支架法拱肋吊装施工技术

支架法拱肋吊装施工技术工程概况银川市绕城高速公路大西湖特大桥主桥上部结构采用五孔中承式钢管混凝土系杆拱，孔跨形式为（30+3x80+30）m，中孔跨径80.0米，边孔跨径30.0米，拱肋为钢管混凝土，截面型式为哑铃形，最大跨径80m，单肋最大总重72.9t（见图一）。桥面全宽26米，拱助采用三道，中跨拱肋间设三道直横撑，边跨拱肋间设二道直横撑。根据施工设计图纸要求，边跨分两段预制安装，中跨和次中跨分三段预制安装，三肋齐头并进，对称拼装，因桥位处不受水文影响，为水上旱地作业，因此主桥拱肋安装施工拟采用支架法施工根据加工方案，运输段在加工厂成型，运到施工现场后拼装为吊装段。（图一）吊装方案设计2.1支架设计方案：经过碗口支架与大钢管支架方案比选，采怫600大钢管支架，拱肋安装临时受力支架采用钢管刚架附以贝雷横向连接，临时支架设在拱肋分段对接口的垂直投影点，确定出预留标高。支架的高度按支架设计标高进行。为减少支架地基的不均匀沉降量，确保支架地基的稳定性，地基采用30cm的砼扩大基础，其下采用卵砾石换填处理60cm并压实。砼基础内布设15X15①16钢筋网片。施工时注意预埋拱肋安装支架的固定螺栓和固定钢板。2.2钢管拱肋的吊装设计方案2.2.1建立施工控制网为减小测量控制导线点对拱肋吊装精度的影响，在钢管拱两端的飞燕的桥面板及各墩顶的系杆中线布设控制点A、B与BD37-2、BD37-1构成三角网,作为钢管拱架设过程中线形控制及以后钢管拱线形检测的观测点.各控制点均砌水泥观测墩并镶入强制对中基座，以消除强制对中误差。采用宾得R-322全站仪进行测距、测水平角，采用索佳B20II型水准仪（S揪）进行高程控制，控制网精度采用三等导线控制网、四等水准控制网，见图二：LIi.-'-JI控制网平面布置图

(图二)2.2.2确定主要技术参数(1)边孔与中孔、次中孔边段拱助编号拱肋件数每肋长m每肋吊装重量T吊装高度最大工作半径起重机配备12#边孔拱肋331.242.9415.5315100T、200T汽车吊16#边孔拱肋331.242.9415.5315各一台13#次中孔边段拱肋629.4725.2526.5710100T汽车吊二台15#次中孔边段拱肋629.4725.2526.5710100T汽车吊二台14#中孔边段拱肋632.226.930.410100T汽车吊二台(2)中孔、次中孔中段拱助编号拱肋件数每肋长m每肋吊装重量T吊装高度最大工作半径起重机配备13#次中孔中段拱肋336.8831.53515200T汽车吊二台15#次中孔中段拱肋329.47/36.8831.51514#中孔中段拱肋332.2/36.632.8152.2.3吊点设计采用两吊点，确保两吊点的连线在该段拱肋弯曲平面重心 轴以上，距拱肋端头(0.22-0.24)L(L为吊装拱肋构件长度)。按重量最大段进行钢丝绳强度验算：拱肋最大吊重42.94吨，吊点受力按力矩平衡原则，经计算吊点1载荷为18.84吨，吊点2载荷为24.1吨，考虑到两吊机起落时间不同步，吊点2千斤索按24.1吨荷载的1.35倍选配千斤索，故千斤索最大载荷按32.54吨计，吊点1、吊点2均选用036(6X37绳芯1)的钢丝绳双绳四根，千斤索受拉应力验算如下：钢丝绳所承受的最大拉应力为32.54/4=8.14T钢丝绳允许拉力S=aP/k8式中：a为钢丝绳间荷载不均匀系数0.85。k为千斤索的安全系数，取8。P8为钢丝绳破断拉力总和78050kg，故钢丝绳允许拉力S=8.29>8.14FHE

