钢管拱拱肋安装技术(一).docVIP

支井河特大桥钢管拱肋节段拼装施工技术 中铁十三局集团第一工程有限公司 袁长春 内容提要：沪蓉国道主干线湖北沪蓉西（宜昌至恩施）高速公路支井河特大桥主桥为1-430m上承式钢管砼拱桥，其拱肋轴线采用悬链线，是目前世界上同类桥梁跨径最大者。拱肋纵向分30个节段，采用无支架缆索吊机安装，两岸对称悬拼、齐头并进至跨中合龙的斜拉扣挂法施工。介绍了拱肋节段拼装系统的施工设计方案、计算分析等。 关 键 词：拱桥 拼装 悬链线 上承式 斜拉扣挂法 缆索起重机 1. 工程概况 1.1工程简介 湖北沪蓉国道主干线是我国公路主骨架网“五纵七横”中的“一横”，湖北省宜昌至恩施高速公路是其重要的组成部分，是鄂西南地区必不可少的重要运输通道。沪蓉西21合同段工程是该项目中施工条件最恶劣、施工难度最大的工程之一，其中支井河特大桥位于巴东县野三关镇支井河村一组， 大桥宜昌侧（东侧）接漆树槽隧道出口，恩施侧（西侧）接庙垭隧道进口，由于桥隧紧密相连，两侧均为陡峻的悬崖峭壁，交通运输条件之恶劣、施工场地之狭小、工程之艰巨为全路段之最。 1.1.1结构型式 支井河特大桥中心桩号为K120+433.507，起点桩号为K120+170.037，终点桩号为K120+715.577，桥梁全长545.54m。主桥为1-430m上承式钢管砼拱桥，引桥为简支梁桥；桥跨布置为1×36m（引桥）+1×19.1m+19×21.4m+1×19.1m（主桥）+2×27.3m（引桥）。桥台采用扩大基础，引桥墩采用桩基础，过渡墩直接座于拱座上；桥台身为钢筋砼结构，引桥墩（D3墩）为矩形实体墩，过渡墩为钢筋砼薄壁空心墩，其中D1墩墩身高82.383m，D2墩墩身高73.872m；桥面板采用预应力砼箱梁，先简支后连续；桥面铺装为6cm防水砼和9cm沥青砼，全桥在两过渡墩和两桥台位置各设一道伸缩缝。 主拱桥拱轴线采用悬链线，计算跨径430m，计算矢高78.18m，矢跨比1/5.5，拱轴系数1.756。拱肋采用钢管混凝土主弦管和箱形钢腹杆组成的空间桁架结构，截面高度从拱顶6.5m变化到拱脚13m，拱肋宽度为4m，两肋间距13m，以20道“米”字横撑相连。主拱圈钢管外径1200mm，管壁厚度：拱脚下弦1/8跨为35mm，1/4跨为30mm，其余下弦及上弦均为24mm，钢管内填充C50砼。主桥拱上立柱为□1400mm×1000mm的钢箱（内壁加劲）与钢箱横联组成的格构体系，高度为3.153m～71.866m，拱上盖梁亦为整体钢箱结构。 桥型总体布置见图1。 图1 桥型总体布置图 1.1.2 技术标准 （1）公路等级：高速公路； （2）设计行车速度：80km/h； （3）路基宽度：24.5m； （4）设计荷载：活载：汽车-超20级，挂车-120；温度荷载：全桥整体升温：+30℃；整体降温：-30℃； （5）设计洪水频率：1/300； （6）地震烈度：Ⅵ度，按Ⅶ度设防。 1.2项目环境 1.2.1地形地貌 支井河特大桥地处构造侵蚀溶蚀峰丛峡谷低中山区，山顶高程为1415m，河床高程660m，相对高差755m，地形上属不对称“V”字型峡谷，两岸地形变化极为复杂，谷深陡坡、悬崖连绵，整体呈现纵坡陡峻、横坡起伏变化、切割强烈的幽谷地貌景观。东岸沿桥轴线为陡缓相间的折线陡坡，桥面下方斜坡由下至上坡度变化为45°～30°～20°～45°～64°～73°，桥面上方坡度为42°陡坡，仅在760～810m高程为缓坡带，拱座及桥台位于64°～73°急陡坡及陡崖地段，平面投影范围对应的地面高程850～888m。西岸下方为悬崖峭壁，崖肩高程855m，以上为40°陡坡，拱座位于崖肩以上地带，平面投影范围对应的地面高程887～904m。在高程660～665m段为深切河谷，河流总体由北流向南，河谷谷底宽30m。 318国道于拟建桥位北4km以外通过，桥位处交通闭塞，通行条件极差。 1.2.2地质、水文 1.2.2.1地质 岩体裂隙发育一般，岩性坚硬，整体稳定性及持力层条件较好。从两岸钻孔揭露来看，东岸裂隙不甚发育，西岸地表陡岩边缘岩体沿节理松弛开裂、溶蚀，形成稳定性较差的危岩体。 1.2.2.2地表水 支井河特大桥跨越的支井河，全长数十公里，流域面积大，总落差1000余米，平均坡降18％，年迳流量达亿立方米，为常年性河流。河床宽30m，水随季节变化大，调查最高洪水位高出河床约3m，远低于拟建桥面，对拱桥无影响。据支井河水质分析成果：PH值8.24，硬度111.9mg／Ｌ，矿化度169.98mg／Ｌ，水化学类型为HC03·Ca型，属中性微硬淡水。参照《公路工程地质勘察规范(JTJ064—98)》结合区域水文地质条件综合判断，桥址区地表水、地下水水质均较好，对砼无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。 1.2.2.3地下水 钻孔未揭