钢管混凝土系杆拱桥施工技术分析探讨

在经济发展的过程中，道路桥梁的建设规模也越来越大。与此同时，随着钢管混凝土技术的发展，系杆拱桥建设数量也越来越多，为了提高系杆拱桥施工质量，施工单位应对其施工技术进行分析，达到控制其施工质量的目的。该文以某桥梁为例，对其钢管混凝土系杆拱桥各环节施工技术要点进行分析，旨在为今后钢管混凝土系杆拱桥施工提供借鉴。

施工技术  系杆拱桥  钢管混凝土  研究

中图分类号：TU72   文献标识码：A   文章编号：1672-3791（2022）02（a）-0000-00

Analysis and Discussion on Construction Technology of Concrete Filled Steel Tubular Tied arch Bridge

Abstract： In the process of economic development， the construction scale of roads and bridges is becoming larger and larger. At the same time， with the development of concrete-filled steel tubular technology， the number of tied arch bridges is also increasing. In order to improve the construction quality of tied arch bridges， the construction unit should analyze its construction technology to control its construction quality. Taking a bridge as an example， this paper analyzes the key points of construction technology of concrete-filled steel tubular tied arch bridge， in order to provide reference for the construction of concrete-filled steel tubular tied arch bridge in the future.

Key Words： Construction technology; Tied arch bridge; Concrete filled steel tube; Research

在系杆拱桥施工过程中，钢管混凝土的应用越来越广泛，为了提高系杆拱桥的施工质量，施工单位应对其施工技术进行合理分析，对施工各个环节的问题进行控制。

在某桥梁工程建设过程中，其桥基础主要由承台和钻孔桩组成，上部结构为钢管混凝土系杆拱钢桥，跨径为152 m，主桥宽为23.3 m，主墩为9号和8号墩。该桥梁拱轴线主要为悬链线，矢跨比为1/4，悬链系数为1.5。主钢梁的组成主要有混凝土桥面板、挑梁、小纵梁、中横梁、系梁以及端横梁，主拱肋为哑铃型结构，主要由缀板连接双φ1200钢管构成。

由于该桥具有跨径较大的特点，因此施工单位决定选择支架法进行施工。施工单位以整个桥梁吊装焊接量、主航道通航、设计跨度以及河床宽度等要求为基础，钢拱肋和钢梁分段施工，并采用支架法对河中桥段进行施工，支架架设完成后，在采用泵送顶升压筑法对主桥钢拱肋进行施工。

（1）首先应做好各项准备工作，并对支架基础进行处理，处理完成后方可对支架实施预压施工;（2）预压合格后，施工人员应将支架分配梁架设在相应的位置上，随后对横梁实施架设施工，系梁和中横梁吊装焊接完成后，施工人员对小纵梁实施吊装施工，并对临时桥面板进行铺装;（3）施工人员应按顺序对钢管连接系、拱支架、拱脚、钢拱肋、合拢段进行安装;（4）拱肋混凝土浇筑完成后，施工人员应对钢拱肋支架进行拆卸;（5）吊杆安装后，施工人员应对临时桥面板进行拆卸，并对预制桥面板进行安装施工，随后吊杆实施第一次张拉施工;（6）第一次张拉完成后，施工人员应对桥面后浇缝进行浇筑，并将河中支架和端横梁拆除，随后对桥面实施铺装施工，完成第二次吊桿张拉后，施工人员应对桥面系实施验收，并进行全桥涂装。

施工人员应以该桥钢梁焊接、吊装、运输以及加工等情况为基础，对墩端横梁实施分段施工，主跨9号和8号的墩端横梁应分为3段，最大吊装段尺寸为2 810×4 530×13 800 mm，重量为80.5 t。端横梁和拱肋连接的位置形成拱脚，共有4处，全桥东西两侧拱肋各11段、系梁各5段，最大吊装段尺寸为2 100×2 535×33 000 mm，重量为68 t。横撑尺寸为2 410×2 610×16 900 mm，重为38 t，共5个。工厂应先对上述构件实施加工，试拼装合格后才能运送到现场实施施工。

施工单位应以MIDAS- Civil 空间整体模型和主跨宽度为依据，对桥梁支架进行计算。其中上部为贝雷钢架梁，下部为φ600×8 mm 钢管桩柱，将微调钢板墩设置于梁上，在对钢箱梁进行拼焊过程中，施工单位应使用钢板墩支撑协助施工。

2.3.1支架下部施工

使用驳船将φ600×8 mm 钢管桩柱运送到相应的位置，在施工过程中，施工人员应使用浮吊对河中102根和端横梁处32根支撑实施运输和架设，并借助振动打桩机完成打设施工。桩顶应架设2I40a工字钢作分配梁，桩间应使用型钢桁架进行连接，达到支撑贝雷钢架的目的。

2.3.2支架上部施工

主要采用尺寸为3×1.5 m的321型贝雷梁对其实施施工，并使用双层贝雷梁对通航孔72 m范围内进行施工，贝雷梁每段长度为15 m，施工人员应对其进行拼装成两组。与此同时，在对钢管桩进行架设施工过程中，施工人员应借助浮吊将其架设在40工字钢分配梁上，各钢管柱的接口应位于梁上，使各贝雷梁处于同一直线上。拼装完成一跨后，施工人员应使用8水平撑对上下游贝雷梁的下弦杆进行加固处理，每跨应使用5根水平撑进行加固。除此之外，应使用微调钢板墩对钢梁预拱值进行调节。

