【摘要】桂江三橋為三跨中承式鋼管混凝土拱橋。本文著重介紹了該橋鋼管拱肋豎向轉(zhuǎn)體施工的工藝流程和施工技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】鋼管拱肋
豎向轉(zhuǎn)體 施工技術(shù)
一、工程概況
廣西梧州桂江三橋（鴛鴦江大橋）位于廣西梧州市區(qū)之內(nèi)、西江與桂江交叉匯合處，跨越桂江，連接該市東西兩區(qū)，與桂江上游現(xiàn)有的桂江一橋相距約300m。長期以來，桂江一橋成為新、舊兩城區(qū)唯一的交通橋梁。一橋建于70年代，荷載標(biāo)準(zhǔn)低，橋?qū)拑H為11m，隨著東、西兩區(qū)交通量的加大，日益嚴(yán)重的交通擁擠現(xiàn)象無法得到解決，因此，桂江三橋的建設(shè)成為梧州市政建設(shè)的當(dāng)務(wù)之急。
桂江三橋主橋為三孔自錨式鋼管混凝土中承式系桿拱橋，主橋全長255m（40m+175m+40m），橋?qū)?5.6m，橋型新穎、美觀，與兩岸橋頭的鴛江春泛景點構(gòu)成一幅靚麗的景觀（見圖1）。
該橋主拱為跨度175m的系杯鋼管拱，矢高43.75m，矢跨比為1：4，拱軸采用懸鏈線。拱肋采用4根φ750（δ＝14m）鋼管，和橫向平聯(lián)板及腹桿焊接成雙"啞鈴"形截面，兩條主肋中距為17.8m，橋面下設(shè)兩個K字橫撐，橋面上設(shè)5條一字橫撐，主跨鋼管拱重達(dá)1000t，由工廠預(yù)制。
二、鋼管拱肋施工方案的選擇
傳統(tǒng)的鋼管拱橋主拱的施工方法歸納為纜索吊裝法、水平轉(zhuǎn)體施工法、滿堂支架法、豎向轉(zhuǎn)體施工法四種。
1.纜索吊裝法
采用天線纜索吊裝的方法是設(shè)計工程師原先擬采用的方法，原設(shè)計將主跨分5節(jié)段吊裝合龍，每段吊裝重約65t，由工廠預(yù)制水運到位，天線起吊，塔機定位，該方法的施工工藝比較成熟，但需要大跨度、大噸位的纜機，造價較高，且受橋尾場地所限。
2．水平轉(zhuǎn)體施工法
水平轉(zhuǎn)體法施工與該橋中承式結(jié)構(gòu)形式不相適應(yīng)，且無平衡重墩，無法實施。
3．滿堂支架法
滿堂支架法施工需要大量的支架材料，造價高，現(xiàn)場拼焊易受外界因素的影響，主拱的質(zhì)量無法得到保證，且工期長，由于桂江航運繁忙，每封航一天費用1．5萬元。影響通航是專家們放棄此方法的重要原因。
4.豎向轉(zhuǎn)體施工法
通過專家論證，豎向轉(zhuǎn)體施工可以克服上述方法的不足，是一種可行的方法。目前，國內(nèi)采用豎向轉(zhuǎn)體施工的拱橋有三峽、蓮沱等兩座大橋。桂林三橋主拱的噸位大（半拱500t），預(yù)制的鋼管拱肋由江上運至橋址后，需要先將拱腳提升就位，再進行豎向轉(zhuǎn)體施工。這種先垂直提升再豎向轉(zhuǎn)體的施工方法日前在國內(nèi)尚屬首次。
三、鋼管拱肋豎向轉(zhuǎn)體施工的設(shè)計與計算
桂江三橋鋼管拱肋液壓豎向轉(zhuǎn)體施工的總體方案是：先將主拱分成兩個半拱在駁船上的胎架上焊接完成，經(jīng)過對焊接質(zhì)量、幾何尺寸、拱軸線型等驗收合格后，載拱駁船浮運至橋位，利用4臺ZLD100提升千斤頂將半拱拱腳提升至標(biāo)高，然后橫移就位于拱鉸座上，再由分別設(shè)置于兩邊拱的6臺液壓連續(xù)提升千斤頂，通過鋼絞線，吊具將兩個半拱肋豎向轉(zhuǎn)體就位，在空中對接組焊合龍。施工中技術(shù)方案，見圖2、圖3所示。
液壓豎向轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的主要技術(shù)關(guān)鍵為：起吊系統(tǒng)的設(shè)計及豎向轉(zhuǎn)體臨時塔的設(shè)計。該橋主拱設(shè)計荷載考慮吊具、平衡系統(tǒng)、臨時荷載等以1000t計，半拱為5000t。
（1）起吊系統(tǒng)豎向轉(zhuǎn)體力的計算
通過計算對于液壓提升設(shè)備數(shù)量的設(shè)置及轉(zhuǎn)體作用鋼絞線索的數(shù)量的進行必需的配置。
（2）豎向轉(zhuǎn)體臨時塔的設(shè)計
在拱腳中心線處搭設(shè)六五式鐵路軍用墩塔架，高50m，上、下游各兩個，兩塔之間設(shè)置兩道橫向支撐，塔頂設(shè)轉(zhuǎn)向索鞍，其輪軸縱向曲線半徑為150mm，以保證鋼絞線束在轉(zhuǎn)彎后不致發(fā)生永久變形，并能防止使塔架改前傾，在轉(zhuǎn)向塔頂上設(shè)置反拉錨索，錨固端設(shè)置在地面錨碇上，在主拱轉(zhuǎn)體過程中隨機進行調(diào)整，確保塔身偏移量不超過允許的范圍。經(jīng)穩(wěn)定應(yīng)力
