增大。将悬臂浇筑施工法应用到我国多高山、多深谷、地形崎岖复杂的西部山区交通建设当中，发挥了其基本上不受地形条件限制、施工方便、结构简洁、后期维护少、维修简便、整体性好（抗风、抗震性能好）、不中断桥下通航或通车、对设备的起重能力要求不高、对环境的破坏较小等的优点。因此，开展山区钢筋混凝土拱桥建设新工艺的研究对我国大跨度拱桥建设的推进具有现实意义。 1 拱桥悬臂浇筑施工方法的分类 1.1 塔架斜拉扣挂悬浇法 塔架斜拉扣挂悬浇法是在拱脚墩台处安装临时的钢或者钢筋混凝土塔架，用斜拉索（或者用斜拉粗钢筋）一端拉住拱圈或者拱肋节段，另一端绕向台后并锚固于岩盘上，从拱脚开始，逐段向拱顶悬臂浇筑，直至拱顶合龙。在施工过程中由索、塔、拱肋三种基本结构组成的组合结构。这种特有的施工方法目前得到广泛的使用，也是国外采用的时间最早、数量最多的大跨径钢筋混凝土拱桥无支架施工方法。该方法如分别于1997年和2005年在克罗地亚建成的跨径分布为L =26m+10×30m+24m的Masleniea桥和净跨径204.0m，净失高52.0m的Krka河桥。在国内，2007年四川省西昌—攀枝花高速公路上的白沙沟大桥[1] ，为我国悬臂浇筑施工打开了历史的开端，打破了我国尚无悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥的境遇。 1.2 斜吊式悬浇法 采用桁式概念进入拱桥的施工当中，用悬臂桁架法架设大跨径桥梁，是当今世界普遍采用的新技术。悬臂桁架浇筑法是将主拱圈、拱上立柱、桥面板齐头并进，边浇筑边构成桁架发挥效应，施工时用预应力钢筋或钢绞线作为桁架的临时斜拉杆。桥面板的临时明索用拉杆或者桥面梁锚固于台后的岩盘上，向河中悬臂施工，最后拱顶合龙。过程中主拱圈和上部结构同时施工，这样使得在施工过程中，拱上结构也参与了受力，整体性好，提高了施工过程中的稳定性，同时施工的工期得到大幅度的提高。虽然采用这种施工方法在目前桥梁的修建中数量不是 大跨度拱桥 以承受轴向压力为主的拱圈或拱肋作为主要承重构件的桥梁,拱结构由拱圈(拱肋)及其支座组成。拱桥可用砖、石、混凝土等抗压性能良好的材料建造;大跨度拱桥则用钢筋混凝土或钢材建造,以承受发生的力矩。按拱圈的静力体系分为无铰拱、双铰拱、三铰拱。前二者为超静定结构,后者为静定结构。无铰拱的拱圈两端固结于桥台,结构最为刚劲,变形小,比有铰拱经济，结构简单,施工方便,是普遍采用的形式，但修建无铰拱桥要求有坚实的地基基础。双铰拱是在拱圈两端设置可转动的铰支承,结构虽不如无铰拱刚劲,但可减弱桥台位移等因素的不利影响,在地基条件较差和不宜修建无铰拱的地方,可采用双铰拱桥。三铰拱则是在双铰拱的拱顶再增设一铰,结构的刚度更差些,拱顶铰的构造和维护也较复杂,一般不宜作主拱圈。拱桥按结构形式可分为板拱、肋拱、双曲拱、箱形拱、桁架拱。拱桥为桥梁基本体系之一,一直是大跨径桥梁的主要形式。拱桥建筑历史悠久,20世纪得到迅速发展,50年代以前达到全盛时期。古今中外名桥遍布各地,在桥梁建筑中占有重要地位,适用于大、中、小跨径的公路桥和铁路桥,更因其造型优美,常用于城市及风景区的桥梁建筑。其中按照规范跨度大于四十米的拱桥就称为大跨度拱桥，按照目前技术水平，跨度大于100米的拱桥才称得上大跨度拱桥。在大跨度拱桥中按照拱轴线的型式可分为：圆弧拱桥、抛物线拱桥、悬链线拱桥。 圆弧拱桥：拱圈轴线按部分圆弧线设置的拱桥。优点构造简单，石料规格最少，备料、放样、施工都很简便；缺点是受荷时拱内压力线偏离拱轴线较大，受力不均匀。 如图所示，有一座拱桥圆弧形，它的跨度为60米，拱高为18米，当洪水泛滥到跨度只有30米时，就要采取紧急措施，若拱顶离水面只有4米，即PN=4米时，是否采取紧急措施? 解：不采取紧急措施。