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研究探讨 Research348 大跨度钢桁架拱桥悬臂拼装施工关键工序技术研究霍振东 赵云鹏(中交三航局第二工程有限公司)中图分类号：G322 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2020）01-0348-01摘要：本文以清水塘大桥上部结构施工为例，通过数值分析手段，从成桥阶段反推至关键施工阶段，确认大跨度拱桥悬臂拼装施工控制参数，为同类型桥梁施工参数提取提供参考技术路线。
关键词：钢桁架拱桥；数值分析；施工控制清水塘大桥为主跨408m 中承式钢桁架系杆拱桥，上部结构施工采用爬拱吊机悬臂拼装工艺[3]，为求得关键施工控制参数，建立清水塘大桥成桥模型，通过倒拆和正装迭代分析进行施工阶段计算，并辅以未知系数求解等分析手段，求得满足拱肋无应力合龙条件下的施工控制参数。
图1 清水塘大桥整体立面图及平面图1.2吊装系统设计清水塘大桥上部结构采用爬拱吊机施工工艺，通过扣挂系统和边跨压载以平衡主支点处不平衡力矩。
扣挂系统由塔架、扣索和缆风组成，塔架铰接于主支点处上弦杆，扣索锚固于塔架顶部和拱肋上弦杆之间，缆风索位于塔架中部。
采用MidasCivil 建立成桥模型，进行倒拆和正装迭代分析，得到最不利工况下的施工阶段模型，即由拱肋合龙前的最大悬臂工况确定施工参数。
2 求解施工参数采用未知系数法进行求解扣索初拉力和边跨压载值，通过Midas 程序内部自动求解以及手动优化求解两部分内容，将扣索初拉力和压载值设为未知系数并满足下述条件：（1）扣索在塔顶部的水平力基本平衡； （2）拱肋合龙线形达到合龙要求；（3）整体结构强度、刚度和稳定性满足要求。
图2 未知系数法求解扣索初张力和边跨压载系数采用未知系数法进行求解，根据图5 计算结果，边跨压载系数为30，并考虑1.3倍抗倾覆系数，边跨压载值为1237.5×30×1.3=48262.5KN。
利用3.3中未知系数法求得的初拉力系数，在正装模型中输入初拉力，得到合龙结构体系中扣索的索力，见图6所示计算结果。
王金磊,等:大跨度上承式钢箱桁肋拱桥设计 谥加齐缶州加淼I!用韶设大跨度上承式钢箱桁肋拱桥设计王金磊，窦巍（安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司;公路交通节能环保技术交通运输行业研发中心，安徽合肥230088）摘要:本文结合宜宾至昭通高速公路彝良（川滇界）至昭通段白水江特大桥，通过对主跨330m ±承式钢箱桁肋拱桥结构尺寸及结构性能进行分析，建立全桥的有限元模型,计算结果表明受力指标均满足规范要求。
关键词:高速公路;上承式钢箱桁肋拱桥;有限元模型中图分类号:U44& 22+4文献标识码：A文章编号：1673-5781（2019）01-0045-030引 言钢桁架拱桥具有跨越能力大、承载能力的高特点，在山区 高速公路对于跨越典型“V ”形谷地形具有很大优势⑴。
依托云南省云南省宜宾至昭通高速公路彝良（川滇界）至昭通段白 水江特大桥为实例，对其方案、结构尺寸、受力性能进行研究分 析,为同类桥梁设计提供有价值参考。
1工程背景及方案设计白水江特大桥跨越一深切“V ”字形河谷，河谷两岸呈陡坎地形，自然坡度45°〜82°。
桥面与水面高差272m,道路设计线与地形交线宽度446m 。
桥梁方案设计时,由于两岸边坡陡峭，桥墩基础难以设立，从墩高与跨径协调的角度出发，适宜的主跨布置应在260m 以上,可供选择的主桥桥型主要有连续刚 构、斜拉桥、矮塔斜拉桥、拱桥和悬索桥。
