沈卫锦
（中铁二十四局集团浙江工程有限公司 浙江杭州 310009）
摘 要 根据工程实际，通过现场调查、查阅文献，经咨询行业专家以及技术研发攻关，以金台铁路罗桥跨台金高速公路特大桥施工为案例，重点介绍了其钢管拱拱肋安装、钢管拱内混凝土压注、吊杆安装等拱部结构施工关键技术，并提出了施工注意事项，为类似工程施工可提供经验参考。
关键词 立体交叉 特殊结构 拱部施工 关键技术
中图分类号 文献标识码
Key construction techniques for arch structure of 156m tied arch bridge on single-track railway
Shen Weijin
（China Railway 24th Bureau Group Zhejiang Engineering Co. Ltd. , Hangzhou Zhejiang 310009, China）
Abstract According to the actual project, through on-site investigation, consulting literature, consulting industry experts and technical research and development, taking the construction of the Jintai Railway Luoqiao Bridge across the Jintai Expressway as an example, this paper mainly introduces the key construction techniques of the arch structure, such as the installation of the steel tube arch rib, the concrete injection in the steel tube arch, the installation of the suspender, etc. .
Keywords ? Cloverleaf; Special structure; Arch construction; Key Technology
1[基金项目：中铁二十四局集团浙江工程有限公司科技计划研发项目[科研（2017）02号]。
作者简介：沈卫锦（1989.4-），男，工程师，主要从事建设工程项目桥梁工程施工技术管理工作。
] 工程概况
1.1 桥梁总体概况
新建金台铁路DK11+370.505~DK12+137.33设罗桥跨台金高速公路特大桥，桥梁全长766.825m，中心里程为DK11+753.918，孔跨布置为（2-24m+8-32m）简支T梁+1-156m系杆拱+（8-32m+2-24m）简支T梁。本桥在DK11+687~846处跨越台金高速公路，即上跨墩号为10#~11#墩，跨度为单跨156m，与台金高速交叉角度为25°，现状路面宽25m，规划路面宽42m，立交净空要求为净宽42m，净高5,5m。
1.2 桥梁拱部设计概况
罗桥跨台金高速公路特大桥系杆拱全长160m，计算跨径156m，拱轴线采用二次抛物线方程，矢高31.2m，矢跨比1/5。
拱肋采用哑铃型钢管混凝土结构，拱肋高3.4m，中心横向间距9.6m，由上、下两直径为1.2m的钢管和腹腔组成，管壁厚20mm，拱脚附近局部区域厚24mm。两拱肋之间共设8道K型横撑，拱顶处设一处X型横撑。全桥共设置19对吊杆，吊杆采用PES防腐拉索。
图1 1-156m系杆拱桥全貌实景
罗桥跨台金高速公路特大桥拱肋施工工艺为支架法施工， 拱肋钢管及腹腔内灌注C50自密实补偿收缩混凝土。吊杆顺桥向间距7m，全联共设置19对单吊杆，吊杆采用PES（FD）7-127型低应力防腐拉索（平行钢丝束）。
2 施工方法
本系杆拱采用先梁后拱的施工方法，因施工段上跨高速公路且区域内场地狭窄，根据现场环境及小交角、大跨度工程实际，主梁施工完毕后，在主梁桥面搭设临时拱架，大、小吊机配合安装空钢管拱肋及横撑，拱肋泵送管内混凝土。待拱肋混凝土达到强度后，拆除主梁桥面临时拱架，安装并张拉吊杆，进行钢管拱涂装、桥面系等二期工程。
3 施工阶段划分
第一施工阶段：下部结构施工。
根据设计施工图纸进行10#和11#墩的钻孔桩、承台及墩身的施工。
