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摘要：钢桁架拱桥造型美观、跨越能力强，具有良好的景观效应，在我国具有广泛的应用前景，但目前大跨度钢桁架拱桥施工技术尚不完善。本文结合某实体工程的成功实践，详细阐述了大跨度钢桁架拱桥的施工方案和施工方法，可供同类桥梁施工参考。
关键词：大跨度钢桁架拱桥；施工方案；施工方法。
中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：
1工程概况
某钢桁拱桥主桥上部设计采用跨径组合为：190m＋552m＋190m的三跨连续中承式钢桁系杆拱桥，全桥布置有上下两层系杆，间距11.83m，上层采用“H”断面钢结构系杆，下层采用“H”断面钢结构系杆＋体外预应力索，钢结构系杆端部与拱肋下弦节点相连接，下层体外预应力索锚固于节点端部。吊杆横向间距与桁宽相同为29m，纵向间距与主桁节间布置相同，吊杆采用两根φ7－109丝的高强平行钢丝束。大桥桥址区地震基本烈度为VI度。该桥施工水域航道狭窄，水下地形复杂，航运繁忙，施工作业与航运之间的矛盾十分突出；大桥两岸地形陡峭，沿线建筑物密集，地下管网错综复杂，没有可供利用的施工场地，拆迁工作量大，施工组织难度极大；大桥结构构造尺寸大、空中位置高，杆件尺寸与重量大，安装难度大；为保证主跨钢桁拱零应力（自然）合拢，在边、中支点实施顶升，难度特别大；主跨拱结构零应力合拢难度大；主跨桁拱施工工艺复杂，桥梁跨度大，施工缺少足够经验，施工难度大。
2施工方案
该桥施工方案为：南主墩和北侧河滩部分基础利用枯水季节施工，同时搭设南北码头和栈桥。主桥上部先安装桁拱，待拱肋合拢后，再安装吊杆和桥面梁系，钢桁拱用拱上爬行架梁吊机从边跨向跨中悬臂安装，边跨安装时搭设少支架辅助支撑。钢桁构件出厂后用驳船运输至施工现场，通过码头和栈桥运输至堆场存放和预拼。边跨钢桁构件利用枯水季节安装，构件直接从栈桥上起吊。中跨桁拱用架梁吊机全悬臂安装，栈桥范围以内的构件直接从栈桥上起吊，水上构件在安裝位置下方河道上设置定位船，构件预拼好后用驳船运输至安装位置下方。中跨桁拱安装跨越主航道上空时，通过两侧部分桁节异步安装，实现两次航道转换，始终保持一个不小于120m宽的航道畅通。待中跨桁拱合拢后，从两侧向跨中逐跨安装吊杆、横梁、系梁和桥面板，构件利用设在过渡墩处的起重设备从栈桥上起吊，通过下层轻轨轨道梁运输至安装位置进行安装。工作业对桥轴线上下游各250m的水域有影响，为施工水域。码头和栈桥设在桥轴线上游侧，北侧码头设在观音梁外沿，南码头设在现中石化油趸船内侧，码头和构件堆场用栈桥连接。
3施工方法
主桥上部钢梁用桅杆式拱上爬行架梁吊机从两端向跨中逐跨悬臂拼装。边跨安装时搭设支架辅助支承，首先用塔吊安装1＃、2＃桁节，形成起始安装作业面，作为架梁吊机安装平台，安装架梁吊机，进行试吊，用架梁吊机安装边跨其余桁节至中支点处，形成间支梁后，按设计和施工监控的要求调整边跨线形，将中支点活动支座临时固定，继续用架梁吊机悬臂拼装中跨桁拱。在桁节悬臂拼装工程中应及时在边跨端部设计制定的几个桁节内进行压载配重，每边跨压重数量在3500～4000t左右，采用钢材作为配重材料，确保桁节悬臂拼装过程中的倾覆稳定系数不小于1.3。为有效增加悬臂梁自身刚度，控制悬臂端在自重作用下的下绕幅度，在中支点顶部桁拱上安装吊索塔架，利用吊索塔架在中跨悬臂端适当位置和边跨端部桁拱之间设置两对斜拉吊索，与桁拱一起共同受力。边跨安装时能够安装的构件均一次安装到位，中跨只安装拱肋和吊杆，待拱肋合拢后，从两端用汽车吊机逐跨安装桥面梁系和桥面板。
