贝雷梁支架拱肋吊装工艺研究

　　【摘 要】本文阐述了采用贝雷梁支架进行拱肋吊装施工的技术特点、工艺原理，结合现场施工经验，对贝雷架施工技术在拱肋吊装施工中的工艺流程进行了分析和总结，并结合工程应用分析了该技术的效益。

　　【关键词】钢管混凝土拱桥;贝雷架;钢管支架;定位工装;效益分析

　　《中国医院建筑与装备》(月刊)创刊于2000年，是中华人民共和国卫生部主管、卫生部医院管理研究所主办的卫生工程与医学装备技术学科领域的权威刊物。

　　1 前言

　　钢管混凝土拱桥是近年来新兴的桥型，它具有结构跨度大，施工方便，周期较短，外形美观等特点。钢管混凝土拱桥是将钢管内填充混凝土，由于钢管的径向约束而限制受压混凝土的膨胀，使混凝土处于三向受压状态，从而显著提高混凝土的抗压强度。同时钢管兼有纵向主筋和横向套箍的作用，同时可作为施工模板，方便混凝土浇筑，施工过程中，钢管可作为劲性承重骨架，其焊接工作简单，吊装重量轻，从而能简化施工工艺，缩短施工工期。目前我国在在钢管混凝土拱桥施工时，主要采取以下几种方法：无支架缆索吊装法;转体施工法;搭支架施工法以及多种方法综合应用的施工方法。

　　环太湖公路及环湖沿路大堤加固工程大钱港大桥桥跨布置为4×25+118.6+3×25+3×25m，桥宽24.5m，主桥118.6m为钢管混凝土系杆拱桥;引桥为25m跨径预应力混凝土等截面现浇连续箱梁。其中主跨为钢管混凝土拱，横向设置2片拱肋，计算跨径115m，矢跨比1/5，矢高23m，。拱轴线方程为y=(4x/5L)(L-x)，拱肋截面采用哑铃型，两拱间设改良x型风撑5道。在拱肋和风撑吊装过程中，采用贝雷梁-钢管组合式支架进行吊装施工，确保了工程质量和安全生产，取得较好的社会效益和经济效益.

　　2 工艺特点

　　1、无须进行地基处理，施工方便。

　　2、无须大型的起吊设备，降低工期，节约成本。

　　3、对拱肋的标高和平面位置的调整比较方便，能很好控制拱轴线型。

　　4、通过搭设支架平台，方便工人进行焊接工作，保障焊接质量。

　　5、支架可用来做后续防护处理、景观装饰等平台，减少了后续投入。

　　3 工艺原理

　　拱肋拼装支架采用贝雷架辅以钢管架，按照拱肋就位后的大致位置，在系梁及横梁组成的框架体系上进行放样，支架体系的标高、宽度须满足拱肋安装需要，支架的强度、刚度、稳定性满足规范要求。

　　支架体系具体如下：

　　支架采用贝雷架双排竖向支撑，每层贝雷架支架通过U形扣连接，确保稳定性，具体结构如下图：

　　图1 贝雷架结构图

　　支架搭设在系梁的顶部，通过在横梁上方搭设工字钢支撑贝雷架，并在贝雷架上搭设缆风绳，确保支架在施工中的稳定性。

　　双排贝雷支架体系本身稳定性较好，为抵抗拱肋安装时对支架产生的水平推力，顺桥向采用钢管支架搭设平台，横桥向用贝雷架设置连接系(支架每4层贝雷架设置横向支撑)，并采取在支架上设置风缆的办法，确保支架体系的稳定。

　　4 施工工艺操作要点

　　4.1吊装拱段前准备

　　1、复测拱脚段的安装控制数据，修正偏差。

　　2、复测主桥中心线，里程点，修正偏差。

　　3、拱脚段管口下缘，一侧缘焊上靠板。

　　4、检测与标记控制点

　　对加工拱肋段和拱座尺寸进行质量检查，对于拱肋端接头要用样板校验，要在拱肋的两端头标出中线;对拱脚的轴线位置、标高、坡度、预埋件位置和钢管拱定位轴线等进行检查、复核。