结合总体路线，考虑结构受力要求和施工工艺复杂程度，兼 顾经济，并注重与周边环境的整体协调,经综合比选后，拟定的方 案是330m 上殿钢箱桁架拱桥。
白水江特大桥全长755. 8m,桥跨布置为:11 X 30m （预制T 梁）+ 22X16m （上承式钢箱桁肋拱桥，其中主拱圈跨径为 330m ） + 2X33. 5m （预制T 梁），其中主桥跨越白水江所在峡谷。
2主桥结构设计2.1主桥总体设计白水江特大桥主桥桥面系统跨径布置为22X16 = 352m,主拱圈跨径330m,上承式钢箱桁肋拱桥，计算跨径330m,矢高60m,矢跨比1/5. 5,拱轴系数1. 5。
安徽建筑中图分类号：U445.4文献标识码：A文章编号：1007-7359（2024）1-0171-03DOI:10.16330/ki.1007-7359.2024.1.0630引言随着我国经济的快速发展和城市立体景观发展的需要，修建跨江桥梁选用钢桁架拱桥被广泛应用，钢桁架拱桥跨越能力强、承压能力高和外形刚健稳固，大跨度的钢桁架拱桥在我国交通建设中也得到了更快的发展[1-3]。
传统的钢桁架施工方法为采用汽车吊吊装施工，汽车吊起吊作业半径大，市政工程交叉作业多、施工空间有限，采用汽车吊难以满足大结构钢桁架桥梁的吊装施工要求。
传统的桁架桥施工顺序为由两端拱脚向跨中合拢[4-5]，由于拱脚位于承台上，采用此施工方法施工时受到承台工期影响较大，也不能发挥龙门吊的使用效率。
1工程概况繁华大道跨引江济淮桥梁及接线工程项目位于合肥市肥西县，项目全长1.577km 。
其中跨江淮运河主桥为双层钢桁梁拱桥，主跨153m ，高44m ，桁架高11.9m ，矢跨比1:4.99。
上层桥市政与轨道合建，双向4车道，轨道桥梁与市政桥梁对孔布置，轨道交通走行道路中间，市政桥分两幅于轨道交通两侧布置。
钢桁架分为上弦杆、下弦杆、腹杆三个部分。
上弦杆采用上翼缘板带伸出肢的箱型截面，边桁内高1400mm ，内高1000mm ，板厚24~44mm 。
中桁内高1650mm ，内宽1000mm ，板厚24~44mm 。
上弦杆上翼缘熔透焊接，其余三面高强螺栓对拼的连接方式。
腹杆有箱型腹杆和H 型腹杆两种形式，箱型直腹杆横截面内高1000mm ，内宽1000mm ，板厚32mm ，四面均栓接。
H 型腹板横截面内高1000mm ，内宽700mm ，板厚28~32mm 。
斜腹杆与主桁节点采用内插式高强螺栓连接。
图1主桥整体布置图图2主桥横断面示意图表1钢桁架数量统计表杆件部位上弦杆下弦杆腹杆数量（个）6464128重量（t ）2124.62205.7940.72双层钢桁梁拱桥施工2.1施工工艺流程双层钢桁架拱桥分为钢桁架、桥面系、拱肋三个部分，主桥钢桁架共有4组，2组中桁和2组边桁。
大跨度拱桥的结构形式及施工控制要点【摘要】文章简单分析了拱桥的受力特点及类型，结合自身实践，提出了大跨度钢管混凝土拱桥施工和大跨度钢桁架拱桥的施工方法及控制要点，最后阐述了桥梁施工控制的重要性。
【关键词】：大跨度；施工控制；施工控制Abstract: the article analyzed the simple arch bridge mechanical characteristics and types, combined with their own practice, this paper puts forward long-span concrete-filled steel tube arch bridge construction and big span steel truss arch bridge construction method and control points, finally expounds the importance of bridge construction control.Keywords: big span; Construction control; Construction control引言近年来，随着我国交通事业的快速发展，需要修建更多的大跨度桥梁跨过江河海峡等。