其理由如下：设半径OA=∵AB=60 PM=18∴AM=30 OM=18∴在Rt△AOM中，由勾股定理，得： 大跨度钢筋混凝土拱桥施工工法 （杨忠领） （中铁十六局集团五公司河北唐山 063030） 摘要：本工法成功的解决了主拱圈下部原地面基础处理和下沉；满堂脚手架的搭设方法和要求；支撑主拱圈底模的1-80米弧形杆件的材料选择与制作；主拱圈加载程序和下部支撑卸载程序；主拱圈间隔槽的预留位置；合拢温度的选择；混凝土分段和浇注顺序；拱上运输系统的布置；消除拱架变形、控制主拱圈变形等关键技术难题，对类似工程的施工有一定的借鉴作用。 关键词：大跨度钢筋混凝土拱桥工法 一、前言 箱形拱圬工量少、自重轻、截面合理，近年来在大跨度钢筋砼拱桥中被广泛应用。国道318线甘孜境段二郎山至康定公路改造工程滴水岩大桥为1-80m悬链线钢筋混凝土箱形拱桥，是全线的控制工程。主拱圈正拱斜置，跨度80m，厚度1.4m，宽8.96m，矢跨比1/6，是全桥结构受力最复杂，施工难度最大的部位。拱上结构为空腹式，共设8孔腹拱，腹拱圈为等截面圆弧拱，净跨5.5m，横墙厚度0.8m。0#桥台下部为明挖扩大基础，拱座以上台身为引桥式桥台,引桥为1-13m预应力空心板桥，1#桥台为重力式Ｕ形桥台，基础为明挖扩大基础。中铁十六局集团五公司在施工中大力开展科技攻关，不断完善施工工艺，成功的解决了主拱圈下部原地面基础处理和下沉；满堂脚手架的搭设方法和要求；支撑主拱圈底模的1-80米弧形杆件的材料选择与制作；主拱圈加载程序和下部支撑卸载程序；主拱圈间隔槽的预留位置；合拢温度的选择；混凝土分段和浇注顺序；拱上运输系统的布置；消除拱架变形、控制主拱圈变形等关键技术难题，大跨度钢筋混凝土拱圈施工技术研究获集团公司科技进步奖，本工法是在总结上述成功经验的基础上形成的。 二、工法特点 1.对原地面进行处理后采用满堂支架系统克服了传统的土牛胎易产生不均匀沉降导致支架下沉引起主拱圈变形开裂及填筑挖出土牛胎增加工程量的弊端，有效防止了拱架下沉拱圈变形，保证了施工质量。 2.支撑体系和模板系统位于稳固的地基上，安全系数高，不易下沉，结构受力合理，支架、模板安装拆卸方便，操作简单，支架和模板适用范围广，可再利用。 3.拱箱采用钢筋砼预制件组装，底板、纵缝、边腹板、顶板采用现浇，整体性强，结构轻盈，自重小，线性美观，减少了砼用量，节约了投资。 4.施工工艺完善、简便，可操作性强，降低劳动强度，便于推广。 5.施工速度快，施工质量容易得到保证， 三、适用范围 本工法适用于公路大跨度钢筋混凝土箱形拱桥采用预制与现浇相结合的主拱圈施工、适合拱圈下部为水流不大的沟壑、坑洼、平地。主拱圈下部为河流时不适用。 四、施工工艺 （一）、拱架地基处理 在跨径范围左右共宽13米投影面下的沟槽表层植被，浮土与挖基倾倒土全部清除后，纵横方向 悬臂浇筑法施工 1 工艺概述 悬臂浇筑施工方法适用于山谷、宽深河流及施工期水位变化频繁不宜水上作业的河流、湖泊、 海域上桥梁的施工。预应力混凝土拱桥采用悬臂浇筑法施工主要利用拉索挂设进行施工，拉索是临 时扣索，在全桥合龙后，需进行体系转换。 2 作业内容 拱桥悬臂浇筑法施工内容主要是拱座及墩身、临时拉索及后背索锚碇施工，临时墩及现浇支架 的施工，主梁 0 号节段现浇混凝土，现浇支架拆除，主梁与临时墩固结，挂篮及临时扣背索的安装，分段浇筑主梁，挂设主梁拉索并调整索力，合拢段施工，拆除扣背索、解除临时墩支承全桥成拱。 3 质量标准及检验方法 《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010） 《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415-2003） 《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010） 《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设〔2010〕241 号） 4 工艺流程图 施工准备 拱座及墩身施工、临时拉索及后背索锚碇设置 拱桥主梁0 号节段现浇 拆除现浇支架，拱桥主梁与临时墩固接 安装挂篮并预压 安装背索及挂篮拉索，并调整各索内力 绑扎钢筋、安装预应力等 浇筑拱桥主梁节段混凝土 挂篮走行 安装合拢段劲性骨架焊接相连成拱 浇筑拱桥主梁合拢段混凝土，全桥合拢 分次将拉索解除，同时将临时墩支承也分次拆除，全桥成拱 图 4.1 拱桥悬臂浇筑法施工工艺流程图 5 工艺步骤及质量控制 一、施工准备 悬浇施工前应由工长或现场技术人员对参与施工的工人进行培训、技术安全交底。