淮安市盐河桥钢管混凝土系杆拱桥施工工艺探讨

建设与施工魏　淮安市盐河桥钢管混凝土系杆拱桥施工工艺探讨　一、概述　盐河桥位于淮阴区中山北路，与　盐河斜交约１３。。盐河为Ⅳ级航道，通　航净空要求５５ｍ×７ｍ，桥位处盐河口　宽约６８ｍ，桥梁采用斜桥正做的形式，　根据航道部门一跨过河的要求，拟定　桥梁主孔跨径８３ｍ，采用下承式钢管　混凝土系杆拱，两侧各接２ｍ×２０ｍ后　张法预应力空心板梁，桥梁全长　１６３ｍ，宽２０ｍ。　二、系杆拱桥设计　１挢型选择　拱桥是中国的传统桥型，它的主　要特点是能充分发挥材料的受压性　能，而钢管混凝土的特点是在钢管内　填充混凝土，由于钢管的套箍作用，使　混凝土处于三向受压状态，从而显著　提高混凝土的抗压强度。同时钢管兼　有纵向主筋和横向套箍的作用，同时　可作为施工模板，方便混凝土浇筑。施　工过程中，钢管可作为劲性承重骨架，　其焊接工作简单，吊装重量轻，可以简　化施工工艺，缩短施工工期。　盐河桥采用４０ｍ＋８３ｍ＋４０ｍ钢管　混凝土系杆拱桥的设计方案。以抗压　能力高的钢管混凝土作为主拱肋，以　抗拉能力强的高强镀锌钢丝作为系　杆，随着施工加载顺序逐号张拉系梁　中的预应力筋以平衡主拱所产生的水　平推力，最终在拱座基础中仅有很小　的水平推力。拱脚与桥墩的连接由固　接改为铰接，以避免纵向水平力和温　度应力引起拱脚过大的推力而导致拱　脚处混凝土开裂，克服了拱桥对基础　的苛刻要求。　２．上部结构　主桥为下承式系杆拱结构，主拱　理论轴线为二次抛物线，矢跨比为　Ｉ：５．７１４，拱肋采用钢管混凝土结构，　钢管截面为双钢管缀板哑铃形，采用　Ｑ３４５ｃ结构钢，钢管壁厚１４ｍｍ，内填　Ｃ５０微膨胀混凝土。　主拱每侧设１３根吊杆，间距　５．６ｍ，吊杆采用　２７３×１０无缝钢管，　内配置预应力镀锌钢丝，外包ＰＥ，锚具　为冷铸墩头锚。吊杆上端锚固在钢管混　凝土拱肋内，下端锚固在系梁底部。　风撑采用双钢管格构式一字型钢　桁架，共设５道以增加全桥的稳定性。　拱脚采用钢筋混凝土结构，每墩设两　个拱脚。钢管拱肋预埋进拱脚的部分　要准确定位并牢固固定。　桥面系由系梁、端横梁、内横梁、　行车道板、人行道板组成。系梁采用箱　形全预应力Ｃ５０钢筋混凝土结构，端　横梁采用Ｃ４０箱形截面预应力混凝　土结构，内横梁采用矩形截面预应力　混凝土结构，共１３道，桥面板采用　Ｃ３０预制钢筋混凝土板，人行道板采　用现浇混凝土结构。　桥面排水原则上采用“上水下　排”，即横坡加导水槽方式，在桥梁横　断面内设１．５％的横坡。　系杆拱采用ＧＰＺ型盆式橡胶支　座，板梁采用ＧＹＺ型板式橡胶支座。　３．下部结构　主桥下部结构采用柱式墩接盖　梁，盖梁高１．７ｍ，宽４．５ｍ；下接３根　２．４ｍ的立柱。承台基础厚度为　２．８ｍ，平面尺寸为６．４ｍ×２０．１ｍ，承台　下接　１．５ｍ钻孔灌注桩１０根。　