湖州和兴大桥主桥主拱肋安装

湖州和兴大桥主桥主拱肋安装

[摘 要] 介绍湖州和兴大桥主桥主拱肋安装的施工工艺。和兴大桥采用三跨自锚式钢筋混凝土中承式系杆拱，主跨计算跨径L=85m，计算矢高20m , 矢跨比1/4.25。主拱肋为钢筋混凝土工字形拱肋，分五段施工，拱脚段现浇，其余段采用钢拱支架，预制吊装。

[关键词] 系杆拱桥；主拱肋安装；施工技术

1 工程概况

和兴大桥位于湖州市南浔经济开发区境内，由主桥、引桥及匝道桥组成，主桥及引桥合称主线桥。主线桥桥面总长644.839m，桥面总宽15m+2*1.5m；匝道桥总长560m，桥面总宽8.0m。

主桥跨越长湖申主航道，采用三跨自锚式钢筋混凝土中承式系杆拱，跨径布置为26.5m+85m+26.5m。引桥及匝道桥采用钢筋混凝土连续箱梁。

主桥纵向由主拱肋、边拱肋及系杆并缀以吊杆、立柱，构成主要受力体系，为柔性系杆刚性拱结构。横向则通过横梁、风撑、系梁等将两片拱肋连成整体，并通过搁置在横梁上的行车道板及现浇层构成桥面行车系，由搁置在横梁悬臂部分的人行道梁构成人行道系。

主拱肋轴线方程为y=-4*f/(L*L)*(x-L/2)*(x-L/2)+f，计算跨径L=85m，计算矢高f=20m , 矢跨比f/L=1/4.25，跨中设置8cm预拱度，按二次抛物线分配。拱肋断面为工字形，高2m，宽1.2m，空心截面。

边拱肋轴线为圆弧线加端头3 m直线段，断面为半工字形，高2m，宽1.7m，外侧

形状与主拱肋一致，内侧为矩形。

边拱肋与主拱肋均座落于承台拱座上，承台下接钻孔桩基础。两片拱肋横向由风撑、横梁、系梁等联系。系杆与边拱肋相接，与主拱肋相交采取隔离措施。

2 主拱肋施工方案的选定

方案一：主拱肋分五段预制，少支架法安装

施工图设计主拱肋分五段预制，每段起吊重量最大达79.3吨，少支架法安装。此方案经济、安全、进度快，但由于本桥所跨河道通航标准为四级航道，主拱肋中间段两个施工支墩的距离不能满足30米通航净距要求，故被航道管理部门否决。

方案二：主拱肋分五段预制，缆索吊机吊装，无支架

由于每段主拱肋起吊重量最大达79.3吨，需投入吊重能力80吨以上大型缆索吊机以及扣索、锚索、地锚等，吊装工艺复杂，造价高。

方案三：采用钢拱架作支架，分段现浇主拱肋

采用常备式钢拱架、万能杆件及自制部分特制杆件拼组成支架，采用钢木结合模板，分段现浇混凝土。此方案的优点是投入少，易保证施工安全。

经过经济技术论证，决定采用钢拱架作支架，分段现浇主拱肋的施工方案。在施工过程中，由于工期原因，优化为现浇与预制吊装相结合的方案。

现浇与预制吊装相结合,可以加快施工进度。主拱肋中间三段预制，浮吊吊装，两侧拱脚段现浇，同时施工，缩短了工期。另外拱架不用预压，减少了施工环节。

3 钢拱支架施工

3.1 钢拱支架设计

本桥拱架设计跨径53米，拱架顶曲线接近主拱肋下缘曲线，满足通航净距及净高要求和系杆位置。采用钢拱架作支架的优点是刚度大、大跨度拼装变形小、易于控制成拱线型。

钢拱支架利用浊漳河斜腿刚构桥使用过的常备式钢拱架，并自制部分特制杆件拼成。两条主拱肋下各设4片拱架，拱片间距0.85m+0.75m+0.85m，以联接系角钢、结点板联接，两条主拱肋间拱架用对称布置的双层贝雷片联接。每片拱架由9节基本节、2节拱脚节及上下弦杆、连接杆件、节点钢销、支座、水平拉杆等组成。

拱架基础为直径60cm、壁厚0.8cm，入土深25m的钢管桩，每个拱架支座下设两排，每排4根，共32根。为了承载主拱肋上的荷载，设第三排钢管桩，入土深18m。钢管桩顶部为调节块及型钢组成的分配梁。