桥梁跨度越大，其施工难度也越大。
对大跨桥梁实施施工过程控制，是确保施工质量和安全的重要环节，是确保成桥状态符含设计要求的重要措施。
1拱桥的受力特点及类型拱桥在竖向荷载作用下，两端支撑处产生的水平推力使拱内产生轴向压力，并大大减小了跨中弯矩，其主截面材料强度得以充分发挥，跨越能力越大。
拱桥的型式多种多样，构造各有差异，可以按照不同的方式来进行分类。
按照主拱圈所使用的材料可分为钢筋混凝土拱桥和钢拱桥等；按照拱上建筑的形式，可以分为实腹式拱桥及空腹式拱桥；按照拱轴线的形式，可分为圆弧拱桥、抛物线拱桥以及悬链线拱桥等；按照桥面的位置可分为上承式拱桥、下承式拱桥和中承式拱桥；按照有无水平推力，可分为有推力拱桥和无推力拱桥等。
大跨度钢结构施工技术摘要：大跨度钢结构主要用于体育场馆、展览馆、影剧院、候车厅等屋盖结构之中，近年来，各类大跨度钢结构在欧美及日本等发达国家得到了迅速发展，呈现出跨度、规模越来越大，新材料、新技术应用越来越多，结构形式越来越丰富的特点。
相对来说，我国大距度钢结构施工基础较薄弱，本文结合相关工程实例，介绍了目前国际常用的几种大跨度钢结构施工技术，为国内同行施工提供借鉴。
关键词：大跨度钢结构施工技术滑移施工技术整体提升施工技术中图分类号：TU391文献标识码：A 文章编号：Abstract: the large span steel structure is mainly used for sports venues, the exhibition hall, the theater, HouCheTing etc of roof structure, in recent years, all kinds of large span steel structure in America and Europe, Japan and other developed countries have developed rapidly, present a span, scale is more and more big, new materials, new technology application more and more, and the characteristics of the structure form is more and more abundant. Relatively speaking, our country construction steel structure from the degree foundation is weak, this article unifies the related engineering examples, this paper introduces the current international commonly used several big span steel structure construction technology, construction to provide the reference for domestic counterparts.Keywords: big span steel structure construction technology slip construction technology the ascent of the construction technology1 引言大跨度钢结构是指跨度等于或大于60m的结构，主要用于体育场馆、展览馆、影剧院、候车厅等屋盖结构之中，近年来，各类大跨度钢结构在欧美及日本等发达国家得到了迅速发展，呈现出跨度、规模越来越大，新材料、新技术应用越来越多，结构形式越来越丰富的特点。
