1-96m系杆拱桥施工过程控制

李卫军 LI Wei-jun

（中铁十二局集团第一工程公司，西安 710038）

（The 1st Engineering Co.，Ltd. of China Railway 12th Bureau Group，Xi´an 710038，China）

摘要： 从系杆拱桥的设计参数和结构变形两方面简要介绍了各施工阶段的控制内容和控制要点。

Abstract: The control content and control elements of the construction phase are described from the design parameters and structural deformation of tied arch bridge.

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关键词 ： 1-96m系杆拱桥；施工；过程控制

Key words: 1-96m arch bridge；construction；process control

中图分类号：U455.4 文献标识码：A

文章编号：1006-4311（2015）06-0116-02

1 工程概况

京沪高速铁路后八丁特大桥1-96m系杆拱桥位于铜山县柳泉镇，跨越京台高速公路，位于R=7000的平曲线上，线路纵坡6.1‰。系梁按直线制梁，弦线布置，梁全长100m，计算跨长为96m，拱肋矢跨比为f/l=1/5，拱肋平面内矢高19.2m。

2 系杆拱桥施工控制

2.1 施工控制的意义 桥梁施工控制不仅是桥梁施工技术的重要组成部分，也是确保桥梁施工宏观质量的关键，它在施工过程中起着安全预警、施工指导以及及时为设计提供依据的作用。任何体系的桥梁在每一个施工阶段的内力和变形是可以预计的，因此当施工中发现测试的实际值和预计值相差过大时，随即进行检查和分析，找出原因并排除问题后方可继续施工，避免出现事故，造成不必要的损失。

2.2 施工监测阶段划分 根据指导性施工组织设计施工顺序，结合本桥结构力学特性及施工方法，施工控制的主要阶段如下：①系梁施工；②拱肋支架搭设及拱肋拼装；③拱肋合拢及拱肋混凝土灌筑；④拱肋支架拆除、吊杆及预应力张拉；⑤二期恒载施工及吊杆力调整；⑥系梁支架拆除及成桥验收。

2.3 施工过程控制的主要内容 在施工阶段，应该重点监测关键的结构设计参数和状态参数，基于现场条件和施工要求建立专门的施工参数监测系统，确保所获得的数据和技术参数真实、客观。同时，要参考现场情况对预先设定的理想状态的参数、数据进行合理调整，确保施工状态始终可控。

2.3.1 系梁及拱肋设计参数测定 根据本桥结构特点，结合施工方案及施工中的重点控制内容，应力、线形、吊杆力测试截面及测点布置。

2.3.2 系梁及拱肋结构变形监测 梁底每截面设置5个观测点，待梁体钢筋及内模施工完成后，观测点转移至梁顶面，梁顶每截面设置3个观测点，左右侧拱肋每截面上管中心各设置一个观测点。

2.4 施工过程控制方法

2.4.1 施工方案及施工过程中的理论计算 确保各个施工阶段均是在结构安全、稳定的前提下开展。

2.4.2 工艺试验 ①通过随梁养护混凝土试件的强度和弹性模量的测试，检验梁体混凝土的强度、弹性模量随时间发展的规律，为理论计算提供必要的计算参数。②通过梁体管道摩阻、喇叭口摩阻、锚口摩阻、夹片回缩、弹性压缩等预应力瞬时损失的测试，检验预应力损失及张拉工艺，对设计和施工提出建议。

2.4.3 主梁预施应力效果 通过梁体预应力效果测试，保证建立的预应力满足设计要求。

2.4.4 吊杆内力测试 利用索力测试仪，对吊杆内力进行各阶段、逐根测试，确保吊杆的张拉质量。

2.4.5 系梁线形控制 利用高精度水平仪、全站仪测试系梁的线形变化情况。

①系梁支架体系预压阶段。系梁支架预压荷载按梁体自重的120%进行，预压荷载加载完毕后，每两小时观测一次，确定支架稳定后方可卸除荷载，预压时间视支架地面沉降量定，支架日沉降量不大于1.0毫米（不含测量误差）时为支架稳定。

②模板铺设阶段。预压完成后根据测量结果调整支架及底模标高，按要求设置预拱度，预拱度=设计预拱度+支架系统及地基弹性变形值。标高调整完毕后，在底模上进行放线定位，确定内外模位置。

③系梁浇筑阶段。系梁浇筑前再次对所有模板的位置进行测量复核，根据测量结果对模板偏差不满足设计及规范要求的及时进行调整。调整到位后，在梁面设置标高控制点，梁面标高控制点每截面设置6个，每5m设置一道。观测点采用钢筋头制作，钢筋顶部打磨平整。