三、施工过程　张睿　主桥主要施工顺序如下：灌注桩一主　承台一立柱一盖梁一端横梁一拱脚一系　梁一内横梁一张拉端横梁一系梁部分钢　束张拉一内横梁部分钢柬张拉—拱肋、吊　杆、风撑吊装—拱内充混凝土—第一次张　拉吊杆一系梁其余钢束张拉一内横梁其　余钢束张拉一第二次张拉吊杆一桥面板　安装。现就其中主要工序予以介绍：　１．搭设支点　每片系梁搭设４个支点，其中岸上２　个，水中２个，河中两个支点间宽度应满　足通航要求。岸上支点对地基进行处理　后，直接用贝雷片搭设。水中支点则采用　２７３无缝钢管桩基础，经验算，桩基础入　土４ｍ即可满足承载力要求。每个支点下　１５根钢管桩，每排５根，共３排。钢管桩内　填充黄砂，水撼法密实，找平后用型钢搭　平台，然后在型钢平台上搭设贝雷支架。　２．浇筑系梁、中横梁　支架搭好后，需等载荷预压以消除　非弹性变形，确保支架承载力和稳定性。　支架沉降稳定后卸载，在支架上浇筑系　梁和中横梁，待混凝土达到强度后张拉　部分钢铰线。张拉时应两侧对称进行。预　应力张拉时，应力应变实行双控，张拉程　序为：０一初应力（０．１盯ｋ）－－－￣１．０３盯ｋ，持　荷５ｍｉｎ锚固。预应力张拉时按强度、龄　期实行双控，强度要求达到１００％，龄期　控制在２０ｄ。　锚具供货厂家提供的夹片需检验硬　度，并控制在允许范围内，现场按规定抽检。　３．拱肋、吊杆、风撑吊装　拱肋钢管由专业厂家加工，每侧６　段，运到工地后在胎架上预拼，预拼后焊　接成２段方便吊装。采用３００ｔ浮吊吊装。　为保证吊装安全和方便操作，在每侧　建设与施工】ｌ　表１系梁沉降表　东倒系粱　西侧系梁　序号　吊杆　系粱　第二次　第二次　张拉后　张拉后　张拉　沉降　累计　序号　张拉后　吊杆　张拉后　系粱　张拉　累计　沉降　吊杆后　吊杆后　北１　一０．００２　一Ｏ．００１　—０．００１　—０．００４　北１　—０．００１　—０．００１　—０．００１　—０．００３　北２　一Ｏ．ＯＯ１　０．０００　—０．００ｌ　—Ｏ．００２　北２　一Ｏ．００２　０．００１　—０．００２　—０．００３　北３　一Ｏ．００２　０．００１　—０．００５　一Ｏ．００６　北３　０．０００　一Ｏ．００３　一Ｏ．００１　一Ｏ．００４　北４　一０．００６　０．００２　一Ｏ．００４　一Ｏ．００８　北４　一０．００３　０．００１　—０．００４　一Ｏ．００６　北５　一Ｏ．Ｏ０２　０．００１　—０．Ｏ０５　—０．００６　北５　一Ｏ．００３　０．００４　—０．００５　—０．００４　北６ｎ　０．Ｏ００　０．０００　一Ｏ．００６　一Ｏ．００６　北６　一０．００１　０．Ｏ００　一Ｏ．００３　一Ｏ．００４　７＃　一Ｏ．００３　０．００６　一Ｏ．００７　一Ｏ．００４　７　一Ｏ．００２　０．００５　一Ｏ．００２　０．００１　南６　一０．０１０　０．００８　—０．００２　—０．００４　南６　一０．００１　０．００６　—０．００３　０．００２　南５　一Ｏ．００４　０．００８　一Ｏ．００４　０．ＯＯＯ　南５　Ｏ．００３　０．０００　一Ｏ．００２　０．Ｏ０１　南４　一０．００３　０．００４　０．０００　０．００１　南４　０．０００　０．００３　０．