五拱非对称索面斜拉桥钢箱拱拱座施工技术
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摘要：太原市北中环桥结构形式对称五拱非对称索面斜拉桥，桥梁跨梁为65+45+90+45+65m，全长310m。采用高度不等的五个钢拱作为斜拉搭，钢拱预埋在拱座中，各拱座均为四棱台混凝土结构。主要采用竖向、水平位置调整装置进行钢拱预埋件在拱座中位置精确调整安装，提高了安装效率。该拱座预埋件安装进展顺利，施工质量满足设计与规范要求。
关键词：五拱非对称索面；斜拉桥；钢拱预埋件；拱座施工
中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）28-0105-02
1 工程概况
太原市北中环桥结构形式对称五拱非对称索面斜拉桥，桥梁跨梁为65+45+90+45+65m，全长310m。采用高度不等的5个钢拱作为斜拉搭，钢拱预埋在6个拱座中，各拱座均为四棱台C40混凝土结构。主桥总体布置如图1所示：
图1 北中环桥主桥总体布置示意
2 施工工艺
2.1 主要施工工艺
拱座主要为混凝土拱座，钢箱拱拱脚焊接在拱座预埋钢板上，钢板之间设置δ=15.24mm预应力束，张控制应力为1357.8MPa。拱座预埋件采取板单元原位拼装法施工，施工前先在拱座预埋件位置安装预埋件拼装定位支架，板单元最大重量为24t，使用75t履带吊将预埋件底板单元吊放至定位支架上进行焊接安装，安装完毕后进行精确定位调整，预埋件安装完毕后，再进行钢筋、预应力及冷却水管安装施工。拱座模板采用大型组合钢模板，拱座混凝土采取二次浇筑方式进行，第一次混凝土面浇筑至与预埋件上钢板顶面齐平，即拱座顶面标高向下1.8m位置处，第二次混凝土浇筑至拱座顶面，钢管拱内混凝土浇筑至拱座顶面标高以上2m位置处。拱脚安装定位可通过在拱脚安装的调位装置进行精确定位。
2.2 拱座施工
拱座施工采用钢模板，钢模板使用大型整体钢模，混凝土分两次浇筑，在第一次浇筑混凝土强度达到95%，弹性模量达到100%后进行张拉、压浆施工，待达到设计强度后再施工第二层混凝土。绑扎拱座钢筋之前，先安装拱座预埋件定位支架，拱座预埋件板单元使用运输车辆运输到位，履带吊将板单元吊至定位支架上进行拼装、焊接。钢绞线在施工承台时预埋，并自预埋钢板孔内穿过。钢拱拱脚在第二次浇筑混凝土前安装，拱脚的精确定位安装可通过在拱脚预埋件上焊接反力座，使用千斤顶进行精确调整。绑扎拱座剩余钢筋，安装模板，检查合格后浇筑第二次混凝土。采用整体覆膜洒水养护。
图2 拱座预埋件布置示意图
2.3 拱座预埋件的安装及调整
在拱座钢筋、预应力钢筋布置之前，先施工拱座预埋件定位支架。每个拱座定位支架主要由4根I45a工字钢立柱、2组2[40b槽钢组分配梁、4台50t和8台10t千斤顶构成。最重拱座预埋件为92.7t。
图3 拱座预埋件调位装置示意图
2.3.1 浇筑混凝土前，先进行埋设定位支架预埋件，待承台混凝土强度达到要求后，安装定位支架立柱及斜撑
结构。
2.3.2 安装拱座预埋件之前，检查确保不锈钢板与四氟板之间无焊渣及灰尘等杂物，安装预埋件前在接触面上涂润黄油。
2.3.3 定位支架调整原理为：竖向高程通过测量（测量误差
2.3.4 拱座预埋件精确定位并验收合格之后，将预埋件与抄垫垫块焊接固定，确保施工过程中不发生变化，拆除支架千斤顶。
2.3.5 拱座预埋件精确定位固定后方可施工拱座钢筋、布置冷却水管及安装预应力，当拱座钢筋与安装定位支架位置冲突时，适当移动或断开钢筋，如将钢筋断开，则必须将其断头与定位支架焊接；当冷却水管与定位支架位置相冲突时，可适当移动冷却水管位置。
2.3.6 拱座预埋件块单元由制造厂家使用运输车辆运输至施工场地，并使用75t吊机吊装至定位支架上原位组拼
焊接。
表1 预埋件现场拼装验收标准
序号 项目 允许偏差 测定方法
1 轴线偏位 2mm 尺量
2 拱座四角高程 2mm 水准仪：检查拱座四角各点
3 对称点相对高差 L/3000 水准仪：测量5处
4 焊缝 符合设计要求 超声：检查全部
2.4 拱座混凝土施工
拱座混凝土为C40普通混凝土，钢箱拱预埋在拱座内及高出拱座2m部分内使用C40微膨胀混凝土，混凝分为两次浇筑，首次浇筑至N1钢板顶面位置，即拱脚底位置，第二次浇筑至拱座顶面位置，钢管拱内混凝土浇筑至钢管拱内设计混凝土浇筑顶面。
图4 钢箱拱混凝土浇筑位置示意图
2.5 拱座预应力施工
拱座预应力钢绞线采用直径ΦS15.2高强低松弛钢绞线（GB/T 5224-2003标准）。钢绞线标准强度fpk=1860MPa，Ey=1.95×105MPa；张拉控制应力σcon=0.73fpk=1357.8Mpa。预应力管道采用内径55mm的塑料波纹管，锚具采用M15-5锚具。
拱座第一次混凝土浇筑完毕后待混凝土强度达到95%且弹性模量达到100%后方可张拉预应力钢束。预应力束采用一端张拉，采用应力控制为主，伸长量作校验的双控制。
张拉程序：010%张拉控制应力（初始应力状态做伸长量标记）分级张拉控制应力σcon（测伸长值）持荷5min锚固。
当张拉应力达到张拉控制应力（σcon=1357.8MPa）时，实际伸长量与理论伸长量之差应控制在±6%以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施予以调整后方可继续张拉。
2.6 预应力束管道压浆及封锚
预应力钢绞线张拉完毕后，孔道应及时进行压浆，压浆完成后及时封锚。
3 结语
按照上述方法对钢箱拱拱座预埋件进行施工，高效地完成了太原市北中环桥拱座预埋件安装、精确定位以及混凝土浇筑、预应力等一系列工艺施工，施工质量满足设计与规范要求，杜绝了由于预埋件体积大、重量重等原因引起的质量问题，为随后钢箱拱吊装安装质量提供了强有力的保障。
参考文献
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[4] 周朝阳，刘薇.宁波长丰桥异型拱座施工技术[J].市
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作者简介：吴国勇，男，中铁大桥局集团第四工程有限公司工程师，研究方向：桥梁工程施工技术。