④系梁成形后位移观测。系梁成形后梁体位移观测标识按设计要求进行设置，具体设置位置为梁端、1/4跨及跨中附近，每截面设置观测点3个，测量梁体在各阶段的位移情况。

⑤梁面左右线路中心变形观测。系梁成形后分别在系梁左右线路中心沿线路方向设置观测点，每截面左右线路中心各设置一个，每4m设置一道，对比观测左右线梁面在预应力张拉前后、拱肋支架搭设前后、拱肋拼装过程中及吊索安装张拉后的变形情况。

2.4.6 拱肋施工线形控制 在整个桥体施工中，拱肋施工涉及多道工序，施工内容相当复杂，可以说是整个施工阶段最关键的部分。桥体施工时的加工精度、装配方式、温度、荷载等都会对拱肋线形产生不同程度的影响，因此施工时必须严密监控拱肋的施工线形变化。

①拱肋的预拼装控制。为了检验拱段加工尺寸是否与成桥拱轴精度要求一致，保证拼装进度，须在厂内对所有节段进行1/2拱肋的分段预拼。在预拼阶段，合理调整不合适的部分，继而安装节段拱肋下口定位销，编号统计质量达标的拱段。

②拱肋观测点标记。利用水准仪在每一拱段上管前端附近用冲钉做“十”字点作为安装时拱段轴线的观测点，并标出该段钢管拱前端附近的理论轴线，以便与下一节拱肋对接。标记点做完后用全站仪测出标记点与拱轴线起点的相对位置。

③现场施工测量控制网布设。施工测量是钢管拱安装过程中的关键技术，为方便钢管拱的测量监控，安装前在钢管拱两侧布设控制点，并形成一个控制网，作为钢管拱架设过程线形控制及以后钢管拱线形监控的观测点。

④拱脚预埋钢管位置控制措施。拱脚安装时通过对观测点的测量来确定预埋钢管的位置，拱脚预埋钢管调整到位后通过托架及预埋骨架将其固定牢靠。拱脚预埋钢管安装到位后，对预埋钢管观测点每天进行观测两次，在系梁浇筑前掌握其位移情况并对其位置进行相应调整以满足设计要求。在系梁浇筑过程中，每2小时对预埋钢管观测一次，以防在混凝土灌注过程中钢管移位。

⑤拱肋安装的轴线控制。根据设计图提供的拱肋悬链线方程，计算出钢管拱肋理论里程点标高，结合设计图提供的荷载预拱度与钢管墩在1/2拱肋压力下的压缩变形量，得出安装时钢管各拱段的安装坐标。

1）根据桥位地形情况设置一导线控制网，在拱肋安装的全过程进行轴线测量、监控。2）拼装前，须参考各种拼装方式设置拱肋预拱度的控制点。通过设在支架上的固定及微调装置精确测量精确定位。3）建议在日出前或日落后温差最小的时段，对经洒水降温的拱肋施测。以免杆件因温差作用长度发生大的变化或产生较大的侧向变形而影响测量精度。4）拱安装肋时，借助横、纵微调装置（液压千斤顶）进行精确对位，对位后尽快装设定位销和临时连接装置，一切准备就绪再开始焊接。5）采用科学的焊接工艺施焊，以免结构在焊接过程中产生大的侧向变形。6）拼装拱肋时，较大的风荷载会破坏拱肋的稳定性，应提前预控风荷载这一影响因素，避免风荷载影响轴线精度。

⑥拱肋的合拢控制。拱肋拼装接近尾声时进行合拢段的施工，同时注意调校拱肋线形。合拢前用全站仪测出拱段间不同部位在14～20℃温度时的相对距离，连续观测3天，根据观测结果来确定合拢节的长度。主拱合拢段的加工长度，预留一定的切割量，以免拼装时因焊接收缩引起长度变化。

⑦混凝土灌注阶段拱肋侧向偏移控制。钢管拱肋灌注混凝土阶段，由于混凝土砼处于流体状态，对钢管拱肋产生一种侧向压力冲击钢管拱肋侧壁，使得钢管拱肋在此冲击荷载的作用下有一个侧向变位。因此灌注混凝土时，对称设置多道侧向缆风绳，以控制钢管拱肋的侧向位移。

⑧主墩墩顶水平位移的控制。钢管混凝土拱在施工过程中，随着荷载的不断增加，主墩墩顶水平位移将不断变化，主墩墩顶水平位移大小控制在设计允许的范围之内，将是保证拱轴线线形的一个重要因素。通过施工监测得到的主墩墩顶水平位移的大小，对比分析适当调整加载顺序和吊杆张拉，将拱轴线线形固定在最佳位置。

3 结论

系杆拱施工过程监控是成桥的关键保证，施工过程中通过对系梁和拱肋每个过程的应力和变形进行监测，及时反馈数据，并根据测试数据进行分析、总结，为下一步施工提供了可靠依据。

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参考文献：

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[2]刘树红.铁路大型箱梁架桥机通过1-96m系杆拱桥方案[J].工程建设，2010（01）.

[3]陈晓东.跨京沪高速下承式钢管混凝土系杆拱桥施工安全浅谈[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2014（04）.