桥梁中连续梁钢管拱的安装与顶推就位的研究

田德文

摘要：连续梁钢管拱是预应力混凝土连续梁与钢管混凝土拱组合结构，是一种大跨径桥型，由内部灌注混凝土的钢管拱架形成桥梁的支撑或悬挂结构体系。本文从工艺流程到操作要点对连续梁钢管拱的技术问题进行了阐述。

关键词：连续梁 钢管拱 顶推 就位

一、引言

连续梁钢管拱是预应力混凝土连续梁与钢管混凝土拱组合结构，钢管混凝土拱架可以在桥梁的下部，通过分布的墩柱支撑桥梁；拱架也可以在桥梁的上部，通过分布的钢索悬挂桥梁。该方法对于拱架在桥梁上部具有工效高、平稳无噪声、施工周期短及结构整体性能好等特点，适合复杂地理位置及工序需要平行交叉施工使用。

二、工艺流程

单跨拱安装按照如下步骤进行：①确定架拱支架在梁面上的具体位置并浇筑混凝土基础、→②安装架拱钢管支架及钢管支架连接系、拉缆风绳→③架拱钢管支架检查验收合格后，进行拱肋节段及横撑的安装，边安装边调整线形→⑤两侧拱肋对称安装（预留合拢段）→⑥安装合拢段→⑦安装横撑→⑧整体焊接→拱脚预紧、拆除支架→顶推纵移→就位安装。

三、操作要点

1、拱肋吊装段组拼

拱肋运输到现场后，在桥下方搭设拱肋拼装平台，将运输段拼成吊装段；用两台汽车吊将吊装段吊装上桥，在连续梁引桥的混凝土梁上做支架组拼，占用混凝土梁面160m。

2、根据安装对接位置设置支架、在桥面上安装滑移系统

利用引桥5孔简支梁范围场地，搭设拼装支架，拱肋临时支架的钢管桩作支架。钢管桩之间采用桁架式连接系连接，以增强支架的整体稳定性。位于简支梁梁面的钢管桩，在钢管桩位置处植入锚固钢筋，锚固钢筋采用直径Φ20mm，在安装钢管桩支架时，浇筑扩大基础，基础采用混凝土基础。

由于临时支座是由轮箱组成，纵向无约束，为安装克服其拱产生的水平推力，应对轮箱与轨道基础之间进行约束固定；在安装第一节拱时，两边临时支座重力不平衡，会出现倾覆现象，需在相应位置设置管桩，以约束安装第一段拱时的不平衡力。

3、在支架上安装拱肋

钢管支架拼装完成并检收合格后方可进行钢管拱节段的吊装，采用两台汽车吊进行吊装。先吊装拱脚段最后吊装中间合拢段。对吊装到位的拱肋进行调整焊接。吊装段对接、焊接完成后安装其他横撑。钢管拱吊装时，应由测量对每一吊装段进行跟踪测量，保证安装线形满足设计要求，吊装线形几何尺寸除满足设计要求外，也应根据原桥面吊索孔的施工误差，在满足设计要求的情况下，对上部拱进行适量修整。以备后续吊索安装的顺利。

4、钢管拱节段焊接

1）临时连接。钢管拱在安装到位后，用50t手动千斤顶进行标高调整，调整到位后用马凳“抄死”，然后立即进行临时焊接，临时焊接钢加胫板与上一节拱肋进行焊接牢固，每个拱肋的接头焊接加胫板，上下弦管接头各均匀布置8个加胫板，加胫板与拱肋双面满焊，焊缝高不得小于8mm。

2）永久性焊接。拱肋临时连接好后，开始进行永久性焊接。拱肋和横撑现场所有焊接均采用手工焊，全熔透。焊接时先焊对接环缝，每节拱肋的对接环焊缝至少焊三道，焊接完成后割掉临时连接的加肋板，再将加肋板处的焊缝补齐，焊接完成后将焊缝打磨平整，并进行无损探伤合格后，再安装瓦管并进行焊接。钢管拱拱焊接完成后，对所有现场焊缝进行超声波探伤。对于探伤不合各的焊缝采用碳弧气刨，将不合格的焊缝刨开，重新进行焊接，焊接后再次进行探伤，确保焊缝合格为止。

3）拱顶合拢焊接。拱顶合拢节段安排在15℃-20℃之间进行吊装，吊装后按以上临时连接方法进行锁定，拱顶合拢节段焊接时间选择在气温15℃-20℃之间时进行。

5、拱脚预紧、拆除支架

钢管拱拼装完成后，用千斤顶在原支架位置将拱顶住，拆除安装用拱肋支座，逐渐降低千斤顶，同时观察拱脚水平位移，拱肋安装前应充分考虑拱脚的水平推力带来的位移量；提前作出预紧量，确保拱脚位移不大于20mm。在千斤顶完全脱离拱肋后拆除支架。

支架拆除一定按照先拆除临时拱脚支座固定设施，再拆除柱顶支点。在拼装支架拆除后，每肋钢管拱两端有向外延伸的张力，故每肋钢管拱提前采用钢绞线承受其张力。

6、顶推纵移

1）滑移前准备：钢管拱滑移要连续进行，准备工作需要做好，避免不必要的耽搁。我们用夹轨器及液压缸等顶推钢管拱前进，需要使用两套设备顶推左右两个前方轮箱组，并准备两套设备备用；泵站及液压缸均需要事先检修，并准备足够的液压油；将各条轨道在出发点和就位点之间分成若干小单元，来确定两边轮箱组的行进速度，并在液压缸上标上刻度方便调节顶推距离；配备对讲机等通讯设备进行及时通讯；考虑预先浇注好的拱脚高度等，设置滑移拱的最低高度，使得拱能够顺利通过。

2）滑移过程控制：滑移过程是整个钢管拱施工中最难控制的一个环节，也是要求最高的一个环节。要求钢管拱安全稳定的沿轨道行进。此次钢管拱的顶推前进速度约为0.5m/min，顶推液压缸推力在50t以上，两套设备及两套备用设备型号规格一致，液压缸一端连接到夹轨器，一端连接到钢管拱前进方向的轮箱，轮箱上焊接耳板与液压缸销接连接。

两个夹轨器操作人员，操作两台夹轨器，两个泵站操作人员，分别控制两个液压缸，四个拱脚需要四个技术人员监测四个拱脚的行进速度，准备工作做好后开始顶推作业，两个泵站操作人员需要配合工作，同时顶推。当出现两侧轮箱行进不一致时，在下次顶推时慢的一侧液压缸多顶推相应距离。

3）拱肋调整：钢管拱顶推到位后，采用千斤顶将钢管拱精调，纵向利用滑移量修正；竖向利用千斤顶升降修正；横向利用轨道在拱脚到位前提前修正，拱脚修正到位后与拱座预埋拱座焊接，完成整个钢管拱的安装。

结语

尽管钢管拱非桥位安装顶推就位施工具有很多优点，但在实际工程运用中还存在一定的局限性和缺点，如吊装不能大于60m、顶推纵移过程两侧动作要求较高，且在安装场地的选择，顶推的距离选取上都应充分的考虑，施工临时设施增多、装拆与张拉繁杂等，这些都是使用该法时工程技术人员应当注意的问题。