做到熟练掌握起重、立模、钢筋绑扎、浇筑、振捣、张拉、压浆等技术，要有应对安全紧急救援的措施，操作人员要保持稳定。 二、挂篮拼装 1.铺设挂篮走行轨道。 2.挂篮主桁运输至墩位后，采用吊车提升至箱梁 0#块顶面进行组拼，挂篮主桁拼装起重设备主要采用吊车。安装挂篮锚固系统。 3. 依据设计资料，复核悬浇梁段轴线控制网和高程基准点，确定并调整立模的轴线及高程。安装挂篮底模、侧模及内模等。 4. 挂篮组拼完成后，需检验挂篮的性能和安全，消除结构的非弹性变形，获取挂篮弹性变形曲线的参数为箱梁施工提供数据，应对挂篮进行试压，试压通常采用试验台座加压法、水箱加压法等。 三、安装背索及挂篮拉索 扣索及背索的安装参拱桥悬臂拼装法。 四、混凝土浇筑及挂篮走行 1. 绑扎钢筋、安装预应力等。 2.浇筑节段混凝土。 3.待混凝土强度达到设计要求后，张拉预应力，然后将临时拉索转换于拱桥主梁节段。 4.按普通挂篮的走行方式，顶推挂篮至下一个节段施工。 五、合龙施工 1.将主梁节段全部施工完成以后，拆除挂篮。然后调整背索及拉索的索力，使之与设计要求保持一致。根据合龙段施工要求，安装吊篮，然后设置劲性骨架，再安装钢筋及预应力等。 2.在温度恒定的低温时段浇筑混凝土并养护。 3.张拉合龙预应力等。 六、拆除临时设施 按计划有步骤拆除背索及拉索，完成体系转换。 6 施工机械及工艺装备 施工机械应根据钢筋混凝土拱桥主梁悬浇施工的特点、工期要求并结合项目的资源情况进行合理的配备。 表 6.1 钢筋混凝土拱主梁悬浇主要施工机械及工艺装备 序号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10机械设备、施 工机具名称 缆索吊 汽车吊 龙门吊 平车 混凝土拌合 站 混凝土拖泵 油压千斤顶 油泵 电焊机 钢筋弯曲机 BX3-500-2 GW40-1 规格型号 60t 30t 60t 30t 750/1000 60/80 200t 单 位 台 台 台 台 套 台 台 台 台 台 数量 1 2 1 1 1/1 1/1 4 4 16 2 序 号 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 机械设备、施 工机具名称 插入式振动棒 附着式震捣器 HBT-40B 混凝 土输送泵 压浆机 拌浆机 挖掘机 推土机 自卸汽车 振动压路机 洒水车 48.8m3/h DLB/40 JV250 PC400-1 TY-220 EQ3242G YZ25 YGJ510 规格型号 单 位 台 台 台 台 台 辆 辆 辆 辆 辆 数 量 10 20 2 2 2 2 2 2 1 2 第５卷第３期徐州建筑职业技术学院学报ｖ。１．５№．３２００５年９月ＪＯＵＲＮＡＬ０ＦＸＵＺＨＯＵＩＮＳＴＩＴＵＴＥ０ＦＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＡＬＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＳｅｐ．２００５ 大跨度钢管混凝土拱桥拱肋少支架安装法 周水兴 （重庆交通学院桥梁及结构工程系，重庆４０００７４） 摘要：结合实际工程介绍了少支架安装法在大跨度钢管混凝土拱桥中的应用，着重分析说明了 在安装过程中预抬高量计算、地基沉陷以及各节段间标高控制方法．