　　4.2 吊装主拱段

　　1、两岸对称吊装，从拱脚到拱顶依次进行。吊装时，浮吊就位在预定水域上，并采用定位措施。当起重臂移动至拱肋上方，由起重工将拱肋与吊钩上的吊绳绑扎牢固。绑扎方式为捆绑式，吊点位置要与设计吊点位置相一致。吊起拱肋并保持水平，再将拱肋沿纵向缓缓吊运至拱肋临时托架上。通过调整吊机起重索和牵引绳，使拱肋两端按设计位置放置于拱肋支架上。

　　2、当拱段初步吊装到位后，让管段的下口下缘与侧缘紧贴靠板，调节两管口。基本到位后调整上管口。

　　3、上管用两只千斤顶调节高程(微调)，左右用缆绳调整轴线使拱轴线俯视投影与设计位置吻合。如下图所示：

　　4、边拉与调节同时进行，调节到检测点的高程，里程到位，拱轴线俯视投影与设计位置重合。压下端口组装缝，焊定位焊。上端口用型钢与支撑架固定，锁定缆绳。

　　以上吊装、标高控制、里程控制、拱轴线控制等均用全站仪全程监测，确保满足设计要求。

　　5、用如上方法依次吊装其他段。本桥拱肋根据制作、运输、安装综合考虑，不算拱脚预埋段，分成5段，根据对称安装的原则，合拢段为中段。合拢段是钢管拱形成的关键，是结构体系转换的工序，起到调整全拱各单元体焊接收缩、热膨胀、线型等重要作用，因此，这个过程必须准确采集数据，保证一次成功。

　　首先对环境温度进行连续测量，取得至少48小时的数据，确定合拢的最佳时间，本桥的合拢温度为20℃，工期安排合拢在10月份，决定在无阳光直照时合拢，同时，测量适当间隙量切割下料，一次切出坡口打磨合格，每根管口的测点不少于8个，以保证准确。考虑合拢的对称性，两条拱肋必须连续完成，并及时安装风撑，以免温度变化时造成单侧拱肋偏移。

　　根据合拢操作时间，确定一次合拢两条拱肋，即派专人观测温度变化，待气温降至合拢温度时，马上开始作业，操作过程应平稳进行，不可操之过急。一个合拢段就位固定好后，吊机马上移走吊第二个拱肋，第一个合拢段马上开始修口，固定点焊。两条拱肋全部合拢后，每个接口两个电焊工，四个接口同时开始对称连续作业，直到全部焊完。之后，测量标高与安装轴线进行核对，安装横、斜撑，达到良好效果。

　　6、焊接：现场安装缝的焊接采用全位置单面焊双面成型的工艺，从拱顶到拱底顺序，用4分对称焊、二人对称焊接。按I级要求施焊。焊接电流要根据不同的焊接位置随时调整。焊接环境要符合以下要求：

　　1)风速超过8m/s时，停止焊接。

　　2) 焊接作业区相对湿度低于90%。

　　7、检验：焊接按I级要求进行外观检查及内部检验，内部进行100%的超声波探伤。几何尺寸检验：

　　1)轴线偏位：≤L/6000

　　2)拱圈高程：±L/3000

　　3)对称点高差：≤L/3000

　　检验合格后填写检查记录表。

　　5 效益分析

　　与缆索吊装法相比虽然投入了支架费用，但可以保证钢管拱施工的质量，施工工期也大大缩短，本项目原计划拱肋吊装30天，实际工期18天，初步计算比计划工期提前12天，成本明显降低，经济投入节省了12万元。

　　6 结语

　　贝雷梁-钢管支架拱肋吊装施工工法在环太湖公路及环湖沿路大堤加固工程大钱港大桥拱肋吊装和风撑安装施工中得以应用，从 2012年 10月2日开始施工，到 2012年11月10日全部安装、焊接完成。拱肋和风撑焊接质量检测合格率100%，拱肋线型和标高得到较好控制，满足规范和设计要求。

　　参考文献：

　　[1]王洁;大跨径钢管砼拱桥拱肋吊装施工技术的研究[D];合肥工业大学;2007年

　　[2]马必利;钢管混凝土拱肋吊装的施工控制[J];中外公路;2004年01期

　　[3]陈亮;梁群;;大跨径钢管混凝土拱定位技术概述[J];山西建筑;2011年29期

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