第二施工阶段：基础处理及支架搭设。
对支架范围内场地进行平整，根据方案对相应部位进行基底处理及硬化，搭设相应支架并完成预压，对其安全性进行检测。
第三施工阶段：主梁施工。
安装永久支座、拱肋根部钢管；安装主系梁内外模板，浇筑系梁砼并张拉。
第四施工阶段：拱部施工。
在主系梁上搭设用于拼装拱肋的支架；安装拱肋及浇筑拱肋混凝土；安装吊杆并张拉，该部分后续详细介绍。
第五施工阶段：拆除所有支架，进行桥面系及其他等工作。
4 施工方案
4.1 钢管拱安装
4.1.1 钢管拱安装支架设计
根据现场条件和施工工期，选用制作简单、安装较快的钢管支架作为临时支架，该结构有效解决了拼装空间问题[1]。
支架高度约30m,用斜撑及横撑采用槽钢[20、4根主钢管D426×8mm和支撑槽钢组成格构柱。柱顶横向分配梁采用HW300×300型钢，纵向分配梁采用HW300×300型钢，支架底部固定在桥面预埋件上，同时顶部通过缆风绳与支架底部进行加固，保证施工安全。
支墩底和支墩顶均按设计要求设置连接钢板，用以和预埋件及分配梁相连接。为保证在施工时的稳定性不受影响，支墩不失稳，在支墩间设纵、横向连接系，连接系采用钢管制作[2] 。
拱座处设置有拱脚定位支架，拱脚定位支架在拱脚后浇段施工时进行预埋。其他节段拱肋支架在主梁浇筑时预埋支架预埋件，预埋件钢板规格为δ20×900×900，钢板上设有地脚螺栓。
图2 临时支撑整体结构示意图
4.1.2 钢管拱安装支架搭设
利用桥下的200T汽车吊将75t汽车吊吊装至桥位上，采用75T汽车吊进行钢管支架的吊装施工。拱肋支架钢管采用竖直吊装，吊点设置在钢管柱顶部，下部设置揽风绳，人工牵引揽风绳将钢管柱缓慢对中安装在预埋钢板上。
图3 钢拱肋支架及安装示意图
4.2 拱脚安装
拱脚定位支架安装完成后，应对焊缝、结构尺寸、平面位置等进行认真检查，符合要求后方能进行预留孔模板。
预埋钢管与主拱肋对接时的错台应满足规范要求，对接前应在主拱肋对接位置焊好定位钢板。然后用手拉葫芦将预埋钢管拉动，与主拱肋对接。
4.3 钢管拱吊装施工
4.3.1 吊装顺序
考虑到主梁受力、临时支架受力情况、吊装机械移位顺序等因素，吊装顺序如下：预埋拱脚A段及P段→吊装BC、MN段→吊装DE、KL段→吊装FG、IJ段→吊装合拢段H段（吊装过程中配套吊装K撑）。
4.3.2 吊装实施步骤
（1）准备工作
为防止钢管拱弦管起吊过程发生整体和局部变形，拱段用吊车吊到设计位置附近，用倒链将拼装管沿导向收紧至设计位置。对接接头采用内衬管连接，并施以临时码板固接。每吊装一个阶段除安装好横撑及临时横撑外还要设置横向缆风索，以利调整拱轴线和保证横向稳定。
（2）第一分段安装
拱段对位：拴好溜绳，用吊车起吊第一分段，起吊至设计位置，吊钩稍许松钩使拱段后端落在拱脚上连接，使拱脚承担部分重量。
线型调整：利用支架上千斤顶调整拱段前端标高符合监控指令值，前吊点卸载，复测第一分段线型。
（3）第二分段安装
吊装对位：拴好溜绳，用吊车起吊并运输钢拱第二分段至设计位置附近，初调第二分段角度。用导链收紧辅助对位。初调线型用码板将第二分段与第一分段临时连接，后吊点卸载。
线型调整：利用支架上千斤顶调整第二分段前端标高至监控指令规定值；前吊点同步卸载，用导链、千斤顶辅助调整第二分段中心线至设计桥轴线，将第一、二分段进行定位固结。
（4）拱肋合拢段施工
合拢段与两侧拱段前端之间的主弦管按设计要求留空隙，在空隙处的主弦管内安设码板临时定位锁定，最后实施电焊固结。
4.3.3 钢管拱吊装施工
⑴第一步：用200T汽车吊吊装预埋段A P（左右幅同时进行）。
图4 钢管拱吊装第一步示意图
拱肋预埋段采用一台200t汽车吊起吊，查吊车性能表及现场实际吊装状况，汽车吊的工作半径为18m，臂长34.8m，起重能力为31t。起重能力31t＞22.7t，满足要求。汽车吊的负载率=22.7/31=73.22%，满足要求。
⑵第二步：用350T履带吊吊装BC 、MN段
（左右幅同时进行），配套安装K撑。
钢管拱肋段采用一台350t履带吊起吊，查吊车性能表及现场实际吊装状况汽车吊的工作半径为22m，臂长54m，起吊高度42.6m,起重能力为61t。起重能力61t＞构件重量42.4t，满足要求；履带吊的负载率=42.4/61=69.5%，满足要求。
⑶第三步：用350T履带吊吊装DE、 KL段（左右幅同时进行），配套安装K撑。
图6 钢管拱吊装第三步示意图
