城际铁路140 m钢箱系杆拱桥拱肋无支架拼装技术

李 铮

(中铁十四局集团第四工程有限公司，山东 济南 250002)

0 引言

随着我国基建的发展，桥梁建设中钢箱系杆拱桥也得到越来越多的应用和研究。钢箱系杆拱桥外型优美，技术成熟，必将在城市轨道交通中得到更加广泛的应用和发展。

穗莞深城际铁路松福路1-140 m钢箱系杆拱高60 m，跨度141.3 m，为城市轨道交通中高度最高，跨度最大的系杆拱桥。桥梁左右侧为既有公路桥，已浇筑拱桥系梁，施工场地受限，难度大。并且本工程对施工的精度以及施工工期的要求高，为填补我国在同等技术上的空白，需要更符合本工程实际情况的施工技术，同时对该工程的特点进行研究，采用钢箱系杆拱桥梁上无支架拼装技术对本工程难点进行突破，适用于先梁后拱的钢箱系杆拱桥的拱肋拼装施工，适用地势范围广，不受周围环境的影响，不影响桥下的通车、管线或通航要求，可准确控制钢箱拱肋节段的拼装精度，适合于各级精度要求的拱桥施工。

1 工程概况

松福路1号桥总长度为3 km，属于特大桥。工程位于深圳市宝安区松福大道绿化带内，主跨1-140 m钢箱系杆拱桥跨越排涝河，两侧存在与本桥平行的公路桥。施工场地为拱桥系梁临时桥面，桥下无施工场地。本工程利用拱桥刚性吊杆作为主要支撑拼装拱肋，不设拱肋拼装支架，拱肋节段安装时采用非接触式测量精调工艺，进行标准化作业。

2 基本结构及技术参数

2.1 拱肋基本构造

根据图纸设计、工厂加工、运输情况及吊杆布置的要求，确定每榀拱肋分为13个拱段(含梁拱结合段)，拱段最大水平长度12.80 m，最大重量56.1 t。

2.2 工艺原理

综合考虑施工场地地理环境，结合连续梁桥面，充分利用桥上空间，采用两台起重机进行主拱及吊杆施工利用吊杆本身刚度支撑拱肋精准拼装。

根据设计要求全桥吊杆纵向间隔8 m，共设15对；均采用箱型截面，内宽1.9 m,内高1.0 m，详见图1。

3 施工工艺流程及操作要点

3.1 施工工艺流程

拱肋钢管各节段吊装顺序如图2所示。

3.2 拱肋钢箱的吊装

3.2.1拱肋钢箱的运输

提前对拱肋各个位置的焊缝质量进行查验，并且控制好各部位的尺寸及几何形状，及时进行尺寸的测量。在检验通过后方可将拱肋钢箱运至施工点下方。

3.2.2拱肋钢箱的起吊

拱肋钢箱运输到位后，两辆起重机采用抬吊法将拱肋钢箱吊起，如图3所示。钢箱纵向平行移动，两辆吊车向同一方向移动吊臂(或伸长吊臂)；钢箱横向移，一台保持吊臂不动，另一台移动吊臂(或伸长吊臂)。起重机的停放位置严格按照工作平面布置图布置，起重机的臂长以及旋转半径按照空间布置图所示位置进行工作，以免碰撞吊杆。

3.2.3拱肋钢箱一般节段的安装

拱肋钢箱运输到安装位置后，由经验丰富的起重工现场进行指挥。如图4所示，采用吊点吊装方法，通过倒链将拱肋钢箱调节至合适的方向，并使其平稳接近接头位置，将拱肋钢箱与已安装的对接板接头相结合，然后安排测量员测量新安装的拱肋钢箱的标高以及其轴线的位置，如标高和轴线位置未达标可以通过调节拱肋钢箱的底座与倒链使其达到设计要求，达标后将拱肋钢箱与上节段拱肋钢箱及本节段吊杆拼接用冲钉和临时螺栓连接，缓缓降下吊点，使拱肋仅通过吊杆和螺栓支持，复测拱肋位置。余下各吊段及横撑施工方法相同。

3.2.4合龙段的吊装

选择适宜的环境下进行合龙段安装，温度一般在14 ℃～20 ℃。精确测量已安装拱肋，依据实际情况决定是否采取温度修正，合龙前需在温度稳定的条件下进行。合龙施工中，适量抬高2段拱肋钢箱，然后把拱肋钢箱缓慢降下，使合龙段缓缓靠近合龙接头，直到合龙段对位。测量拱轴线，依照测量数据实施调节，直至达到设计要求。然后用螺栓和冲钉连接，合龙完成，见图5。

3.2.5横撑安装

横撑与拱肋安装同时进行。 横撑已根据设计进行了预处理和成形。 用起重机抬起至横撑与拱肋相贯为止，安装完成后将横撑对中、调节和螺栓连接。斜撑杆根据上述方法施工。

3.3 拱肋非接触测量精调

3.3.1最佳测量时段

由于钢箱拱节受温差影响变形较大，考虑安装测量就位后需立即进行加固和焊接所需时间，结合测量工作最佳观测时段，选定每天早上7：00～9：00为安装测量和安装前的变形监测时段，下午4：00～6：00为安装焊接完毕的变形监测时段。

3.3.2安装测点和监控测点的设置

由于拱节拼装是空间作业，不便于目标点处设置反射棱镜，因此采用非接触式测量方法。在拱肋节段的钢箱上边中心设目标反射片作为安装测量控制点；在钢箱上下边内侧布设目标反射片作为变形监测控制点，采用三点控制的方式对拱肋的位置精确定位，如图6所示。

拱节安装时，采用非接触式测量方法，直接测量拱肋节段端部的钢箱外边位置布设的目标反射片，边测边指导拱肋节段的安装就位，安装误差按2 mm～3 mm控制。

3.4 接头栓接

拱肋钢箱在对接处固定后进行施拧，施拧在作业平台上进行。

钢箱栓接采用电动扳手，电动扳手分为初拧扳手和终拧扳手。电动扳手需进行班前校定和班后校定，校定值根据螺栓批号扭矩系数得出。

3.5 后续施工

拱肋吊装完成后，进行后续工序施工，最终完成整座桥的施工。

4 结语

使用无支架拼装技术，节省了系梁拼装平台及拱肋拼装支架，加快了系梁的拼装进度，技术工艺简单，成本低。

在安全防护措施可行的前提下，提出了一种新的刚箱系杆拱拼装工艺，刚性吊杆被用作为受压杆件进行拱肋拼装，从而减少拱肋拼装支架的安装。创新的拼装系杆拱新工艺，有效保证了主跨的高精度拼装，线形良好。

该钢箱系杆拱桥梁上无支架拼装技术，在穗莞深SZH-8标钢箱系杆拱桥中得到良好的应用，全桥拱肋线型平顺,施工安全和质量容易控制，极大的节省了工期和提高了工程质量。