实践证明，少支架法安装大跨 度钢管混凝土拱桥是合理的，不仅安全稳定性好，而且施工快、费用低． 关键词：钢管混凝土拱桥；少支架法；拱肋安装；施工控制 中图分类号：Ｕ４４５．４６文献标识码：Ａ文章编号：１００９—８９９２（２００５）０３—０００１一０３ ＥｒｅｃｔｉｏｎｏｆＲｉｂｓｏｎＬａｒｇｅ—ＳｐａｎＣＦＳＴ ＡｒｃｈＢ“ｄｇｅｓｗｉｔｈＭｅｔｈｏｄ０ｆＬｉｍｉｔｅｄＢｒａｃｋｅｔｓ ＺＨＯＵＳ＾甜ｉ—ｚｉ咒ｇ （ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＢｒｉｄｇｅＷｏｒｋａｎｄＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉＶｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００７４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆａｐｒａｃｔｉｃａｌｐｒｏｊｅｃｔ，ａｂｒｉｅｆｉｎｔｒｏｄｕｃａｔｉｏｎｉｓｍａｄｅｏｎｔｈｅａｐｐｈｃａｔｉｏｎｏｆ ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｌｉｍｉｔｅｄｂｒａｃｋｅｔｓｏｎｌａｒｇｅ—ｓｐａｎＣＦＳＴａｒｃｈｂｒｉｄｇｅｓ，ａｎｄａｎｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎｉｓａｄｄｅｄｔｏ ｔｈｅｃａｍｂｅｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｅｔｔｉｎｇｏｆｓｕｂｇｒａｄｅａｎｄｔｈｅｅｌｅｖａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｏｖｅｒｔｈｅｐａｎｅｌｊｏｉｎｔｓｉｎ ｔｈｅｅｒｅｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｐｒａｃｔｉｃｅｓｈｏｗｓｔｈａｔｉｔｉｓｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｔｏｅｒｅｃｔｒｉｂｓｏｎ１ａｒｇｅ—ｓｐａｎＣＦＳＴ ａｒｃｈｂｒｉｄｇｅｓｗｉｔｈｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆ１ｉｍｉｔｅｄｂｒａｃｋｅｔｓ，ｗｈｉｃｈｔａｋｅｓｐｒｉｏｒｉｔｙｏｆｈｉｇｈｓｅｃｕｒｉｔｙａｎｄｓｔａ— ｂｉｌｉｔｙ，ｑｕｉｃｋｎｅｓｓａｎｄ１０ｗｃｏｓｔｉｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＦＳＴａｒｃｈｂｒｉｄｇｅ；ｍｅｔｈｏｄｏｆｌｉｍｉｔｅｄｂｒａｃｋｅｔｓ；ｅｒｅｃｔｉｏｎｏｆａｒｃｈｒｉｂｓ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｎｎｔｒｏｌ 钢管混凝土拱桥拱肋的安装常用无支架缆索吊装法和转体施工法［１］，这两种方法主要用于跨越山谷、大江大河等不适宜搭设支架或根本无法搭设支架的场合．其特点是需要专业的施工队伍，施工难度大，技术要求严，费用较高．在拱肋离地面不高或桥下水位不深，通过缩窄河道可以留有足够开阔平整的场地的情况下，可采用少支架法安装，其特点是操作容易、技术要求低、拱肋节段标高易控制 收稿日期：２００５一０６—２２ 作者简介：周水兴（１９６７一），男，浙江嘉兴人，教授，主要从事桥梁设计理论与旧桥加固研究．且稳定性好，施工快捷，工程费用低． 本文结合浙江省东阳市中山大桥的拱肋安装，主要介绍在安装过程中预抬高量计算、地基沉陷以及各节段间标高的控制方法． １拱肋的吊装及位置的调整 对于拱肋的节装，少支架安装法是在各个节段接头处设置钢支架，用汽车吊、门架吊或浮吊安装． 