大跨度钢管砼拱桥的竖、平转施工

1、大跨度钢管砼拱桥的竖、平转施工张泽辉 刘林山 税学刚 张群胜郑州铁路工程三公司【提要】以安阳文峰路立交桥为例，介绍了大跨度钢管砼系杆拱桥，刚桁拱肋竖转和有平转的施工工艺。1、工程概况位于安阳火车站南咽喉的安阳市文峰路立交桥，是一座横跨铁路的上跨公路立交桥，主桥跨度138mm ,格面宽31m，跨越京广铁路正线及站线共计14条铁道线路。该桥主结构为下承式钢管砼刚架系杆拱，两道主拱肋各由4根$ 720钢管主弦杆和$ 300钢管腹杆组成空间桁架，拱肋断面呈下梯形，系杆和吊杆高产田高强钢丝束，横梁为钢筋砼变截面梁， 桥面整表达浇，主拱肋架设采用有平衡重竖转加平转施工方案。主桥总体布置如图1所示。E1也總

2、州豐2、转体施工方案的构思文峰路立交桥位于运输繁忙的京广铁路线上，为减少施工对铁路运输的影响，采用有平衡生平转施工方案；此外，由于主拱肋距地面最大高度达37m,拱肋拼装假设采用满搭支架正位拼装方案，那么拱胎支架工程量大，拱节吊装及对位困难。为此，在平转前啬了一道拱肋竖转工序。该桥转体施工的主要程序是：1在承台与墩身间设置水平转盘，在拱脚处设置竖转铰。2拱肋分两半跨在铁路两侧就地拼装，在拱脚处拱肋与墩身用竖转铰连接，跨中点支承在地面上。3墩顶设临时钢塔架， 墩后设平衡梁及平衡重。4通过张拉连接拱顶至 塔顶的钢绞线扣索，使半跨拱肋竖转26° 7' 50.8 ，使到达设计位置。5调

3、整配重，使平转系统精确平衡。6平转由墩身、半跨拱肋、 塔架及平衡重组成的平衡系统，于跨中对接合拢。7安装、张拉系杆，进行力系转换，撤除塔架和配重。8利用钢管拱做骨架进行钢管内砼灌注和桥施工。转体系统布置如图2所示。®2 转体系覘咋箜3、拱肋竖转3.1主要技术参数拱肋竖转的主要技术参数和竖转各状态扣索背拉内力值如表1、表2所示。表1竖转主要参数序号项目单位数值1拱肋竖转角26° 7' 50.87 2拱顶提升高度m31.9093扣索最大拉力KN3366.34扣索张拉行程m12.2855半跨拱肋总重t216.38表2竖转各状态扣索拉力及背拉内力序号转正位拱肋转角扣索拉力K

4、N 背拉内力KN 126.13083366.35129.5223.22743286.45116.0320.32403205.95089.8417.42053124.65051.0514.51713042.74999.6611.61372960.24935.978.71032877.14859.885.80682793.64771.792.90342709.64671.81002625.34560.433.2拱肋竖转施工工艺关于拱肋竖转，经多方比选该桥采用了钢绞线拉提升工艺，即在墩顶对应每一道拱肋处，各设一临时钢塔架，塔架用军用拆装式桁梁组拼，塔高29.8m,塔顶设活动式顶镐作业平台，在竖转时随

5、着扣索倾斜角度的不断变化平台可跟随转动；扣索选用血15.2高强度钢绞线，安全系数K=3，锚具选用XYM无顶压锚具；千斤顶选用大行程320t盾构顶镐，顶镐前端设活动锚梁。竖转时通过反复张拉钢绞线到达竖转目的。 为增加竖转系统的可靠性， 每束钢绞 线的张拉端除了设置一套工作锚和一套工具锚外， 还设置了两套保险锚具，工作锚或工具锚 万一失灵，保险随即起作用，保证扣索不下滑。正式竖转前，首先要进行试竖转，以检查系统的可靠性。试竖转时，先逐级张拉扣索， 使拱肋提离拱胎支架 10cm,并预加临时施工荷载，静置 4h,以观察系统受力后各部的变化 情况，然后进行锚具受力转换、顶镐运行同步性调整及保险锚可靠性检