（1）边孔吊点设计（图三）（图三）（1）次中、中孔吊点设计（图四）（图五）桥墩（图五）桥墩（图四）2.2.4吊装顺序边孔整体吊装，次中孔、中孔每肋分三段吊装。吊装顺序为先吊装两边拱脚处的A、C吊装段，然后再吊装中间B吊装段，根据运输便道情况，为方便安装，按先右肋一一中肋一一左肋的顺序吊装。吊装前按设计要求浇筑承台、拱座，设置好拱座预埋钢板，完成两侧边孔过渡墩、大钢管支架施工。施工流程1、用一台100T、200T汽车吊吊装12#边孔拱肋、16#边孔拱肋。（吊车位置见图五）施工流程2：焊接12#、16#边孔拱肋一字撑。施工流程3：用两台100T吊装13#、15#次中孔边段、用两台200T汽车吊吊装13#、15#次中孔中段。（边段吊车位置同边孔，中段吊车布置见图六）施工流程4：焊接13#、15#次中孔拱肋一字撑、米字撑。547园罐547园罐施工流程5：用两台100T吊装13#、15#次中孔边段、用两台200T汽车吊吊装13#、15#次中孔中段。（吊车位置同次中孔）施工流程6：焊接14#中孔拱肋一字撑、米字撑。3、钢管拱肋的吊装施工：3.1吊装（1）、首先把拱肋拱脚处连接板与拱脚预埋钢板对口插接（图七）。（图七）（2）、拱肋到位后与拱脚预埋钢板用销子连接，形成铰接，并进行拱脚横向的位置调整，对准拱中轴线（图八）。（图八）（3）、将A、C吊装段上端放置于支架上的托架之上，对准拱中轴线，同时，用设置在托架的千斤顶将A、C上端口顶起，准备与B段合拢对接。进行B吊装段的吊装。3.2调整3.2.1、横向调整（1） 吊装前，在承台和吊装平台上都要把拱轴线清晰画出。（2） 首先调整拱脚处拱肋的横向位置（图九）（3）如果需要从吊装段的接口处调整横向位置，在托架的支架上用千斤顶或倒链横向施力，利用销子与销孔之间的间隙，达到调整目的。（销子间隙10mm）（图十）（图十）（4）对于横向调整，由于调整量不大，选用千斤顶时行程可以不做考虑，而只从吨位来考虑选用千斤顶。选用型号为QYL50千斤顶。3.2.2、安装调整（图^一）（1） 吊装段A、C横向调整就位后，用托架在接口附近支撑，并放置千斤顶，吊车撤走。（2） 为了满足B吊装段就位时需要的空间尺寸，用千斤顶把吊装就位的A、C吊装段与吊装段B的接口处抬高约110mm距离，使合拢段的距离大于合拢尺寸100mm。（3） 用来调整高度的千斤顶需要行程150mm。次中孔、中孔拱肋的重量在77000〜89000kg之间，所以选择两个型号为QYL50的千斤顶，起重行程为3150mm。

!•mc吊装段!•mc吊装段（图十一）（4） B吊装段用吊车吊装到合拢处，然后调整千斤顶，同时B吊装段缓慢下降，对接接口

处法兰。用此方法分别将B段两端与A、C段对接。调整托架形式如图十二所示：（图十二）（5） 对接法兰时，同时调整拱肋标高及垂直高度达到要求时，紧固法兰，定位并加抗风缆绳。（6） 进行对接焊缝焊接焊接顺序：先焊接拱肋，后焊接横撑，拱肋从低向高焊接。焊接方法：为减少焊接收缩，在焊缝位置加设定位码；焊缝内坡口提前打磨光洁，包括清除坡口两侧50~80mm范围内氧化皮、透迹、油污等;检查合格后进行焊接，全部采用手工焊；拱肋焊缝要求双数焊工对承焊接。3.3、吊装控制要点（1） 边段拱肋的吊装：利用临时支架，支承钢管拱肋拼装的接头，用经纬仪及水准仪对接头位置定位和测量检验，以控制接头位置的坐标高程。然后安装钢管拱肋，在吊装过程中，同时进行测量监控，观测钢管拱肋中线位置和接头高程。在吊装边段拱肋时，依照拱段接头两点设计高程来调整拱身，并在稳固位置过渡墩横梁架立全站仪和水准仪测出拱段接头顶点的坐标和高程，然后与该点对应的理论数值及预留高度进行核对，用千斤顶调整预拱度，安装时用两台吊车将安装拱肋段徐徐吊起，使边段拱肋下端与拱脚预埋端接头对接，临时用梢栓连接，另一端落在支架上，用全站仪、经纬仪调整钢管拱肋中线，使其轴线偏差不大于5mm，且用水准仪检测，500KN的千斤顶调整接头比设计高程抬高10〜20cm左右，即为接头最后松摘吊点，将边段拱肋完全落于千斤顶的支架上。中孔、次中孔两个边段拱肋安装完成后，在安装合拢段前，应当反复核对接头高程。然后再进行合拢段的安装。（2） 、拱顶合拢段拱肋的安装通过吊车将合拢段拱肋吊装到安装位置，进行钢管拱肋的合拢。拱肋的合拢是钢管拱肋安装作业中的关键工序。为使钢管拱肋的安装位置符合设计要求，保证安装质量，安装时采用两台经纬仪分别架立在两拱座上拱肋轴线位置处，同时对合拢处4个接头轴线点及拱顶轴线点进行观测，并用水准仪控制拱肋特征点的标高。合拢段正对安装位置时，两吊车漫漫下放合拢段缓缓就位，同时控制拱肋两端高程，当下降至比设计高程（考虑到预拱高）高出1〜3cm时停止下降。调节两边段拱肋千斤顶，对称下降两边段对接头，反复循环至与拱顶接头合拢。用螺栓连接拱顶接头。调节两边段拱肋接头千斤顶，使两接头处标高符合设计要求。调整拱肋中线位置，符合要求后便固定拧紧螺栓，