为便于调整每段拱肋的标高、平面位置和成拱后的落架，在支架顶部设置微调装置，一般用千斤顶、丝杠等．各支架在纵向及横向设缆风索以保证 万方数据万方数据 大跨度连续刚构拱桥上部结构施工方案 目录 1编制说明 (1) 1.1 编制依据 (1) 1.2 编制原则 (1) 1.3适用范围 (1) 2工程概况 (2) 2.1工程地理位置、规模 (2) 2.2设计情况、主要技术标准 (2) 2.2.1设计情况 (2) 连续刚构拱桥平面图 (3) 连续刚构拱桥纵断面 (4) 边跨主梁结构剖面图 (4) 墩顶梁现浇段主梁结构剖面图 (4) 连续刚构拱桥1/2中跨主梁结构剖面图 (4) 边跨端部截面图 (5) 合龙段截面图 (5) 距离0#块端部4m处截面图 (5) 2.3工程地质、水文和自然条件 (5) 2.3.1工程地质 (5) 2.3.2水文条件 (6) 2.3.3自然条件 (6) 2.4主要工程数量 (6) 主要工程数量表 (7) 2.5工程特点和重难点 (7) 2.5.1工程特点 (7) 2.5.2重难点 (7) 邓村刚构拱桥重难点分析及对策一览表 (7) 3方案的比选 (8) 3.1比选方案 (8) 3.2方案经济比选 (9) 方案一费用 (9) 方案二费用 (9) 3.3方案综合比选 (10) 4总体施工方案 (10) 4.1 总体方案 (10) 4.2 施工步骤 (11) 4.2.1总体施工顺序 (11) （80+150+80）m大跨度连续刚构拱桥主要施工步骤 (14) 4.2.2工艺流程图 (14) （80+150+80）m大跨度连续刚构拱桥施工工艺流程 (15) 4.3工期安排 (15) 5、主要工序施工方案、施工方法 (16) SD123墩V型三角区施工支架支撑体系图 (19) SD124墩V型三角区施工支架支撑体系图 (19) 大跨度钢管混凝土拱桥成拱线形控制技术研究 发表时间：2020-04-14T11:11:16.260Z 来源：《基层建设》2020年第1期作者：郭林 [导读] 摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，桥梁的建设也十分迅速。 天津金隅混凝土有限公司天津 300450 摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，桥梁的建设也十分迅速。钢管混凝土拱桥具有材料强度高，施工方便等优点，在近几十年迅速兴起，成为大跨径桥梁中较有竞争力的桥型之一。随着施工技术的不断突破，各种拱桥的施工方法也随之产生。斜拉扣挂施工法由于其成本低，施工工艺相对成熟，在选择钢管混凝土拱桥的施工方法时一般优先考虑。在斜拉扣挂施工过程中，扣塔偏位、临时荷载、温度变化及索力松弛等均是影响拱肋切线拼装线形的关键因素。因此对钢管混凝土拱桥施工的实时监控是必要的，施工监控以线形控制为主，应力控制为辅，保证施工过程中实际线形与目标线形相一致。 关键词：大跨度钢管；混凝土拱桥；成拱线形；控制技术 引言 桥梁结构施工设计中，需要根据实际参照的标准和施工情况进行分析，准确的判断模型种类，分析可能造成的负面影响。依照混凝土的材料使用情况，分析是否均匀，是否存在不确定性因素。大跨度预应力混凝土在实际的连接设计中，需要准确的探索分析实际的结构理论标准，分析T型监测结构的连续性，判断桥梁施工的过程和标准，分析实际情况产生和设计中可能存在的不合理影响因素。 1工程概况 郑万高铁汉江特大桥主桥设计为（109+220+109）m连续刚构拱组合结构，所有桥墩均在水中，90，91号为主墩。梁体设计为单箱双室、变高度、变截面预应力钢筋混凝土箱梁。梁体0号块高度为12m，跨中合龙段高度为5.5m；箱梁底部宽10.8m，桥梁桥面宽13.2m，拱座区加宽至16.6m。主拱拱肋计算跨度220m，设计矢高44m，矢跨比1/5，设计拱轴线采用二次抛物线。主拱为钢管混凝土结构，采用等高度哑铃形截面，截面高为3.4m，拱肋直径1.2m。