谈南水北调东线四柳树生产桥系杆拱施工

马向前，孙永伟（山东临沂水利工程总公司，山东 临沂 276006）

谈南水北调东线四柳树生产桥系杆拱施工

马向前，孙永伟
（山东临沂水利工程总公司，山东 临沂 276006）

【摘要】结合工程实例，阐述了南水北调东线柳长河四柳树生产桥主桥系杆拱的关键施工技术，对同类型桥梁的施工有一定的参考和借鉴价值。

【关键词】南水北调；系杆拱桥；工程施工

南水北调东线四柳树生产桥位于梁山县小安山镇四柳树村东，在柳长河设计桩号12+645处，主桥为84m钢筋混凝土系杆拱桥，桥梁宽10m，主拱肋计算跨径80m，矢高16m，矢跨比1∶5，拱轴线为二次抛物线。该系杆拱桥共布置15对吊杆，间距4.5m，吊杆采用15Φs15.24钢绞线整束挤压拉索体系，外套钢管防护。

1　　系梁与内横梁施工

系梁采用高2m，宽1.5m的矩形箱型断面。横梁包括2根端横梁和17根内横梁，横梁均为预应力钢筋混凝土工字型结构，路面中心线处内横梁高1.5m，端横梁高2.35m。主拱系梁和内横梁支架采用钢管、型钢组合结构，其中立柱采用钢管，基础采用钻孔灌注桩；立柱与基础一一对应，立柱纵向间距及横向与系梁对应间距如图1示。

图1系梁支架结构图

系梁和横梁混凝土采用拌和站集中拌制，混凝土搅拌运输车运送混凝土，配合两台混凝土汽车泵将混凝土输送至仓内。每侧系梁混凝土上下游两侧同时对称浇筑，自端部向梁中方向浇筑，整个系梁、横梁体系一次浇筑成型。混凝土浇筑过程中，先浇筑左右两侧端部系梁段，两侧拱脚混凝土与系梁两端混凝土同时浇筑，最后浇筑中间段。浇筑时采用水平分层向前推进施工，由于系梁高度为2.0m，内横梁高度为1.5m，为保证混凝土振捣密实，振捣时可分区域配以不同型号的插入式振捣棒，并应特别注意各系横梁节点钢筋密集区和预应力波纹管周围的振捣。为方便后续施工，浇筑拱脚混凝土时，每侧拱脚浇筑至离系杆拱支座中心6m的位置。在系梁、横梁混凝土浇筑时，在支架梁顶端部位适当设置观测点，以便观测浇筑过程中的横向位移及挠度。

2　　主拱肋与横撑施工

主桥拱肋为高180cm，宽140cm，肋厚120cm的工字型断面的钢筋混凝土结构。全桥共设置3道横撑，横撑为高140cm，宽60cm，肋厚30cm的工字型断面。

主拱肋支架采用扣件式支架结构，水平间距90cm，步距100cm，两侧22.3m采用斜支撑结构形式，横向设置4排，间距为（450+200+450）mm；中间27m采用垂直支撑结构形式，横向设置5排，间距为（300+350+350+300）mm；各杆件之间采用直接扣件进行连接，其中用于构造连接的斜杆采用转角扣件进行连接，主拱肋两侧设置竖直方向工作平台，与主拱支架通过扣件进行连接，左右两拱肋支架之间设置横向联系，并与拱肋支架同时搭设。支架设置顶托和底座（如图2示）。

图2拱肋支架结构

主桥拱肋和横撑混凝土浇筑施工时，考虑支架变形和防止混凝土沉降裂缝等因素，采用分段浇筑的施工方法，将单侧整个拱肋划分为3个浇筑段，自下而上分为第一浇筑段（段长19m）、第二浇筑段（段长19m，含下横撑）、中间合拢段（段长10m，含顶横撑）。上下游两侧的拱肋每一次浇筑段同步对称施工。上下浇筑段之间时间间隔不少于7d，混凝土强度不低于设计强度的75%。振捣时可分区域配以不同型号的插入式振捣棒，确保混凝土振捣密实。在拱肋、横撑混凝土浇筑时，在支架顶端部位适当设置观测点，以便观测浇筑过程中的横向位移及挠度。

3　　主桥支架系统施工

关于主桥系、横梁支架和拱肋、横撑支架的搭设前面已有论述，需要说明的是整座桥梁的支架系统均需要按照有关技术规范进行力学分析和验算论证承载力满足设计要求的安全系数。在实际施工过程中，支架搭设完毕后，按照桥梁施工规范要求对支架进行预压试验。

预压试验分阶段进行沉降值测量，通过最后一次观测的数据和预压前观测数据对比得出支架体系沉降量。支架沉降稳定后将砂袋卸下，卸载时现场对各点进行测量，得出支架卸载后的回弹量，两次测量值比较，可得出弹性变形值。此后对支架作进一步调整。具体步骤如下：

3.1预压观测

在未加载情况下分别测出观察点的水平标高，预压加载过程中分压前、压25%、50%、75%、120%五个阶段观测支架体系变形并作好标高记录，每次加载时间为24h，绘制加载和减载曲线，每隔12h观测一次，并及时计算沉降量和绘制沉降、时间曲线。

3.2预压分析及标高调整

在等载预压作用下，可以消除支架体系塑性变形，并将观测弹性变形结果和理论计算值进行校正分析，用以指导施工。根据预压得出的弹性变形值，对支架顶标高进行调整，保证支架体系拆除后混凝土有良好的线型。

3.3支架体系立模标高的计算和调整

在该桥的支架现浇施工过程中，系梁、主拱肋立模标高的合理确定是关系到系梁、主拱肋的线形是否平顺、是否符合设计的一个重要问题。如果在确定立模标高时考虑的因素比较符合实际，而且加以正确控制，则最终成桥线形一般是较为良好的；相反，如果考虑因素和实际情况不符合，控制不力，则最终成桥线形会与设计线形有较大的偏差。因此，确定好立模标高是该类型桥梁线形控制的重要因素。

众所周知，拱桥立模标高并不等于设计大桥建成后的标高，需要设一定的预抛高，以抵消施工中产生的各种变形（挠度）。其计算公式为：梁底立模标高=设计梁底标高+设计预拱度+支架变形值。其中，支架预压前按照设计标高调整，确保支架均匀受力，预压后架体基本消除预压荷载作用下体系塑性变形和支架竖向间的间隙等非弹性变形。通过预压观测计算得出支架弹性变形数值。立模标高调整过程中，系梁部位共设置19处标高控制点，以控制系梁立模整体线形；拱肋部位设置15处标高控制点，以控制拱肋立模整体线形。

4　结语

南水北调东线四柳树生产桥已建成通车，该桥无论在外观质量还是钢筋混凝土内在质量均符合设计要求，经上海同济建设工程质量检测站监控评价为“四柳树生产桥系梁标高实测值与理论值相吻合，成桥线形达到设计目标状态，满足监控及规范要求”。

在四柳树生产桥施工过程中，通过加强施工监控，充分借助力学分析和论证手段，有效解决了诸多施工技术难题，提高了施工效率，节约了措施费用，保证了施工质量，为今后同类型桥梁的施工提供了参考和借鉴。

（责任编辑赵其芬）

【中图分类号】U445

【文献标识码】B

【文章编号】1009-6159（2015）-04-0022-02

收稿日期：2015-01-31

作者简介：马向前（1978—），男，工程师