0引言目前我国大跨度桥梁主要有斜拉桥、悬索桥、系杆拱桥和连续梁，其中斜拉桥和悬索桥适用于跨度超过300m 以上的桥型，优点是桥梁单跨跨度较大，桥型美观，缺点是造价较高，施工工序复杂，对施工技术水平要求较高；系杆拱桥和连续梁适用于跨度位于100-300m 的桥型，但相比于系杆拱桥，连续梁桥有着施工进度快，造价较低，后期维护保养少等优点，但连续梁对施工安全和施工技术水平要求较高，尤其是梁体线性控制是重中之重。
在新建六宾高速公路LBTJ1标段六屋郁江特大桥（129+238+129）m 连续梁施工中，由于该连续梁为跨度超过200m 的超大跨度梁体，不但梁体施工安全风险高，而且对线性等指标也提出了很高要求。
为确保该连续梁施工安全可控，同时使得梁体外观及线形满足要求，为此项目部对连续梁施工中的关键工序进行严格把控，对挂篮受力及变形进行认真复核，同时对梁体线形进行严格监测。
通过一系列措施，不但安全顺利的完成了该超大跨度连续梁的施工，而且成型后的梁体外观质量及线形均满足相关要求。
通过现场实际应用，该超大跨度连续梁施工所涉及的相关技术在实际应用中取得很好的效果。
1工程概况六屋郁江特大桥主桥结构为（129+238+129）m 预应力混凝土连续刚构桥。
分左右幅设计，主桥平面处于直线段范围内，桥梁总宽30m ，全长为1352m ，共分266个节段。
梁体、主墩采用C60混凝土。
主梁为预应力混凝土结构，采用大悬臂变高度单箱单室直腹板截面。
箱梁顶板宽为14.75m ，两侧悬臂板长7.25m ，悬臂板端部厚0.22m ，根部厚1.2m 。
主梁支点处梁高15m ，跨中梁高5m ，箱梁高度按1.8次抛物线变化。
中跨直线段长为2m ，边跨直线段长为11m 。
0号块中室顶板厚度为60cm ；底板厚度为250cm ；底板厚度从根部的160cm 按1.8次抛物线变化至31（31’）断面的35cm 。
零号块边腹板1.3m 厚；块边腹板厚度由0.85m 变化至0.55m 。
大跨度钢桁架拱桥施工技术研究及应用
摘要：本文以印度尼西亚Tayan大桥为背景，介绍钢桁架主桥主跨整体安装施工技术、及边跨支架法现场散拼施工技术在工程项目上的实际应用；希望通过本文介绍可以为今后类似桥梁施工提供一定应用参考价值。
关键词：大跨度钢桁架拱桥施工技术研究应用
一、工程概况
Tayan大桥主桥为钢结构三跨连续桁架拱桥（75m+200m+75m），主跨为桁架拱，边跨为桁架梁。
200m主跨计算矢高为36.75m，矢跨比为1/5.44。
主跨拱肋分上、下弦，上下弦通过竖杆和斜杆连接；边跨为桁架梁，上下弦杆利用斜腹杆连接。
主跨拱肋及边跨桁架横桥向间距12.5m，左右侧两片主桁间通过钢管横撑和K撑连接。
钢管横撑和K撑，采用ASTM A36材质，主桁架其它杆件全部采用“H”型断面焊接工钢，设计材质为SM490YA。
所有构件均采用M24高强螺栓连接，只有钢管横撑和K撑有少量加劲板需现场焊接。
图1 主桥纵向布置图
桥道系由纵梁、横梁和小纵梁，以及混凝土桥面板组成的组合梁，同时作为钢拱架系杆。
拱脚处4根横梁间距为7.5m，其余横梁间距全部为5m。
横梁和小纵梁均为单肢工字钢。
桥面板混凝土最高厚度为36.0cm，横向设计为2%双向横坡。
二、总体施工方法介绍
