大跨度钢箱系杆拱桥悬臂拼装施工工法

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1、大跨度钢箱系杆拱桥悬臂拼装施工工法中铁**集团有限公司中铁**集团第一工程有限公司1.前言武广铁路客运专线汀泗河特大桥采用1-140m下承式钢箱系杆拱桥斜跨京珠高速公路，为国际上基于350km/h的客运专线同类型桥型中最大跨径。此类桥型结构力学性能优良，同时造型优美，跨越能力大，在力学上为外部静定内部超静定体系，与混凝土梁桥相比，具有建筑高度低，一期恒载作用小等特点，在桥下净空要求较高且桥上受线路坡度限制时，还能减少引桥的长度。随着当代工程技术的发展及钢材质量的不断提高，钢箱系杆拱桥的应用越来越广泛。目前国内该桥型桥梁主要采用原位拼装法或顶推拖拉就位法，无论采用

2、哪种工法，均需设置系梁拼装平台及拱肋拼装平台，临时工程数量巨大。拼装下节系梁直至完成，纵横梁同步安装吊杆吊装线形应力监控吊杆拼装直至完成，吊杆间横联同步吊装临时工程拱脚吊装拱脚定位系梁吊装线形应力监控对称拼装拱肋直至完成，横撑同步吊装拱肋吊装线形应力监控合龙体系转换根据拼装分段地面拼装系梁线形调整线形调整线形调整图5.1大跨度钢箱系杆拱桥拼装施工工艺流程图武广铁路客运专线汀泗河特大桥“大跨度钢箱系杆拱拼装施工新法探索”QC成果获得了2009年度湖北省工程建设QC成果一等奖和全国优秀QC成果小组。武广铁路客运专线汀泗河特大桥综合施工技术二〇一〇年十一月通过了湖北省

3、科技厅的技术鉴定，达到国际领先水平。该成果对拼装施工过程中临时工程、拼装施工和施工监控等关键技术进行了深入的研究、开发和应用，首次利用系梁的自身刚度进行悬臂拼装、利用刚性吊杆作为主要支撑进行拱肋拼装的施工方法，丰富了我国大跨度钢箱系杆拱桥的施工技术和经验。我们将有关施工技术进行了精炼和总结，形成本工法。2.工法特点1、利用拱桥系梁的自身刚度进行悬臂拼装，不设置系梁拼装平台，减少了临时工程数量及投入成本。2、利用拱桥刚性吊杆作为主要支撑拼装拱肋，不设置拱肋拼装支架，减少了临时工程数量及施工成本。3、拼装工期较短。因临时工程数量减少，且钢箱系杆拱桥的安装基本不影响附

4、近引桥的施工，其工期相应缩短。4、该工法施工简单，适用性强，容易推广应用。3.适用范围本工法适用于铁路、公路、水电等大跨度下承式钢箱系杆拱结构。4.工艺原理4增设临时支墩；建立整体计算分析模型，采用MIDAS/Civil软件对施工全过程进行仿真计算，采用系统的线形监控及应力监控，确保临时支墩的稳定，适时调控各悬臂拼装段的线形和全桥线形，确保拼装、体系转换过程中临时结构和主体工程的质量和安全；采用网络计划技术，优化施工组织，优质、高效完成全桥施工任务。5.施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程工艺流程见图5.1。5.2操作要点图5.2.1-1支墩顶部构造图5.2.1

5、临时支墩临时支墩的设计是拼装施工质量与安全保障的关键，临时支墩基础可根据地质情况采用桩基础或扩大基础，临时支墩一般采用钢管立柱，顶部根据需要设置分配梁、托梁，考虑到卸载时操作方便，还应设置垫梁，并预留千斤顶位，以便于线形调整（图5.2.1-1、5.2.1-2）。临时支墩设计需进行支墩承载力计算、承台配筋计算、地基承载力计算、地基沉降计算等内容，并根据计算结果修正支墩设计参数。施工过程中应严格控制支墩顶标高，拼装过程中每节间拼装前后均应对临时支墩进行沉降监测，与理论计算值相比较，修正施工方案，沉降监测采用电子水准仪，按国家二等水准测量规范要求施测。图5.2.1-2

6、临时支墩布置立面图5.2.2系梁系梁吊装设备根据需吊重量及场地情况选择不同吨位的汽车吊或履带吊，从固定端往活动端依次悬臂拼装拱脚、系梁及纵横梁（如图5.2.2-1）。图5.2.2-1系梁悬臂拼装每一节系梁拼装完成后，均应进行线形及应力观测，并根据观测结果对线形进行调整，确保钢梁应力水平在设计允许范围内，节间拼装误差不大于2mm。线形检测分梁底线形监测及梁顶绕度检测。梁底线形监测在每一节段前端底板位置布置测点，1、2、3点，采用电子水准仪从墩顶临时水准点测量其高程，或采用全站仪从施工控制网点直接引测高程，与理论值比较，调整在预期精度范围内，保障桥梁预拱度符合理论计

7、算值（如图5.2.2-2）。梁顶绕度监测主要是保障桥梁局部线形平顺，各箱梁施工节段顶板距前端约10cm处设置A、B两挠度测点（焊接2cm左右高的钢筋头），在其后各节段的安装施工中，测定系梁的挠度变形，跟理论值进行比较，修正后续施工参数(如图5.2.2-3)。4图5.2.2-2梁底线形控制点示意图图5.2.2-3梁顶挠度测点示意图5.2.3吊杆及拱肋图5.2.3拱肋拼装系梁拼装完后在系梁上对称安装拱肋吊杆并将吊杆局部加强且连成整体，在吊杆上分段安装拱肋、横撑，直至拱肋合龙（见图5.2.3）。拱肋合龙时温度应在设计检算允许温度范围内。吊杆吊装时主要进行垂直度监测，在

8、每根吊杆的顶部和底部适当