大孔径拱桥无支架施工工法

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1、大跨径肋形拱桥无支架施工工法中铁十八局集团第五工程有限公司一、前言拱桥建设在我国有着悠久的历史。随着高速公路建设的飞速发展，其施工工艺逐步由支架法现浇成拱向无支架吊装方向发展。尤其是在跨越深谷及深水时，因其受地形限制较小而具有较大的优越性。由中铁十八局集团五公司承建建的万梁高速公路土地潭特大桥，平面位于R=580米的曲线内，主跨为2×100米箱形砼拱，且呈折线布置。拱肋分为120段预制，逐孔架设成拱，为大跨径无支架肋形拱施工积累了成功经验。二、工法特点1、能充分发挥缆索吊空中运输功能，受地形限制小，减少施工便道及运输成本。2、跨越能力强，尤其是在深谷、深

2、水及航道，不受水深及通航影响。3、采用无支架法施工，可使索道架设、下部结构施工及拱肋预制同步进行，缩短工期，缆索吊系统可重复利用，装拆方便，从而提高经济效益。4、缆索吊采用双吊钩设计，解决双基肋合拢后其他拱肋的吊装；扣锚索采用钢绞线和精轧螺纹钢相结合的方式，可精确而方便地调整。三、适用范围本工法适用于跨越深谷、深水、繁忙的河道及地形复杂的山区。四、工艺原理无支架法吊装箱形拱桥施工，即不支立支架，拱肋在预制场分节预制，采用重型缆索吊装系统，将拱肋逐节悬拼安装合拢成拱。当跨径大于80米时，一般采用双基肋合拢（见下页图）。1313五、主要机具材料主要机具设备见

3、表1：2组36吨缆索吊机主要吊装设备表表1序号设备名称规格单位数量使用部位备注1万能杆件吨580主塔含螺栓万能杆件吨320扣塔含螺栓2塔顶横梁I40B工字钢吨50塔顶分配梁自制3钢丝绳Φ47.5米8000主索、背索钢丝绳Φ32米300千斤绳钢丝绳Φ21.5米4500起重索、牵引索钢丝绳Φ19.5~26.5米31000风缆索、平衡索等4钢丝绳卡子各类个12005钢绞线Φj15.24吨16扣索6精扎螺纹钢Φ32吨2扣索、吊杆7吊环50T个8主吊钩吊环5~30T个88扣索、风缆等8滑车组50T个8主吊钩滑车组5~32T个80背索、风缆等收紧9卷扬机8t台6牵引

4、及起重用卷扬机5t台8各缆风紧索用10千斤顶100t只6扣索张拉用千斤顶60t只4扣索张拉用11龙门吊机60T台1运梁自制12天车36T台4运梁自制13索鞍件4主塔自制索鞍件4扣塔自制14扁担梁36M片2吊梁横移军用梁组拼15电动葫芦10T台2吊运工具等杂物16手拉葫芦5~10T只20调整拱肋位置，收风缆用17对讲机个12指挥用18口哨只10指挥用19红绿旗面20指挥用20扩音器个1指挥用21望远镜个2指挥用22喇叭手持式只2指挥用六、施工工艺㈠、工艺流程13施工准备拱肋预制下部结构施工缆索吊施工主拱圈安装拱圈接缝砼浇筑拱上构造施工缆索吊设计㈡、主拱圈预

5、制主拱圈预制，一般工艺同其它预制件，在此不再赘述。本工法仅介绍其不同于一般预制件施工工艺。1、台座施工。因主拱圈为曲线，故其预制台座一般采用土牛胎或用支架搭设胎座。无论采用何种形式，其曲线线型的控制将直接决定将来安装的成败。故必须严格按设计拱圈线型，将其按设计分段，并进行座标转换，在预制场地放出每段拱弧底板线，按弧线填筑土牛胎或支立胎座支架。当采用土牛胎时，填土应分层压实，确保预制不变形。填完后应再次复核表面线型。当采用支架胎座时亦应对支架基础进行处理，确保支架在施工中不变形，以确保拱段线型正确。2、拱段预制。大跨径拱桥设计时为满足施工中横向稳定性，拱段

6、设计为封闭肋，腹板设计均较薄。预制时应严格控制其各部位尺寸，以保证实际重量与理论重量相符。拱段端部的尺寸、倾角，预埋铁件的位置、尺寸、角度正确与否，将直接影响主拱合拢，因此预制时应进行严格检查控制。㈢、缆索吊设计13缆索吊是无支架施工的主要设备，其设计合理与否将直接关系到施工成败，故必须精心设计。设计时应充分考虑以下内容：预制场的位置，要使预制拱段能方便进入吊装范围；具有足够的吊装净空。对于桥梁平面呈折线布置的情况，每一段拱肋的位置都不同，因此缆索吊考虑采用两组主索，吊钩下设扁担梁，扁担梁上设活动吊点，满足拱肋节段的全方位吊装。但双基肋合拢后扁担梁不能下

7、到地面吊装其他拱肋节段，为此将扁担梁上活动吊点改为可横向移动的副吊钩，这样在天车吊钩不动的情况下，副吊钩就可下到地面将拱肋节段起吊至一定高度。1、缆索吊设计程序⑴、根据设计文件及现场地形情况确定施工方案，确定索吊总体布置方案（包括设计跨径、主索布设、两塔架顶高程、主索垂度、最大吊重及最小吊装净空等）。⑵、确定缆索各项目的控制安全系数。⑶、天车设计。⑷、选定吊具、起吊滑轮组及扁担梁。⑸、根据总吊重确定起重索、牵引索的布设。⑹、索鞍及塔架设计，背索及主地锚设计。⑺、依据拱肋安装顺序及荷载设计扣塔、扣索及扣锚。⑻、根据地形情况布设风缆索及地锚。2、缆索吊设计的

8、验算内容明确设计项目——明确设计人——掌握现场情况及设计文件拉力安全系数应力安全