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大跨度钢管混凝土拱桥拱肋线形控制技术

1、工程概况

九畹溪大桥属于三峡工程配套项目，位于三峡库区湖北省秭归县境内，全长

221.5m，该桥为净跨160同等截面悬链线钢管混凝土上承式拱桥，主拱圈采用两根d

=1.0m的钢管，坚向呈哑铃形，拱肋高2.4m。f0/L0=1/6，m=1.495109,净矢高为26.67m。拱上结构为装配式钢筋混凝土空心板，板长12.66m。桥位处地形陡峭，两岸悬崖峭壁，无施工场地。该桥由于受三峡库区大坝水位影响，桥面标高216.77m，离现有水面160m高，该桥地处风口，风大，风力最大可达七级以上。两岸岩石裸露，岩石垂直节理发育。大桥主拱圈同两条拱肋通过横、平联连成整体，拱肋中心距为7m，考虑该桥特殊的地形和运输的方便，拱肋共分15段双肋整体吊装，最重段26t，最轻段为全扰段12t。段与段之间采用法兰盘以高强螺栓连接。

全桥主要的施工方法为：钢管在工厂加工，采用12mmQ235钢板卷制而成，经长江运至香溪码头，然后用汽车运到工地，经过半跨单肋试拼和相邻段整体立体试拼后，采用缆索吊双肋悬拼全扰。钢管拱内混凝土灌注采用两岸对称、上下游不对称的方式泵送，并利用扣索参与承担荷载代替施工加载。拱上钢管立柱利用缆索吊整体吊装，钢管立柱内混凝土采用高位抛落法灌注。桥面大孔板沿接线路基预制，采用缆索吊安装。

2、线形控制基本概况

九畹溪大桥跨度大，采用双肋悬拼吊装方案，安装难度较大，再加上分段多，另外钢管长途运输，易变形，对保证拱轴线增加了一定的难度。为了保证全桥拱轴线，决定在现场除采用单肋半跨平拼外，还进行相邻段整体立体试拼。拱上结构施工严格按照加载程序确保全桥上下游和两岸均对称加载。由于严格控制了钢管拱肋加工、试拼、钢管拱安装、管内混凝土泵送及拱上结构施工，全桥竣工后，拱轴线完全符合设计要求。

具体做法

钢管拱加工

为了保证加工质量，该桥的钢管选择在工厂加工。加工时按照1：1拱轴线放大样，由于钢材的热膨胀系数较大，该桥又是在夏天高温季节加工，还考虑了温度修正，全桥拱肋加工完成后，在厂内进行了试拼，合格后才运至工地，保证了加工精度。

钢管拱单肋平拼

为了校正钢管拱运输的变形，确定拱肋横联位置，在工地进行了半跨平拼，将钢管拱肋每半跨依次试拼，中间合拢段与相邻第七段均试拼。试拼的目的就是检验拱肋是否一设计拱轴线相符，对立柱位置进行检查校正，对接头坐标进行精确测量，并确定项联位置，为将对应拱肋连成整体提供了依据。在试拼时每段之间法兰盘用螺拴拧紧，以减少因法兰盘之间的空隙造成的误差。

钢管拱相邻段整体立拼

经试拼后发现，加工后的每段拱肋的接头截面倾角、坐标与设计有一定的偏差，即上下游两对应段断截面并不在同一截面上，因此，为了确定横连位置，保证空中连接的顺利和质量，必须进行立拼。立拼场地铺有两条双线铁路，线间距与拱肋中心距机同，都为7m，立拼胎具为经过加工可以调整的轨道平车。立拼方法：将经过单肋试拼的第一段两条对应拱肋在胎架上通过横连连成整体，并与地面所作拱轴线控制点相对应，并保证0号截面的倾角和坐标，然后第2段与第相连，第2段要与第1段在同一直线上后，将第1段运走，第2段再与第3段试拼，直至合拢段，合拢段与相邻第7段均要立体试拼。采用相邻段立体试拼法在不需要太大场地的情况下达到了检查拱轴线目的。相邻段整体立拼，模拟拱肋在空中连接，确保空中安装顺利，保证拱轴线形。该工序是保证双肋整体吊装成功的关键。

钢管拱肋的安装

由于吊装前钢管拱的拱轴线经过了严格检查，钢管拱合拢后，拱轴线完全符合设计要求。在安装拱肋时，主要保证以下几个方面，就可以达到控制线形的目的：(10拱座施工时封底钢板预埋；(2)拱肋安装时的控制；(3)合拢时的控制。

封底钢板的预埋

封底钢板的预埋精度直接影响钢管拱的拱轴线，设计上对封底钢板没有加固措施，在灌注混凝土前，将封底钢板精确定位后，在钢板下焊接钢管和钢轨将钢板固定牢固，确保灌注混凝土时，封底钢板位置不变化。在安装钢管拱前，在钢板上划出十字线，及钢管拱的外轮廓线，并在离轮廓线1cm处焊接加劲肋板，在吊装拱脚侕地做临时支撑，也做永久性的肋板。

拱肋安装时的控制

首先在吊前必须调平，以免增加安装时的难度，就位时先在下弦管打入几个冲钉，以确保连接处为铰接，然后采用倒链调整风缆，方向到位后，利用扣索同时调整两肋扣索，这时将两肋的标高调平到达要求标高后，固定扣索，初拧高强螺栓，放松超重索。

合拢调整

合拢段吊装就位后通过四个方向的倒链使合拢段位置正确。然后从拱顶向脚依次调整扣索，每次调整不高控制下降约1cm为宜，如此反复直至合拢。合拢段要做如下处理：合拢段要焊接导向管，或者在第7段端头设置托梁，防止合