００１　０．００４　南３　一Ｏ．００５　０．００３　０．００１　一Ｏ．００１　南３　０．ＯＯＯ　０．００３　０．０００　０．ＯＯ３　南２　０．Ｏ０２　０．ＯＯ１　Ｏ．Ｏ０１　０．００４　南２　Ｏ．ＯＯＯ　Ｏ．０Ｏ３　０．００１　Ｏ．００４　　－南１　０．００１　０．００１　０．００２　０．００４　南１　０．０００　０．００１　０．０００　０．００１　５　、７　支点处用贝雷片搭设３个支　称，即４根吊杆同时张拉。给吊杆以初　量发展曲线。　点，用贝雷大梁连成整体。系梁、端　始张拉力后，再张拉系梁和内横梁其　六、经济技术指标　横梁为预应力梁与钢管拱三者相连　余钢束。系梁和中横梁全部张拉结束　该桥主桥长８３ｍ，引桥长８０ｍ，宽２０ｍ，　形成固接，对强度和质量要求非常　后，第二次张拉吊杆。如此反复张拉，　主侨　１６６０ｍ　，引桥面积１６００ｍｚ，合　高，而钢管拱的轴线偏差为５ｍｍ，施　使主拱的水平推力变小，应力趋于均　同价１００５万元，综合经济指标为３０８２　工难度非常大。　匀。张拉全部结束后即可拆除支架，安　元／ｍ　。　４．灌注拱内混凝土　装桥面板。　七、综合分析　空钢管拱肋合拢，风撑、吊杆吊装　四、成桥阶段计算　系杆拱桥是近几年发展起来的桥　与拱肋焊接成一体后即可灌注混凝　二期恒载按换算均布荷载分担到　型，以抗压能力高的钢管混凝土作为主　土，混凝土为微膨胀混凝土，灌注顺序　系梁和内横梁上。　拱肋，以抗拉能力强的高强镀锌钢丝作　为先下弦管，再上弦管，最后灌注腹　系梁沉降计算见表１。　为系杆，通过拱肋的重量，随着施工加载　板。灌注混凝土应从下往上灌注，在管　在本桥的稳定性方面，设计时考　顺序逐号张拉系梁中的预应力筋以平衡　底部开孔，焊接出ｌｍ左右泵管，泵管　虑两片主拱之间加设五道一字型风撑，　主拱所产生的水平推力，最终在拱座基　接防倒流截止阀，并在钢管拱最高处　拱肋基础连成整体。　础中仅有很小的水平推力，达到了拱桥　开出气孑Ｌ。灌注时应两侧同时均匀上　五、施工监测　对基础的苛刻要求。　升直到出气孔冒出混凝土，灌注时严　该桥结构形式复杂，施工难度大，　八、意见与建议　格控制混凝土的和易性，确保混凝土　因此，施工时进行了以下监测：　本桥吊杆采用小２７３×１０无缝钢　灌注均匀、饱满。腹板内混凝土灌注完　（１）徐变变形。对系梁、拱的徐变变　管，内配置预应力镀锌钢丝。镀锌钢丝为　后即形成钢管混凝土拱圈。　形进行跟踪测量。在每根吊杆处都设置　柔性结构，而钢管为刚性结构，二者似乎　５．张拉吊杆　了测试断面，共１３个断面，２６个点。　不协调。建议在以后同类桥梁的设计中　待主拱内混凝土达到设计强度后　（２）拱肋钢管截面应力监测。　予以关注并改进●　即开始张拉吊杆，张拉采用一端张拉，　（３）施工过程中拱脚倾角和高程　（作者单位：江苏省淮阴水利建设有　固定端预埋在系梁内，张拉端设在拱　监控。　限公司　２２３００５）　肋上端，张拉应上下游对称、跨中对　（４）现场实测钢管混凝土弹性模　（专栏编辑：周权）　５