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BIM与拱肋异桥位拼装顶拉就位施工 工程概况 郑万铁路河南段赵河镇跨南水北调干渠特大桥工程原设计施工方案为矮支架拼装竖转就位法，但因为上跨南水北调干渠的环保问题及手续批复、工期等原因，施工方案变更为异桥位拼装顶拉就位法。 异桥位拼装顶拉就位法示意图 该方案拱肋高空吊装作业需要大型吊装设备，在连续梁附近简支梁桥面上进行拱肋拼装，拱肋吊装的费用较高。拱部顶拉施工技术难度较大，但可快速展开施工，可以和连续梁施工平行作业。实践证明该方案可有效节约工期2个月，优越性显著。 郑万铁路河南段赵河镇跨南水北调干渠特大桥主桥采用（74+160+74）m预应力混凝土连续梁-钢管混凝土拱组合结构，全长309.6m。主墩北岸为430#，南岸为431#。主梁采用单箱双室变高度箱形截面，跨中至边支点处最低点梁高4.0m，中支点处梁高8.5m，梁底按圆曲线变化。 主梁共分69个节段，边孔梁段编号为K1—K15、K19，中孔梁段编号为K1—K18，梁拱结合部0号段长为17.0m，K18号中孔合龙段长3.0m，K19号边孔直线段长5.3m。 拱肋采用钢管混凝土结构，计算跨径160m，设计矢高32m，矢跨比为1/5，拱轴线采用二次抛物线。拱肋采用哑铃形截面，截面高度3m，拱肋弦管直径1m，拱肋壁厚16mm。 异桥位拼装顶拉就位施工工艺 拱肋加工 构件加工前，采用Revit 2016建立拱肋三维模型，直观反映各构件的连接情况；采用Navisworks 2016进行碰撞检查，核对构件及构件间相互连接的几何尺寸和连接是否存在不当现象。经过模型核对，检查出发生碰撞3处，优化2处，同时对图纸工程量进行了修订。 施工以单元件制作为基础：钢拱划分为钢管筒节、拱肋分段、横撑单元、拱脚单元及下锚箱单元等。施工组织管理以各单元件为中间产品，进行托盘管理，采用成组技术组织批量生产。按照定人员、定设备、定作业对象、定工艺方案、定场地的“五定原则”组织生产，形成单元件的物流网生产。 工程所有构件全部采用计算机放样，非次要构件均采用数控编程下料，以保证构件精度，为现场拼装及安装创造条件。放样前，放样人员必须熟悉施工图和工艺要求，如发现施工图有遗漏或错误，以及其他原因需要变更施工图时，必须取得原设计单位签具的设计变更文件，不得擅自修改。放样工作完成后，对放大样和样杆、样板（或下料图）进行自检，无误后报专职检验人员检验。 根据工程结构要求，构件切割应首先采用数控、等离子、自动或半自动气割，以保证切割精度。钢管采用数控相贯线切割机下料，以保证相贯线几何尺寸的精度。管口的光洁度为确保焊接质量打下有力基础。 2 m节段拱肋制造示意图 长节段拱肋制造示意图 支架及拱座设计 在简支梁侧采用Φ 920mm（壁厚10mm）螺旋钢管搭设拼拱支架，每侧拱肋下方共布置4组，每组支架之间纵横向采用花架支撑连接成整体。搭设拼拱支架的同时，在梁面铺设2组4条轨道，安装顶拉轮箱组贝雷梁及临时拱座。拼拱支架需经过验收方可进入下道工序。 支架基础根据每根钢管立柱的竖向荷载和地基承载力进行专门设计。地基承载力按150kPa考虑，支架基础3、4、5、6长宽高为3.50m×3.50m×0.75m，支架基础1、2、7、8长宽高为1.6m×1.6m×0.8m，均配置双向钢筋网片，C30混凝土顶面设置预埋钢板。支架基础同时考虑了雨季排水，以避免不均匀沉降。 临时拱座和钢管拱间连接采用抱箍与钢管拱焊接。承重抱箍和锚箱间采用精轧螺纹钢连接，锚箱和横向配梁（贝雷梁）间采用高强螺栓连接。 临时拱座三维模型及现场 施工现场布置 拱肋运输到施工现场后，进行精确放样抄平。在专门制作的马凳上，将运输节段拼装焊成吊装节段。郑万铁路河南段赵河镇跨南水北调干渠特大桥位于直线上，平坡，较适合采用顶拉就位方案。钢管拱节段进场到位后，根据安装对接位置，在433#—438#墩简支梁范围内（（74+160+74）m连续梁大里程侧）设置钢管拱安装支架，在支架上安装拱肋，采用2台130 t轮胎式吊车在桥面上吊装。 工程采用1 3 0 t 吊车在简支梁梁面上吊装拱肋。130 t吊车自质量100 t（含配重），大臂按40 t考虑，起吊荷载按照20 t计算。最不利支腿荷载=（100-40）/ 4+40/2+20/2=45 t，粗略计算接近于顶拉行走时的轮压46 t。计算轮压时，轮压荷载在简支梁上的分布宽度为1.4 m。所以，为确保安全，在吊车支腿下方设置纵桥向长2.0 m、宽0 . 5 m的垫脚板。垫脚板用14号工字钢满焊组拼。 顶拉过梁验算 利用MIDAS软件建立有限元模型，对顶拉过梁进行验算。结果显示，连续梁主梁纵向受力性能：考虑主梁自质量、预应力、混凝土徐变、顶拉拱架荷载、基础不均匀沉降和温度荷载作用下，主梁正截面抗弯承载力、正截面抗裂性能及斜截面抗裂性能均满足规范要求，