2.3.3支架预压及同步观测

支架体系施工完成后，施工人员应对其实施压载试验，预压试验应分成三部分：（1）钢管桩预压。在对单根钢管桩实施预压时，所使用的千斤顶规格为100 t，对其承载力进行检测，确保其符合设计要求;（2）钢管桩群和贝雷钢架梁预压。现场拼装钢纵梁，并对钢管桩群和通航孔处贝雷钢架梁实施预压，通常预压荷载应为1.1倍的设计荷载，对钢管桩群受力情况以及通航孔处贝雷钢架梁进行检验。（3）钢桥面预压。钢梁整体拼装完成后，施工人员应将钢构件、预制桥面板等堆放在实际承载位置，对钢梁整体体系和支架体系的稳定性和安全性进行检测。在对每阶段进行预压过程中，施工人员应以理论计算值为基础，对测量点进行布置，并实施观测预压过程，对其标高变形大小进行分析。

2.4.1安装钢梁

应按照端横梁、系梁、横梁、小纵梁以及挑梁的顺序进行施工，使用驳船运输系梁和端横梁，并使用110 t浮梁对其进行吊装，并实施焊接，系梁安装完成后，施工人员应使用MH10-17龙门吊机对挑梁、小纵梁以及中横梁进行架设施工，最后需要对临时桥面板实施架设，并安装钢架拱支架体系。

2.4.2钢拱肋安装支架施工

将钢管拱支架搭设在临时面板上，并将其底部焊接在系梁顶板上，顶部应设置防护栏杆、托盘和分配梁，并使用型钢桁架对其进行连接，如图1所示。

2.4.3钢拱肋安装支架施工

钢管拱共分为5道横撑、22道拱肋以及4个拱脚处，施工人员应先对各构件进行加工，并进行拼装，合格后再运输到现场进行施工，施工人员应按照顺序在临时桥面上实施吊设拼装和焊接施工。在焊接施工前，施工人员应对拱肋管道、泄水孔、冒浆孔、排气孔以及混凝土灌注孔进行检查。在安装过程中，施工人员应先将系梁、端横梁以及钢拱脚连接到一起，并使用精轧螺纹对下部支撑贝雷架梁和钢纵梁进行连接，图2为其安装图。

2.5.1钢管拱肋混凝土灌注

钢管拱肋部分的弧长为157.9 m，拱脚弧长为175.1 m，主要包括中间腹下弦管、上弦管等，钢管拱肋采用C50无收缩微膨胀混凝土进行施工，压浆总体积为897 m³。型钢挡块、球鋼支座以及钢管拱安装完成后，先设置防回流阀，再使用输送泵泵送顶升灌注法对钢管拱混凝土实施灌注施工。在灌注过程中，由于管内阻力、截面受力以及结构形式等因素的影响下，会出现鼓管以及爆管等问题，为了控制这些问题，应采用两次压注到顶的方式进行灌注，并将隔仓设置于临时钢管支撑处，灌注时间应不超过10 h。先对下弦管进行灌注，然后对上弦管进行灌注，最后对缀板腹腔进行灌注施工。在灌注施工之前，施工人员应将地泵设置在四个拱脚位置，使用自下而上的压注方式从左右侧南北向连续对称灌注。与此同时，在对单侧管南北段拱肋混凝土和东西两侧两根管混凝土压注施工时，各位置的压注长度差应不超过2 m，当管顶冒出混凝土时，便可停止灌注，灌注过程不需实施振捣处理。

2.5.2吊杆安装

全桥东西侧为对称分布，两侧吊杆规格为Ф82 mm，各设20根，每根吊杆间距为7 m。厂家应以图纸设计规格为基础，对拉索材料进行制作，同时在吊杆张拉端施工过程中，施工人员应使用桥面上吊车对其实施吊装施工，使其进入吊杆锚固端和拱肋预埋套管中，并将其传入系梁上预埋套管中，并使用锚固端锚固对其进行固定，同时施工人员还应将磁通量传感器设置在吊杆内，对其应力进行检测。通常吊杆张拉端应设置在拱肋段，并使用销接式吊耳将吊杆锚固在主纵梁上，最后施工人员应当以工程进展为根本，对其施行对称收紧、分次张拉施工，提高吊杆安装质量。

在桥梁施工过程中，为了保障施工安全性，施工人员应对其进行施工监控，控制线形和内力误差。在实施监控过程中，施工人员应对其进行实时测量，并对其问题进行修正，在保障施工安全性的前提下，使桥梁施工稳定性和强度进一步提高。

大跨径钢管拱肋系杆拱桥主要使用泵送顶升压注法和支架法实施施工，应以系杆拱桥实际施工情况为基础，对各个施工环节进行控制，在降低大跨径桥梁施工难度的同时，控制施工工期和成本，为今后同类桥梁施工奠定基础。

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作者简介：管海军（1983—），男，本科，工程师，研究方向为工程管理。

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