琼州大桥钢管拱施工.doc

钢管混凝土系杆拱施工 湖南省通盛工程有限公司 袁智慧 [摘要]:本文详述了琼州大桥钢管混凝土系杆拱桥的施工工艺，可供同类大桥施工时借鉴和参考。 关键词:钢管拱分段 钢管拱肋安装 预埋拱脚 边拱 次边拱 顶拱 管内混凝土灌注 吊杆张拉 一、琼州大桥工程概况 琼州大桥主桥为5跨钢管混凝土系杆拱结构，墩中距分别为88、98、108、98、88m，相应的净跨径分别为79、88、98、88、79m。拱肋为等截面的钢管混凝土结构，钢管混凝土拱肋截面为亚铃形。拱壁厚度：拱脚段为16mm，其余为14mm,包括风撑在内，采用Q345D钢板在工厂卷制焊接成钢管，煨弯成设计的拱形，现场拼装成拱。本文全面介绍钢管系杆拱桥施工工艺，从中总结经验以期进一步提高施工技艺。 琼州大桥钢管拱分段 1、钢管拱基本技术数据 琼州大桥系杆拱，设计分3种跨径。虽然跨径不同，但是，各跨拱轴线都是二次抛物线，净矢跨比都是f/L=1/4.5。 抛物线方程：y=f- 4(f+Δf)X/L2 拱轴线切线角：tgα=8(f+Δf)X/L2 式中：f—m的矢高 跨径108m的计算矢高为2218.2cm、净矢高2117.7cm、cm； 跨径98m的计算矢高为2006.5cm、净矢高1955.6cm、cm； 跨径88m的计算矢高为1812.9cm、净矢高1755.6cm、cm。 琼州大桥系杆拱主拱圈采取少支架现场拼装成拱。拱肋在工厂卷焊成管、煨弯成拱，按照施工设计图要求分段制作。 5孔钢管系杆拱，分成3种不同跨径，矢跨比为f/L=1/4.5。 计算矢高： 孔径108m的矢高为2218.2cm；98m的矢高为2006.5cm, 88m的矢高为1812.9cm。 相应的孔径的安装预留拱度，分别为10、9、8cm。 2、拱肋安装分段 施工设计图规定，各孔径钢管拱，每孔的拱肋皆分为7段现场拼装，拱脚预埋段与预应力系梁和端横梁浇注在一起，构筑成固结结构，是钢管混凝土系杆拱桥的关键部位。其余5段采用少支架现场拼装。 三、系杆拱桥安装方法 系杆拱桥受力特点：既有梁桥的特征，也有拱桥的优势，因此，能跨越较大的跨径。钢管混凝土系杆拱桥构造特征是：拱肋是由钢管和混凝土组成；一般先架设钢管，然后，灌注混凝土，最后形成钢管混凝土拱。钢管混凝土系杆拱桥施工大致分为两种主要类型： 1、第一类施工方法 在桥梁墩台上，将拱脚预埋段拱肋与端横梁和系梁端部节段浇 注在一起，构筑成固结结构； 采取支架施工，安装钢管拱肋，拼装成钢管拱； 视墩台抵抗水平力的能力，在两拱脚之间张拉无粘结力的钢绞 线，平衡钢管混凝土拱肋产生的水平力； 调整好立面位置，即可灌注钢管内混凝土； 安装吊杆、吊杆横梁；张拉吊杆； 以吊杆横梁为支承，现场浇注系梁，张拉预应力钢束、卸架， 最后安装桥面板。 该种施工方法，简单称为先拱后梁法。其特点：省浇注系梁的支架，吊杆与系梁上、下位置极易对齐，保持垂直。 2、第二类施工方法 （1）在桥梁墩台上，将拱脚预埋段拱肋与端横梁和系梁端部节段浇 注在一起，构筑成固结结构； （2）搭设系梁支架，构筑平台，预压支架，支立模板，浇注预应力系梁混凝土； （3）安装横梁； （4）张拉系梁预应力钢束； （5）在系梁上支立少支架，拼装钢管拱； （6）向钢管内压注混凝土； （7）安装吊杆，下端锚固横梁，张拉吊杆，卸架； 安装桥面板。 该种施工方法，简单地称为先梁后拱法。其特点：施工安全度大，支立少量支架，拼装钢管拱。但是，吊杆与横梁上、下难以垂直对齐。 此外，还有转体安装法，或整体吊装安装。 琼州大桥钢管混凝土系杆拱桥，采用第二类施工方法，先梁后拱安装方法。即先搭设系梁支架，构筑系梁平台，支立系梁模板，浇注系梁混凝土，安装吊杆横梁，初步张拉系梁预应力钢束。待系梁混凝土达到设计强度后，始安装钢管拱肋。 1、拱肋上、下缘纵坐标 琼州大桥钢管拱桥，虽然其拱轴线为二次抛物线，但是因为截面为等截面压力哑铃形，其上、下缘已不是二次抛物线，而是两条不同的高次抛物线。但是计算起来繁杂，我们采用Auto CAD 2000绘图软件，取步距为1mm, 成功的绘制出钢管拱上、下缘曲线，实现电脑放样，轻松的到钢管拱任意处的上、下缘坐标，以达到制造和控制钢管安装质量（图1）。 图1 跨径108m系杆拱桥构造（尺寸单位：cm） 图中：a为吊杆间距，跨径108m的吊杆间距705cm； 跨径98m的吊杆间距682cm；跨径88m的吊杆间距664cm 2、系杆拱桥钢管拱安装顺序 琼州大桥5