具体施工为：（1）边跨安装支架。边跨钢桁构件安装时需搭设支架辅助支撑，支架采用φ1500mm嵌岩桩基础，单桩承载能力按500t控制设计，2.0m厚钢筋混凝土承台。 用φ1000mm×20mm的钢管作支撑立柱，每边跨均布置5排支架，每排支架均按最大悬臂时的荷载控制设计，按6m一节在工厂加工制作，采用法兰接头连接，各钢管之间每隔6m，用φ600mm钢管设置一道水平联系，各墩之间每个18m，用万能杆件设置一道水平连续，以提高支架的整体稳定性。（2）边跨钢桁构件安装。边跨安装时应根据中跨桁拱合拢方式和支墩的弹性变形，根据设计院提供的参考数据，计算出边支点、临时支墩和中支点的初始座标，设置合适的预拱度，同时安装好桁拱合拢调节装置。边跨1#、2#桁节用塔吊直接安装，其他节间均用架梁吊机悬臂安装。安装时，应严格进行压载配重，确保施工安全。边跨未形成间支梁前，应将边支点设置成固定支座。边跨构件预拼好后，用构驳船转运至南岸码头，然后通过栈桥运输至安装地点起吊。边跨钢梁安装到中支点形成间支梁后，应对横梁的平面位置和轴线偏差进行校验，及时进行调整，避免误差积累，增大合拢难度。检验符合要求后，将中支点临时固定，同时解除边支点临时约束，将边支点设为活动支座。（3）中跨桁拱安装。中跨桁拱用架梁吊机悬臂拼装，有栈桥的部位，构件直接在栈桥上起吊，水上部分需要用驳船运输到安装桁节下方河道上定点起吊，为提高安装效率，需在水上设置定位船，用400t方驳做定位船，锚缆采用φ50锚链，以尽量减小定位船占用水域，缓解施工作业与航运之间的矛盾。中跨安装一定的节段形成较小的悬臂时，应选择恰当的时机对两侧桁拱的轴线和高程进行联测，及时调整轴线误差和中支点高程。中跨桁拱安装的同时，开始安装扣塔，待桁拱安装到168m和228m时，分别安装两对斜拉扣索，并根据两侧桁拱的实测高程对通过理论计算得出的斜拉索初始张拉力进行调整，对中跨合拢误差进行预控，减小合拢难度。（4）中跨合拢。中跨合拢按照先下弦，后上弦，再斜杆，最后合龙平联的顺序进行，见图2。具体步骤为：①北主桁安装至A35节点，南主桁安装至A36节点时，利用凌晨气温恒定，无阳光偏晒得影响时机实测合龙节间参数，安装南北边支点竖向顶升千斤顶，南边中支点纵向顶移千斤顶。②根据实测误差结合理论分析，升降边支点，初步调整合龙口高差，根据现阶段实测数据分析，由于南边跨安装时，已向跨中进行了预偏，体系温度为+10℃时，合龙段纵向误差在-40~+20mm以内，可满足吊装主桁杆件需要。③吊装下弦杆，用50%的冲钉与北E35节点连接，吊装斜杆，用50%的冲钉与北A35节点连接，吊装上弦杆北南合龙段分别与北A35、南A36节点用50%冲钉连接。④连接24小时观测合龙口误差，解算下弦杆+10℃时的实际误差值，若误差不符合要求，则启用误差调整措施，调整顺序为轴线→高差→纵向，对位下弦椭圆孔，安装定位销，利用温度变化合拢下弦。⑤实测上弦合龙口误差，升降边支点调整上弦转角，安装上弦合拢口顶拉千斤顶，强制合龙上弦临时铰，用锥形冲钉强制合龙上弦。⑥利用锥形冲钉结合温度变化合龙斜杆。⑦上下弦杆、斜杆合拢后立即在E35、E36、A35、A36及上弦合拢口打足70%的冲钉，安装30%的高拴并一般拧紧，同时解除南主墩支座纵向限位。