摘要：拱桥施工具有一定复杂性和特殊性，由于拱桥吊装过程中其结构存在一定柔性，为满足拱桥设计要求，需控制好拱肋安装精度。而在钢管拱施工过程中，节段质量误差、扣塔偏位以及温度影响等都会影响钢管拱结构安装精度，给钢管拱施工质量造成不利影响。本文以下承式钢管混凝土系杆拱桥为例，探讨如何开展钢管拱施工控制，仅供相关人员参考。
关键词：钢管拱；施工；控制
引言
现代社会经济与科技飞速发展，桥梁结构类型更为丰富，钢管拱桥的应用更为普遍。钢管拱属于钢与混凝土的组合结构，实质上是将混凝土填充至钢管内，在钢管径向约束下，混凝土膨胀受到一定限制，且处于三向受压状态，此时混凝土抗压强度明显提升，钢管拱施工工艺简单，吊装重量轻，混凝土浇筑便捷，因而受到工程建设单位的高度重视。
1工程概况
本文以新建铁路郑州-万州铁路河南段石梁河特大桥1-128m下承式钢管混凝土系杆拱桥为例，探讨钢管拱施工工艺及质量控制方法。该钢管拱工程以悬链线线型为拱轴线形式，经计算，该拱桥矢跨比为1/5，计算跨径为128m，矢高为25.6m，依据拱顶至计算点之间距离可计算出悬链线具体数值。该工程主桥共设两道拱肋，就拱肋规格来看，其外径为φ1200mm，壁厚为δ=20mm，截面呈哑铃型，拱肋钢管之间的连接主要通过腹板来实现，腹板规格为δ=16mm。于圆形钢管内掌握好固定间隔，设置加劲环，于腹板之间设对拉拉杆，此种方式下，当横桥内拱肋内倾9°时，钢管拱可形成提篮式，此时拱顶与拱脚部位拱肋中心距保持稳定，拱顶处两拱肋中心距为9.390m，拱脚处两拱肋中心距为17.40m。该钢管拱为钢-混组合结构，所选用的填充混凝土规格为C55，将此种补偿收缩混凝土天充值钢管及腹腔内，并于拱肋之间设横撑，结合拱顶及拱顶与拱脚之间实际情况选择横撑类型。该钢管拱工程中，拱顶处设X型撑，拱顶至两拱脚间设4道K型横撑。横撑主要采用圆形钢管，主要有φ600、φ500、φ360三种规格，该工程对钢管外表面进行适当防腐处理，钢管内部不填充混凝土。
2钢管拱施工控制
钢管拱施工中应坚持“先梁后拱”的施工流程，为加强工程质量控制，需要选择信誉可靠且实力雄厚的生产厂家作为供应商，制造钢管拱，待预拼后运输至施工现场。经检查确认钢管拱质量可靠后，方可开展钢管拱施工相关操作。
2.1拱脚安装
为保证拱脚安装的可靠性，应在拱脚节段定位施工之前，明确拱脚节段几何尺寸位置，确定拱肋管相关参数，包括轴线尺寸、纵向仰角、横向垂直度等，为拱肋精准安装提供可靠的数据支持。钢管拱施工中，拱脚安装往往与与梁部混凝土协同施工，为加强拱脚安装施工质量控制，需事先对拱肋钢管进行准确定位，以型钢骨架固定拱脚，一般情况下，以型钢骨架对拱脚进行固定时，线性控制范围在±10mm之间，不可超出这一范围，以免影响拱脚定位精准度。
2.2拱肋安装支架及拱肋安装
拱肋安装施工中，所应用的拱肋应在出厂时做好分段加工处理，且钢构件质量经过规范的出厂检验，试拼及线形调整后确定其具备良好的使用性能，方可规范运输至施工现场。在钢管拱施工现场对钢构件进行组拼，焊接成吊装节段，运用超声波和射线探伤方式对焊接进行无破损探伤检测，便于及时发现焊接施工中存在的问题，并加以科学化处理。在拱肋吊装过程中，应坚持由左到右、由拱脚向拱顶的顺序进行分段施工，应科学设置预拱度，仔细检查钢管拱的尺寸与线形，确认无误后在标准温度范围内对拱肋进行焊接施工，随时检查焊缝质量，以免给钢管拱工程埋下质量隐患。在钢管拱安装施工中，钢管拱出厂时应标记好架设安装测量点，于钢管拱吊装节段两段位置标记测量点，该点不可为分段节点圆管最高点，以免影响后续安装施工。
拱肋安装施工中可采取竖转方案开展具体的施工操作，按照里程由大到小的原则对横撑进行安装，为吊机退出提供便利，分阶段将钢管拱运输至施工现场，以塔吊进行起吊作业，以便边跨合拢，之后可对拱肋进行安装。待拱段就位后调整线形，确保节点缝隙、纵横位移及高差等满足钢管拱施工标准，检查合格后焊接牢固。在竖转体系设计及安装方面，需规范扣索安装、扣点安装、扣索穿束等多个施工环节，保证拱肋竖转及合拢的规范性，以免影响钢管拱施工质量。钢管拱拱肋竖转后，调整花篮螺杆，确保拱顶标高满足工程设计要求，带温度适宜后及时固定，以便瞬时完成合拢。
2.3拱肋混凝土灌注
拱肋混凝土灌注施工中，应遵循单根拱肋一次性灌注的施工原则，以输送泵作为主要设备，将混凝土泵送至钢管拱顶部，从而完成混凝土灌注施工操作。拱肋混凝土的灌注，应坚持对称与均衡加载的原则，把握拱肋与拱顶之间的距离，以拱顶为对称中线，开展拱肋混凝土灌注施工，以泵送顶升压浇筑方式对拱肋混凝土进行灌注，以输送泵将混凝土自上而下连续灌注于钢管内，直至钢管顶部冒出混凝土。
拱肋混凝土灌注施工中，一般将混凝土输送泵均匀布置于拱脚附近，在泵机运行过程中保持速度相协调，实际加载应均匀且对策，控制好泵机与拱脚之间的水平距离。与此同时，需科学布置泵送管道与水管路，以推进混凝土泵送施工的规范有序开展。待各项准备工作检查无误后，方可泵送混凝土，于拱肋顶面附近开设排气孔，以保证混凝土压注质量，提高混凝土密实性。在这一施工过程中应当注意，需严格控制好混凝土配比及其坍落度，在混凝土泵送过程中密切观察泵机运行状态，起初保持低速泵送，随着泵机正常运转后可逐渐提高泵送速度。
2.4吊装施工
在这一环节，依照钢管拱工程设计要求，对系梁剩余部分预应力钢束进行张拉，之后以吊机将吊杆穿入下预埋管件中，吊杆索拱上固定端就位，在避免索体损伤的情况下对吊杆索进行安装。应当注意的是，待拱肋混凝土强度满足设计值90%以上，混凝土养护10d之后，方可依照张拉顺序对吊杆进行张拉。整体吊装施工情况如图1所示。
图1整体吊装法示意图
结语
总而言之，钢管拱工程对施工技术与方法的要求较高，一旦施工控制不到位，会严重影响钢管拱工程质量，甚至影响其使用功能的发挥。因此在钢管拱施工中，应从拱脚安装、拱肋安装、拱肋混凝土关注、吊装施工以保护涂装这几个方面入手，加强钢管拱施工质量控制，延长钢管拱的使用寿命。
参考文献
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论文作者:张硕
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/10
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