拱肋之间采用缀板连接，拱肋及缀板内填充C50自密实收缩补偿混凝土。2榀拱肋间共设置11道格构型横撑，其中拱顶为米字形，其余为K字形。主拱共设计22对钢绞线整体挤压索吊杆，吊杆纵向间距9m，横向中心距12m。 2钢管拱施工 2.1钢管拱的加工 钢管拱分段制作采取单元件（单管、单腹板）工厂制造、总装现场整体组装的制作模式，在工厂加工成可运输的设计段单元（单管），厂内进行单管、腹板预拼装，总装现场组装焊接，并组装焊接相关的安装连接件。各设计段接口的断面分奇偶块，控制钢板对接错开十字缝。在厂内加工时，按照1∶1拱轴线放大样，由于钢材的热膨胀系数较大，考虑预拱度和温度修正值。每段拱肋在制造时，考虑一定的焊接收缩量和温度的影响，单元长度方向预留二次切割量，待焊接完成后按照理论分段线进行二次切割，拱肋段在1∶1胎型大样上平面预拼为桥位状态，整体划线切割接口周边。合龙段两端各留100mm工地配切量，待工地架设到该位置时测量距离，根据测量数据进行整体配切后发运工地合龙。预拱度确定：按设计图要求拱肋在制造时预加预拱度，其预拱度值=设计预拱度+工厂制造拱度。 2.1.1单元件的制造 单元件的制造是在单元管节加工完成后在1∶1胎型上进行的。工厂胎型分为钢管主拱肋的上弦管和下弦管分别制作，且在胎型上必须准确确定分段口的坐标位置以及其它相关杆件的平面位置。胎型整体必须牢固可靠以保证数据的准确性。单元管节在胎型上拼接成单元件，拼装时注意单元管节之间按焊接工艺的要求预留相应的间隙，保证单元管节之间的匀顺过渡。 2.1.2腹板单元制造 腹板和劲板板均采用数控门切下料，下料时预留焊接收缩量，按焊接工艺要求机加工各板的坡口。加工方法是先做各种板单元，在各种板单元焊接完成后进行调直处理，在组装平台上先放置腹板单元，且对劲板的组装位置进行精确划线，之后按线组装劲板，保证劲板板与腹板单元的垂直度，开始组装腹板单元。 2.1.3钢锚箱的制造 钢锚箱是拱肋吊杆的承力关键部件。钢锚箱沿吊杆位置不同零件尺寸变化，全桥锚箱零件采用CAD软件全桥逐一零件放样。各零件采用数控门切割下料，焊接边预留机加工，焊接坡口采用机加工刨切坡口。在拼装平台上布置各个锚箱组装控制线，按线组装各个锚箱并打印吊杆位置号。按《焊接工艺卡》焊接，焊接时严格按工艺要求的焊接顺序焊接，捶击焊缝，减少焊接变形和残余焊接应力的产生。 2.2主拱合龙和体系转换控制 主拱合龙前必须对临时系杆拱位置进行精调。待拱顶和4个合龙口的测点坐标与高程均达到允许范围内后，在提升塔内侧钢管支架适当位置处安装2层限位装置，以固定临时系杆拱。在合龙温度下连续测量合龙口之间长度，采用现场配切法合龙，将配切好的钢管按下弦管→上弦管→腹板的顺序安装并锁定。合龙施工必须在合龙温度10～15℃同步进行，防止合龙后钢管拱线形发生变化及产生额外附加应力。待主拱合龙段与其他部位焊缝全部焊接完毕且检测合格后，进行体系转换。体系转换分4个步骤：①拆除拼装拱脚段的原位支架；②控制塔顶液压连续千斤顶，分级卸载提升力，完成提升段钢管拱落拱；③分级卸载临时水平系杆张拉力并拆除；④解除钢箱与拱肋的连接焊缝及抱箍，利用提升系统下放拱座钢箱，完成体系转换。体系转换后，在自重作用下主拱将产生较大下挠，同时拱脚水平推力将由连续刚构梁体的纵向预应力承受。经现场监测，体系转换后，钢管拱各控制截面观测点竖向位移实测值与理论计算值对比如图1所示。 图1体系转换后主拱各测点竖向位移与理论计算值对比 2.3桥面系施工标高控制 主桥设计为时速350km的I型双块式无砟轨道，无砟轨道底座板和道床板截面尺寸分别为2800mm×220mm和2800mm×220mm，二期恒载为14kN/m，对主拱线形和梁体桥面高程影响较大。在吊杆张拉完的桥面实测数据的基础上，采取以下方法控制成桥轨枕标高。桥面系施工桥梁悬臂施工法简介
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