拱架支座及支撑平台由型钢加工而成，北岸侧设为滑动支座，拱架拼装完成后，安装水平拉杆以平衡水平推力，然后铰接固定。

3.2 钢拱支架拼装

（1）、钢拱支架用坐标法放样。首先在北岸用C10混凝土铺10cm厚、面积大于55 m

*12 m的放样平台；然后根据设计图纸所提供的拱轴、拱肋上下缘坐标，绘出设计拱肋弧线和加预拱度后的拱肋弧线；最后放出拱架大样。利用拱肋及拱架大样可设计制作模板弧形、垫木及各种样板。

（2）、在放样平台上按拱架大样整片试拼，利用一台6T叉车配合。试拼成功后，拼装所有拱片，安装好水平拉杆，用两台16T吊车，吊放在岸边用万能杆件拼装的塔架上竖立排放。

（3）、钢管桩基础施工，选用60T的振动桩锤进行打桩，一台55T浮吊配合。为了钢管桩定位、接桩及浮吊定位，先打部分入土深5 m的临时桩，其上用30工字钢搭设作业平台。浮吊的锚锭桩布置要满足30米通航净距要求。

（4）、钢管桩顶部为调节块及型钢组成的分配梁。在分配横梁组成的平台上拼装塔架。塔架为断面2m*2m，高约26 m的万能杆件支架，用来在拱架吊装时临时固定拱架。两个塔架之间用杆件或钢丝绳横联在一起，左右用缆风，后用背索来稳定。扣索通过塔顶的滑轮用一台5T卷扬机牵引。

（5）、在支座位置处，安装支座平台。在支座平台上放样出拱片支座中心位置，安装支座。在需要吊装的拱片上捆绑一钢扁担以增加钢拱架的刚度，用两台大型浮吊吊运拱片至支座平台上，拱脚节部分插入支座，用钢销插好。拱片用通过塔架的扣索临时固定，每一拱片吊装后，立即用横向联系杆联结，以增加稳定性。拱架吊装完8片并完成横联后，将塔架拆除。

4 拱脚段主拱肋混凝土现浇施工

用万能杆件搭设拱脚段拱肋现浇施工支架，顶部依拱肋弧线铺设型钢，其上放垫木及模板。混凝土采用输送泵灌注。注意预埋好风撑、横梁等构件的预埋件。

混凝土灌注过程中，须用水准仪观测沉降，如发现异常，立即采取措施；还须观察承台纵向位移，如超出设计允许范围，立即停止加载，采取相应对策。

5 主拱肋中间三段预制吊装施工

主拱肋预制在北岸进行，采用立式预制。根据拱肋弧线设两种预制台座，共设三个。拱肋预制要预埋风撑钢筋、吊杆钢管。

拱肋混凝土达到设计强度后，用千斤顶顶起，在端部插入钢轨和滑板，用卷扬机牵引，移至存梁场。移梁托架设斜支撑，以防拱肋倾覆。

拱肋用钢丝绳捆绑后，用起吊能力分别为55T和80T的两台大型浮吊吊运就位，用斜撑临时稳定。拱肋吊装顺序遵循对称均衡的原则，先吊装拱顶段，再吊其他两段。用千斤顶调整好线型，灌注湿接头。严格控制合拢施工时的温度在15°C 左右。

吊装过程中，须用水准仪观测沉降，如发现异常，立即采取措施；还须观察承台纵向位移，如超出设计允许范围，立即停止加载，采取相应对策。

6 钢拱支架拆除

主拱肋各段的湿接头达到设计强度75%后，拆除侧模。把预制好的风撑运至主拱肋下方，在风撑两端各加设一型钢扁担梁，用两台浮吊把风撑吊运就位，进行与主拱肋的湿接头施工。

风撑施工完成后，安装系杆，张拉N1钢束。且风撑与主拱肋的湿接头达到设计强度后，即可进行钢拱支架拆除。

首先撤除主拱肋下缘各支点处的铁楔，使钢拱支架与主拱肋脱离。然后利用浮吊进行钢拱支架的分节拆除，拆除的节段用船只运到岸上。

7 结束语

湖州和兴大桥主桥为三跨自锚式钢筋混凝土中承式系杆拱，拱肋为钢筋混凝土工字形拱肋。主跨跨径85m，跨越长湖申主航道，在同类桥梁中属较大跨。在施工实践中有以下体会：

（1）、主拱肋施工采用钢拱架作支架，既可满足通航净距及净高要求，又避免了采用无支架法施工而投入大型缆索吊机以及扣索、锚索、地锚等，是跨越航道拱桥的一种经济安全、技术可靠的施工方法。

（2）、拱肋采用立式预制，可减少施工场地，免除平面预制后翻身等工作，分段立式预制可保证主拱肋安装合龙后精度达到规范规定值