檢算，塔架立柱的穩(wěn)定應(yīng)力δ＝161MPa＜210MPa。
四、桂江三橋主拱豎直轉(zhuǎn)體施工工藝過程（見圖5）
1．施工準(zhǔn)備
為確保桂江三橋主拱大噸位豎直轉(zhuǎn)體施工安全、順利地完成，周密的施工準(zhǔn)備工作是十分重要的。
（l）施工設(shè)備就位及調(diào)試
將拱腳提升用4臺ZLD100提升千斤頂就位于提升支架上，對其液壓同步系統(tǒng)進行調(diào)試，確保系統(tǒng)動作正確無誤。將主拱豎轉(zhuǎn)用的6臺QDCL2000-200連續(xù)同步提升千斤頂就位于邊拱端橫梁端部，并對其液壓連續(xù)同步系統(tǒng)進行調(diào)試，確保系統(tǒng)工作正確無誤。
（2）施工用鋼絞線設(shè)置
拱腳提升及主拱豎直轉(zhuǎn)體用的牽引索均為φ15．24＼
1860MPa的高強度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，施工前必須將其有序地穿入千斤頂內(nèi)，并使用特制梳導(dǎo)器進行鋼絞線的梳導(dǎo)，確保鋼絞線順直。
2．主拱預(yù)位
隨著警戒船就位后，航道處于管制狀態(tài)，主拱隨著載拱駁船預(yù)位于設(shè)計的安裝位置，駁船拋錨，定位。
3．拱腳提升
將捆綁于拱腳的φ43的鋼絲繩與提升用鋼絞線吊具鉸接，然后對每一束鋼絞線進行預(yù)緊，確保其受力均勻。操縱連續(xù)同步提升控制系統(tǒng)將拱腳提升至設(shè)計標(biāo)高。
4．拱腳就位
利用4臺20t手拉葫蘆將主拱平穩(wěn)地沿提升架上的滑道橫移，直至拱腳完全進入拱座上預(yù)設(shè)的鉸座內(nèi)。
5．豎轉(zhuǎn)吊具連接
用卷揚機牽引豎轉(zhuǎn)用鋼絞線至扣索位置，將扣索鋼絲繩與鋼絞線吊具鉸接。牽引過程中應(yīng)防止鋼絞線束扭轉(zhuǎn)。
6．轉(zhuǎn)體索預(yù)緊
用YDC240Q千斤頂對轉(zhuǎn)體用的鋼絞線逐根預(yù)緊，確保鋼絞線受力均勻。
7，主拱豎轉(zhuǎn)
操縱QDCL2000-200連續(xù)同步提升系統(tǒng)進行主拱豎向轉(zhuǎn)體施工，在施工過程中隨時對拱上預(yù)設(shè)的應(yīng)力控制點進行應(yīng)力監(jiān)測，并隨時對全拱上、下游拱肋的高差進行監(jiān)測、調(diào)整。
8．半拱就位，全拱合龍
將第一段半拱豎轉(zhuǎn)至超過合龍標(biāo)高，第二段半拱豎轉(zhuǎn)至合龍標(biāo)高，然后將第一段半拱下降至標(biāo)高，兩半拱肋合龍并焊接。
五、施工體會
1.桂江三橋鋼管拱采用柳州歐維姆建筑機械有限公司的液壓連續(xù)同步提升設(shè)備作為轉(zhuǎn)體動力源，效果良好，豎轉(zhuǎn)過程中，主拱肋上、下游高差控制在±6cm以內(nèi)，主拱施工速度快，正常情況下，3h可完成半拱轉(zhuǎn)體，轉(zhuǎn)體過程平穩(wěn)，無沖擊。
2.采用足夠數(shù)量的φ15．24高強預(yù)應(yīng)力鋼絞線作為柔性承重索，施工中最大的轉(zhuǎn)體噸位為720t，而轉(zhuǎn)體索數(shù)量為72根，破斷荷載72
*
26t＝1872t，安全系數(shù)為2.6，符合液壓提升施工的安全性要求，采用較大的安全系數(shù)是完全必要的。
3．由于轉(zhuǎn)體索需經(jīng)過塔頂?shù)霓D(zhuǎn)向鞍座，在預(yù)緊時被壓在鞍座下的鋼絞線由于摩阻的原因按照常規(guī)的預(yù)緊方法無法滿足工程的要求，施工中工程技術(shù)人員通過反復(fù)試驗，很好地解決了這一難題，確保了鋼絞線受力均勻。
4．端橫梁中鋼絞線的預(yù)埋孔道應(yīng)確保安裝正確、順直，以防施工穿束時因孔道彎曲使鋼絞線打攪，影響施工順利進行。
5．鋼絲繩扣索的長度應(yīng)精心設(shè)計施工，使吊具位置錯開，確保吊具處于最佳受力狀態(tài)，這是非常重要的環(huán)節(jié)。
6．吊具錨頭處灌注環(huán)氧砂漿，使豎直轉(zhuǎn)作過程中因鋼絞線過塔頂鞍座時由靜摩擦到動摩擦過渡時所產(chǎn)生的索的較大震動不傳遞到錨具上，確保施工安全。
六、結(jié)束語
將液壓提升技術(shù)成功地應(yīng)用于廣西梧州桂江三橋鋼管拱助豎直轉(zhuǎn)體施工（圖6），提供了一種新型的施工設(shè)備、技術(shù)。施工實踐證明，這是一項高效低成本的施工方法。我們將繼續(xù)與廣大工程界一道為推廣應(yīng)用這項新技術(shù)、新方法、推動橋梁施工技術(shù)的發(fā)展作出我們應(yīng)有的貢獻。
參考文獻
[1]李東紅．鋼管拱板豎轉(zhuǎn)施工計算．橋梁建設(shè)