根据钢桁架拱桥自身受力特点，结合施工现场实际自然、水文及设备配置等条件，通过国内、国外多次方案汇报和专家评审，最终决定：边跨采取支架法原位拼装；主拱采取矮支架原位拼装后整体提升安装→桥道系杆安装→主拱及桥道系支架拆除→吊杆安装→桥面及附属工程施工。
三、钢桁架拱桥节段安装
全桥桁架共划分64个节段块，根据桁架片节段组装挠度计算并结合浮吊吊装能力来将节段块组拼成若干个吊装节段；主墩0#块采取支架法现场散拼成型；单侧边跨共设4组吊装节段（上、下游各2组），合拢段设在过渡墩处；跨中单侧悬臂段共设2组吊装节段（上、下游各1组）；跨中矮支架上共设14组吊装节段（上、下游各7组），由跨中向两侧对称组拼完成；跨中桥道系对应主拱圈节段由两侧向跨中对称安装完成。
（1）边跨支架法原位拼装
步骤一：
1）完成主桥P16～P19号墩身施工；
2）安装主桥P17和P18号墩顶支座并采用临时锚固装置限位；
3）安装P17和P18号墩顶及承台上钢管支架。
步骤二：
1）利用浮吊，安装P17和P18支座区中跨M0和边跨S0节段的钢梁，并与钢管支架固结；
2）利用浮吊，振设和安装边跨的临时钢管支架。
步骤三：
1）利用浮吊安装边跨S1节段，并且将其与第1排钢管支架进行固结。
步骤四：
1）利用浮吊，分别依次整体安装边跨上游S2-6主桁架→安装桥道系→整体安装边跨下游S2-6主桁架→安装顶部横撑及K撑，并且将其与第2排钢管支架进行固结。
步骤五：
1）利用浮吊，分别依次整体安装边跨上游S7-12主桁架→安装桥道系→整体安装边跨下游S7-12主桁架→安装顶部横撑及K撑，并且将其与第3、4排钢管支架进行固结。
步骤六：
1）利用浮吊，安装边跨合龙节段S13，完成边跨合拢。
2）浇筑辅助墩支座地脚螺栓砂浆，解除支座的约束，让边墩支座可以自由滑动。
（2）、主拱采取矮支架原位拼装后整体提升安装
步骤七：
1）利用浮吊，振设和安装中跨临时钢管支架和第1节提升塔。
2）利用浮吊，依次安装上、下游中跨的M1-4节段。
3）安装钢管顶M4节段的横向限位以后，拆除边跨钢管支架。
4）利用浮吊，把M5节段的杆件安装到临时位置。
步骤八：
1）利用浮吊，在中跨矮支架上，拼装P17-6和P18-6节段间的26个起吊梁段并完成预应力张拉。
2）同步进行提升塔架搭设。
步骤九：
1）安装和调整中跨整体起吊梁段的吊具和吊索。
2）平稳起吊中跨整体梁段到设计高度，安装提升塔中平联操作平台。
3）精确调节整体提升梁段标高和轴线，然后安装横向调节限位和竖向精轧螺栓加强吊杆。
步骤十：1）在设计合拢温度下，安装钢桁拱P17-5和P18-5两个合拢梁段。
2）拆除中跨M4节段处钢管支架与钢桁架拱的连接。
3）解除P18墩支座临时锚固。
步骤十一：
1）利用浮吊，改装中跨矮支架，并在矮支架上从拱座两侧向跨中安装桥道系组合梁，直至中跨合拢。
2）利用四吊点连续液压千斤顶，配合拆除提升塔中平联操作平台，然后逐步卸压完成中跨钢桁架拱的落架。
3）拆除整体提升梁段的临时预应力束。
步骤十二：
1）利用浮吊和下弦杆吊架，按照设计监控数据提供的吊杆安装长度和顺序，安装所有桥道系吊杆。
步骤十三：
1）利用浮吊，拆除两个提升塔和矮支架。
2）按设计要求，浇筑桥面系混凝土，进一步完成全桥施工。
四、钢桁架主拱整体提升
（1）提升塔的设计
每个提升塔采用8根钢管立柱，全部为1200mm×12m钢管。
每侧支腿的4根钢管之间通过双肢I28a型钢平联和双肢I28a型钢斜撑进行连接。
两侧支腿之间
由底层和顶层两层大桁架平联连接成整体，达到足够的刚度。
提升承重横梁采用
H1200mm型钢钢梁，安装在提升塔顶。
（2）提升段的安装
中跨整体提升段从P17-6#节段至P18-6#节段，共26个节段。
整体提升梁段
