吊车及浮吊提升法在桥梁工程中的实践应用
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摘 要：吊车及浮吊提升法施工是一种历史悠久的施工法，桥梁结构的很多小型构件都要通过吊装就位。随着吊装技术的发展和机械设备起吊能力的提高，桥梁的整体吊装技术得到越来越广泛的应用。吊装施工法的优点是灵活快速、不需高空作业，特别适合工厂化施工，可以保证桥梁工程质量。
中图分类号：TB
文献标识码：A
doi：10.19311/ki.1672-3198.2016.16.107
0 引言
提升吊装法架设的拱桥比较适合下承式系杆拱桥，因为其建筑高度正好在吊装机械施工范围内；上承式和中承式拱桥由于桥比较高，吊装机械达不到。下承式系杆拱桥根据是先施工拱还是先施工梁，可分为“先梁后拱”、“先拱后梁”施工法，不同的施工方法，拱肋吊装过程不一样。
1 先拱后梁施工工艺控制措施
先拱后梁施工法是利用先架设拱作为承重结构，然后施工吊杆、纵横梁、桥面系的方法，施工的过程中张拉临时预应力索逐步平衡拱的水平推力，直至系杆拱体系形成。该施工法不需要调整吊杆索力，不需要昂贵的支架费用，具有工期短、费用省等优点。
1.1 拱脚、端横梁现浇及防转、防滑构造施工预制
下部结构完成后在桥墩上放置支座，浇筑拱脚、端横梁。浇筑时须注意在拱脚下设置纵向限位块和抗转动临时支承。纵向限位块作用是当临时索水平力与拱脚水平力不平衡时，将不平衡水平力传递给桥墩；临时支承的作用是抵抗水平力导致的转动。二者的设置都要经过详细设计及验算。
1.2 拱肋的制作运输及拼装
运输前应通知加工厂方及相关单位到现场查看，并做好沿线调查，根据桥梁限高和装车高度确定合理的运输路线。
拱肋进场前应预先在现场施工拼好抬架，主要是为了在现场更精确地拼装拱肋并有效地复核拱肋实际长度。
吊装前应在拱肋上焊接完拱肋混凝土灌注管、排气管。每根钢管拱肋上、下弦管各设置四个灌注孔，于拱肋对称中心线对称设置，第一个灌注孔在拱脚、第一和第二个吊杆之间，第二个灌注孔作为备用灌注孔设在跨中吊杆之间，上弦管灌注孔水平设置于拱肋顶。钢管拱内混凝土强度达到设计强度的50%后，可拆除钢管拱肋上的灌注管、排气管及冒浆孔，所有的施工用孔均用原来切割下来的钢板复原焊接封闭。
1.3 拱肋及风撑吊装
（1）吊点位置确定：首先计算拱肋的重心和弹性中心。根据场地情况、起吊能力、拱肋重量等条件，可以采用单点起吊、双点起吊。
（2）拱肋吊装：拱肋采用整体吊装，拱肋吊装前先勘划出各定位点、中心线轴线等。 吊机的选择要考虑拱肋尺寸、重量、安装高度等因素，来选择浮吊的起吊能力、扒杆的高度等。起吊前应作详细的计算。拱肋就位后，风缆固定和及时的连接，同时，应加强对拱肋轴线位置标高及拱脚位移观测，做好记录，并严格控制施工技术要求允许范围内。轴线通过风缆调整。 锁定拱轴线后仍需选定最佳观测时间多次测量拱轴线形，符合要求后认为拱肋吊装合格，并焊接合拢，观测时间可选择在早晨或傍晚。在两片拱肋安装合拢成拱后，立即安装风撑，然后逐步拆除横向稳定风缆，拱肋安装完毕。
（3）横撑吊装：两片拱肋合拢成拱后，应立即吊装横撑并安装，以保证拱肋的横向稳定。两片拱肋吊装完毕后，对横撑短接头的空间位置进行测量。
1.4 拱肋混凝土顶升施工
（1）微膨胀混凝土配合比设计。28d强度应满足设计强度，水灰比小于0.4，碎石粒径5～25mm，坍落度18～22cm，以20cm为最佳，缓凝时间不低于8h。同时，对于微膨胀混凝土应按拟采用的配合比进行强度、收缩试验，以便决定取舍调整。
（2）钢管拱进料口和排气孔设计。单片拱肋拱脚每处设3个顶升口，顶升口设在拱肋拱脚处内侧，采用加强型泵管，和拱轴线夹角45。。每片拱肋设3个排气孔，排气孔设于拱肋的最高点，采用普通钢管。为增加顶部混凝土的密实度，顶升口及排气孔均为100mm，排气管长1.5m。
（3）顶升顺序。考虑灌注时钢管拱的变形和受力，应对称进行灌注，使桥跨均匀受载。根据设备情况采用对两片拱肋的每段对称灌注的方法进行混凝土顶升。