6、验等各项试验工作， 经过以上试验，各方面检查均合格后，方可进行正式竖转。竖转过程中，要保证扣索各根钢绞线均匀受力，其措施是：1安装扣索时，按每根钢绞线工作拉力的 50%逐根高速拉力，使其受力均匀；2在扣索张拉行程标准内，每间隔1m标记一观测点，竖转时随时观察各根钢绞线伸长量的相对变化情况。3在每一根钢绞线上各设一处应变测试点，随时测试分析钢绞线的受力均匀性情况。4对换算拉力高于或低于扣索平均拉力 25%的钢绞线要进行单根拉力调整。该桥两道主拱肋间设有 6道横撑，竖转时必须保证两道主拱肋同步垂直转动才能防止拱肋产生过大的扭曲变形，使跨中点在竖转到位后到达设计坐标位置。为此，两拱肋竖转铰的安装位置

7、要准确，必须保证两转铰中心位于同一水平轴线上；两拱肋张拉力千斤顶用同一型号、同一生产厂家产品， 并由同一油路系统供油； 在竖转过程中还要经常测量两拱顶的相对 高差；当高差过大时随即调整两千斤顶的相通行程，使拱肋恢复正常。4、平转对接合拢该桥平转总重为2719t,水平转角78 °，水平转盘为C50钢筋砼球缺面铰，球缺直径1.6m，矢高8cm，球铰的制作和研磨按常规水平转体磨心的制作和研磨方法施工。当球铰上下盘研磨光滑及完全密贴之后，进行最正确盘位置的测定工作，其法是：在上盘顶面中心标出平转中轴线，在上盘四周设置标高观测点，顺转体方向转动上转盘，每转一定角度观测一次轴线偏移和标高点变化情

8、况， 以水平转体总转角为计量单位，轴线偏移及标高度变化最小的转动段起点即为最正确封盘位置。 确定最正确封盘位置后, 后续施工。球面润滑剂为黄油加四氟粉的混合物, 不同压力下的摩擦系数测试实验试验结果如表即可在球面上润滑剂，固定上下盘位置进行根据实验室进行的几种不同配比润滑剂在3所示，黄油与四氟粉之比为 1 : 1.5时地小，以此配比做为施工配比。表3各种配比润滑剂静摩擦系数表%钢筋砼面压应力MPa无润滑剂1 : 11 : 1.51 : 21 : 2.50.54564.861.09162.992.8913.915.5396.0502.7272.7681.9713.6346.4865.4542.4

9、121.5913.2404.59610.9082.4081.6002.4306.500平转采用千斤顶顶拉钢绞线工艺，即在上转盘缠绕钢绞线，利用千斤顶对称张拉钢绞线 使体系转动， 这种方法与钢丝绳、 滑车组平转方式相比具有转动平稳性好、 操作简单等优点。 平转快到位时，要放慢平转速度，密切监控拱轴线位置，防止平转过位。平转到位后，调整 拱肋标高和轴线， 使两半跨拱肋准确对接合拢。 调整拱肋对接借位的方式有： 1升降拱肋、 调整拱顶相对高差。 2顶升墩身转盘， 调整结构整体倾斜度。 3两拱肋间上下交叉拉钢 丝绳， 调整拱肋扭转错位。 4平转墩身或张拉两拱肋间钢丝绳，调整拱肋水平错位。拱肋 对接调整

10、完毕之后， 即刻进行接头合拢焊接、 竖转铰加固、 灌注砼封固水平转盘等各项工作。待封盘砼强度到达设计强度的 70%时， 即可进行系杆安装和平衡体系转换工作。系杆拱桥产生的拱推力主要依靠水平系杆来承当。 主墩身承受水平推力较弱， 因此对接合拢后， 由 平衡重、扣索、主塔架组成的平衡体系转换成由主拱肋、系杆组成的主结构自身平衡体系， 也是转体施工的关键工序之一， 系杆用简易吊架拖拉安装就位， 两道主拱肋下的系杆要对称 同步张拉。 系杆张拉要按设计要求分期逐级加载， 并逐级卸去平衡重， 放松塔顶扣索。 在体 系转换过程中， 要密切观测主墩和整体变位及钢塔架变形情况， 防止结构失稳破坏。 体系转 换完成后，后续工程的施工即可按常规方法进行。5、体会通过安阳市文峰路立交桥施工，我们认为，转体施工做为拱桥的施工方法之一，对于搭