结构尺寸长130m，宽13.5m，高21.8m，在计算吊具、预应力索和维修通道的情
况下，总重达600t。
设计用两个提升塔，4台200t液压连续千斤顶进行同步提升整体梁段的M6
与M7节段间的上弦杆节点。
整体提升梁段长达130m，为了防止提升时杆件内力超过允许范围，或者整体节段产生过大下挠，在起吊前需在整体节段M7和M8节段的下弦杆节点施加横
向临时预应力束。
（3）整体节段的提升
1）开启千斤顶，使钢绞线束拉直，处于10%应力的初始状态。
检查钢绞线束
的垂直度。
如果发生偏差，因当找到原因，重新调整后再次检查。
2）继续开启提升千斤顶，监控4个吊点千斤顶的提升力，保持4点提升力均衡，标高水平，缓慢加载将整体钢桁架节段提升脱离支架，在支垫上方约5～
10cm处悬停20分钟。
3）检查提升塔和液压千斤顶系统等，以及各受力点的工作状况是否正常，若有问题，应立即停止操作，将提升梁段落回拼装支架上，进行整改。
达标后进入
后续工作。
4）检查脱空后梁段的变形，是否超过设计计算允许范围。
如果超出允许范围，临时预应力钢胶线束是否需要补拉，或者落回支架上找出原因后，方可进行下一
步工作。
5）脱空后各项检查完毕以后，继续平稳提升整体钢桁架节段，特别注意：提升过程中要注意4个吊点的标高要在同一水平面，提升过程中，测量要全程测量
监控，4个吊点的高差不能超过5cm。
4个吊点的提升力也要平均，防止某个吊
点超出安全范围发生危险。
6）微调提升梁段至设计位置后在每个吊点两侧安装4根直径32mm的精轧
螺纹钢筋作为加强吊杆，增加安全系数，防止竖向位移变动。
在钢管支架内侧上
下弦杆处安装两层横向限位装置，增加抗风能力，防止风振晃动。
五、钢桁架主拱合拢
主拱圈共有36个节段，以主跨中线为轴对称，设置两个M5节段为合龙段，
M5与M6节段间的节点为合拢节点；桥道系组合梁杆件，设置P18-18#节段的纵
向主梁为合拢杆件，跨中中心线的节点为合拢节点。
主拱合拢时，可先安装P17墩侧M5#节段，再安装P18#侧的M5节段的合拢
杆件。
合拢顺序按照先下弦→后上弦→斜杆和钢管平联，具体操作步骤如下：（1）完成P17-M5节段所有杆件的安装
1）使用第1块已打孔连接板的一部分，安装M6节段所有杆件，包括与M5
节段共有的直腹杆。
2）利用前期观测数据，给P17-M5节段杆件下料，控制合拢接头在合拢温度
时的接头间隙在15mm±10mm。
3）以第1块已经打孔的连接板的另一部分为母板，给下好料的P17-M5节段杆件“打孔的合拢端”打孔，并按摩擦面要求处理完毕。
4）把M5节段所有的杆件的母板安装到合拢端，把M5节段的下弦杆、斜腹杆和上弦杆安装到设计位置。
5）在合拢温度时，临时点焊固定合拢接头处两块切割开的连接板，然后迅速拆除合拢接头的所有连接板。
6）以拆除的重新焊接成整体的连接板为母板，后场在合拢温度下给第2块未打孔的连接板钻孔，完成后运至施工现场。
7）在现场等待合拢温度，在合拢接头处安装新连接板。
8）然后安装斜腹杆和下弦杆的合龙接头的螺栓和冲钉，最后安装所有的钢管平联，完成P17-M5节段的所有杆件的安装。
9）合龙杆件安装时均先打70%的冲钉，安装30%的高强螺栓并初拧，待所有杆件均安装完成后，再将冲钉置换成高强螺栓，100%终拧。
（2）安装完成桥道系组合梁
安装完成所有桥道系杆件，按照现场匹配法合拢单根杆件的方法，合拢完成桥道系组合梁的合拢杆件。
（3）安装完成P18-M5节段的所有杆件
（4）解除P18#支座所有的临时固结
（5）钢桁架主拱落架
六、结束语
Tayan大桥的建成对当地经济社会的发展有很大的促进作用，主拱采取大节段整体提升施工技术，为今后同类型桥梁施工也提供了很好的借鉴和引领作用。