（4）顶升速度。混凝土采用匀速对称、慢速低压的原则，确保两对称段混凝土同时顶升。
（5）质量控制。顶升到排气孔2m前，控制顶升速度，混凝土压至顶部后，由两侧泵同时顶升改为交替顶升，使拱顶空气完全排出，排气、排浆孔出浆后两泵间隔泵送，确保钢管拱内混凝土的密实度。严禁一侧上升过快越过拱顶，导致拱内气体无法排出。
（6）哑铃形系杆拱中仓混凝土顶升控制钢板变形施工措施。由于哑铃形系杆拱中仓空间本身较小，两侧均为直板焊接在上下钢管上，直板受压易发生变形，加上吊杆锚孔的影响，混凝土顶升阻力增大。
（6）哑铃形系杆拱中仓混凝土顶升控制钢板变形施工措施。由于哑铃形系杆拱中仓空间本身较小，两侧均为直板焊接在上下钢管上，直板受压易发生变形，加上吊杆锚孔的影响，混凝土顶升阻力增大。
1.5 纵、横梁施工
（1）纵系梁施工纵梁从两侧向跨中间隔对称安装，两拱均基本加载。浮吊起吊到位，初调高程后固定；待所有纵梁安装完毕后再统一调整标高。高程检查完毕即可用吊模进行湿接头连接。待湿接头混凝土强度达到设计强度的80%后，张拉系梁永久预应力索，同步解除临时索预应力。
（2）中横梁施工中横梁从两侧向跨中间隔对称安装。安装时用贝雷桁架作为受力构件支承在纵梁上承担横梁，与纵梁湿接头连接。
1.6 施工过程中水平推力控制
在钢管混凝土浇筑中，吊装预制梁段，桥梁受力体系没有形成，拱脚产生水平推力，支座会产生较大的位移，导致桥墩的破坏更大，甚至导致桥梁结构的损坏。在整个吊装过程中，应不断张拉临时水平索，以克服拱脚的水平推力。吊车和浮吊提升安装拱肋方法是类似的，不同点在于重型吊车在起吊的过程中’位置不能移动，构件只能做旋转和提升运动，作业范围小，而浮吊可以在起吊的过程中运输’要更灵活一些。
2 先梁后拱施工工艺控制措施
先梁后拱施工法是先搭设支架浇筑纵横梁，然后分段或整体吊装拱肋的施工方法。采用整体拱肋吊装施工时，安装方法与先拱后梁法相同。但先浇筑的纵横梁或桥面上可以搭设支架，这样拱肋可以分成两段或更多段在支架上焊接，吊装的重量轻，吊装难度低，对吊装设备要求也低经过仔细测算，确定现场吊车和吊装构件的摆放位置，确定之后现场不得随意调整；工厂制作的钢构件，运至工地后，根据拟订位置准确放样，拼装焊接口；200t小吊车准确到达拟订位置，用2根钢丝绳8点捆绑拱肋，平台至一定高度，放松下拱肋钢丝绳，拱肋翻身，自然下垂；调整2台吊机的高度，利用牵引索，将拱脚坐落在拱座预埋钢板上，拱顶落在立柱上；用同样的施工步骤，大吊机将另外半片拱吊放在桥面上，然后双吊机将板拱吊装就位；两半拱均吊装就位，焊接拱脚及拱顶；主拱焊接完毕，用2台50t吊车安装边拱构件及横撑；拱肋安装完毕后即可灌注下拱混凝土，14d后灌注上拱混凝土。拱肋混凝土达到强度后即可张拉吊杆，进行桥面铺装施工。
拱肋的吊装由于吊装重量大，吊装过程复杂，受现场条件等诸多因素影响，吊装的每一个环节应反复推敲，以保证吊装的顺利进行。对吊装的任一过程进行计算分析，可预先发现一些问题，在实际桥梁工程施工中拱肋安装中发挥了指导作用具有通用性。
3 结束语
经实践证明提升吊装法适合施工的桥型主要有简支梁桥、先简支后连续的连续梁、拱桥等。提升吊装法施工的主要设备是吊车和浮吊，也有少量的工程会用扒杆吊。提升吊装法架设拱桥是将拱肋在工厂预制后运至现场拼装，然后用吊车或浮吊提升就位的施工方法。由于钢管混凝土拱桥的广泛使用，该方法显示出强大的生命力而且在吊装过程中安全得到了进一步的保障，施工程序也比较科学，也可采用先梁后拱与先拱后梁结合的施工方法，可靠安全适合于跨越通航河流的桥梁施工，对类似的施工项目具有一定的参考价值。
参考文献
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[2]杨强.先梁后拱与先拱后梁结合法钢结构拱桥施工技术[J].国防交通工程与技术，2016，（S1）：61-64.
[3]章铭荣，李昌耀.先拱后梁系杆拱桥利用拱肋吊装横梁施工技术[J].工程建设，2014，（02）：23-26，30.