钢管拱肋段采用一台350t履带吊起吊，查吊车性能表及现场实际吊装状况汽车吊的工作半径为22m，臂长66m，起吊高度52.6m,起重能力为60t。起重能力60t＞构件重量37.4t，满足要求。履带吊的负载率=37.4/60=62.3%，满足要求。
⑷第四步：用350T履带吊吊装FG IJ段（左右幅同时进行），配套安装K撑。
图7 钢管拱吊装第四步示意图
钢管拱肋段采用一台350t履带吊起吊，查吊车性能表及现场实际吊装状况汽车吊的工作半径为22m，臂长66m，起吊高度58.6m,起重能力为58t。起重能力58t＞构件重量34.6t，满足要求。履带吊的负载率=34.6/58=59.7%，满足要求。
⑸第五步：用350T履带吊合龙段H（为合拢段，左右幅同时进行），配套安装K撑。
图8 钢管拱吊装第四步示意图
钢管拱肋段采用一台350t履带吊起吊，查吊车性能表及现场实际吊装状况汽车吊的工作半径为28m，臂长66m，起吊高度59.5m,起重能力为46.7t。起重能力46.7t＞构件重量8t，满足要求。履带吊的负载率=8/46.7=17.1%，满足要求。
根据温度对安装的影响，选择温差比较小的时段，合龙温度为(15±5)℃[3]，选择在凌晨5点左右开始合龙。
4.4 钢管拱现场焊接
钢管拱焊接为特殊专业作业，这里不再赘述，需要强调的是每道焊缝完成后均进行探伤；运梁车和架桥机通过时，拱肋钢管不得焊接。
4.5 钢管混凝土施工
拱肋混凝土采用4台地泵对称浇筑，现场搭设好加固地泵的钢管支架，混凝土施工顺序为：上弦管→下弦管→腹板。
为防止出浆时，混凝土掉落到高速公路上，现场采用料斗进行接料并吊离高速公路范围。
在泵注过程中要随时敲击判断管内混凝土的填充情况，如有空隙要及时采用体外加震方法予以解决，保证混凝土密实[4]。
4.6 吊杆安装与张拉
4.6.1 吊杆安装
吊杆安装以汽车吊作为起吊主体，吊臂缓慢升高，卷扬机、拉葫芦作为配合设备，共同配合作业完成吊杆、锚具等安装。
4.6.2 吊杆张拉
完成吊杆安装后，根据设计图纸要求，按顺序对称进行吊杆第一次张拉，并在桥面二期恒载完成后进行第二次张拉，张拉均在拱肋上端进行。
4.7 防腐涂装
系杆拱拱肋及横撑防腐涂装采用七套防腐体系，共包含5道油漆，现场喷漆时，采用彩条布对拱肋进行全封闭，防止油漆飘撒。
4.8 临时支架拆除
根据设计要求，拱肋焊接完成后即可拆除支架，拆除时先解除支架上支撑钢管的托盘，使支架不承受钢管拱载荷后，再进行支架系统的拆除。
支架的整体拆除思路为垂直空间方向由上往下拆除，落架顺序为由中间向两边对称落架，采用75T汽车吊将支架分片卸装于桥面上，现场肢解后装车退场。
5 施工期间高速公路安保措施
积极配合道路、交通管理交通部门，严格按规定进行防护，做到护栏、围栏等配置齐全。
桥面两侧设防护栏杆及绿色防护网，防止桥面落物滚至路面上。
按照规定设置警告标志、禁令标志、指示标志、施工标志等各类临时交通标志牌。
钢管拱施工时，在施工区内安置一辆交通预警车，同时安排1台汽车吊处理突发事件。
现场安排8名专职安全人员24小时轮流值班。
6 施工注意要点
⑴单线铁路的梁面较窄，现场将左右两条拱对应位置的立柱连接起来，并将单点支架连接为整体式支架，增大了支架的稳定性。
⑵为减少工期损失和机械租赁及人工费用，现场采用拱肋地面拼装后再进行吊装，且地面拼装比高空拼装更易控制安装精度和焊接质量。
⑶拱肋空间体系受力复杂，各施工阶段内力、应力、位移变形变化频繁，施工应严格按照设计顺序进行各阶段的张拉，并严格控制张拉力，同时注意拱脚位移[5] 。
7 结束语
本桥在拱肋安装、吊杆安装等作业过程中，采用的支架体系结构合理、设备选型准确，成功解决了跨越高速公路单线铁路小交角、大跨度钢管拱安装问题，值得借鉴参考。
参考文献
[1] 高波. 高铁140 m系杆拱桥先拱后梁法施工关键技术用[J]. 中国铁路，2020（6）：136.
[2] 曹沂锋. 纪鹤路- 金沙江西路吴淞江桥系杆拱桥施工关键技术[J]. 中国市政工程，2015（8）：69.
[3] 付国才. 下承式系杆拱桥主跨施工技术[J]. 铁道标准设计，2009（1）：64.
[4] 赵常煜.京沪高速铁路96m系杆拱桥施工关键技术[J]. 铁道建筑技术，2012（6）：26.
[5] 张兴春. 钢管混凝土系杆拱桥施工关键技术及整体稳定性分析[J]. 铁道建筑，2012（8）：5.