⑧将合拢段冲钉置换成高拴并且100%终拧。⑨安装上下弦平联杆件，拆除边跨临时节间及其压重。连续48小时观测主桁内力变化及位移。⑩合拢段安装完毕后，应在最短的时间内，将中支点活动支座的临时固接解除，实现连续梁体系转换。然后，拆除边跨配重压载，将边跨横梁顶升至设计标高，二次浇注过渡墩墩身混凝土，钢梁永久支座。（5）吊杆、桥面梁系及附属设施安装安装。桥面梁系包括横梁、系梁和正交异性桥面板，待主桥合拢和两侧引桥施工结束后，在上层桥面板上用汽车吊机逐跨安装，同时张拉吊杆，调节桥面标高。所有构件均通过设置在过渡墩处的塔吊转运到上层桥面，用小车运输。待桥面合拢后，张拉下层系杆体外预应力束。附属设施在桥面安装结束后，进行安装。
图1钢梁施工方法示意图 图2 跨中杆件合拢顺序立面图
4结语
大跨度钢桁架拱桥施工应根据工程结构形式，充分考虑现场水文地质条件、地形地貌条件、交通运输条件和施工外部环境等多种因素；并且由于采用大悬臂拼装，施工安全、合拢精度和成桥线形受多种复杂因素的影响，施工时还应制定详细的监测方案，对全桥施工中根据合拢方式给定支点预拱度、支座应力应变监测、最大受力杆件的应力应变监测、典型断面的应力应变监测、温度变化对杆件内力产生的影响、斜拉索初始张拉应力及应力应变监测、桁拱合拢监测等进行监控，确保施工的安全、工程质量和进度。
参考文献
[1]岳丽娜,陈思甜.钢桁梁桥施工架设方法研究综述[J].公路交通技术.2006.3
[2]万鹏,郑凯峰.国内外钢拱桥面外稳定检算的相关规定比较[J].中外公路.2005.6
[3]孙海涛.大跨度钢桁架拱桥关键问题研究[D].上海:同济大学.2007
作者简介：
范海明，男，（1973--），四川成都人，本科，工程师，主要从事新建铁路建设工作。
关键词：大跨度钢桁架拱桥；施工方案；施工方法。
中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：
1工程概况
某钢桁拱桥主桥上部设计采用跨径组合为：190m＋552m＋190m的三跨连续中承式钢桁系杆拱桥，全桥布置有上下两层系杆，间距11.83m，上层采用“H”断面钢结构系杆，下层采用“H”断面钢结构系杆＋体外预应力索，钢结构系杆端部与拱肋下弦节点相连接，下层体外预应力索锚固于节点端部。吊杆横向间距与桁宽相同为29m，纵向间距与主桁节间布置相同，吊杆采用两根φ7－109丝的高强平行钢丝束。大桥桥址区地震基本烈度为VI度。该桥施工水域航道狭窄，水下地形复杂，航运繁忙，施工作业与航运之间的矛盾十分突出；大桥两岸地形陡峭，沿线建筑物密集，地下管网错综复杂，没有可供利用的施工场地，拆迁工作量大，施工组织难度极大；大桥结构构造尺寸大、空中位置高，杆件尺寸与重量大，安装难度大；为保证主跨钢桁拱零应力（自然）合拢，在边、中支点实施顶升，难度特别大；主跨拱结构零应力合拢难度大；主跨桁拱施工工艺复杂，桥梁跨度大，施工缺少足够经验，施工难度大。
2施工方案
该桥施工方案为：南主墩和北侧河滩部分基础利用枯水季节施工，同时搭设南北码头和栈桥。主桥上部先安装桁拱，待拱肋合拢后，再安装吊杆和桥面梁系，钢桁拱用拱上爬行架梁吊机从边跨向跨中悬臂安装，边跨安装时搭设少支架辅助支撑。钢桁构件出厂后用驳船运输至施工现场，通过码头和栈桥运输至堆场存放和预拼。边跨钢桁构件利用枯水季节安装，构件直接从栈桥上起吊。中跨桁拱用架梁吊机全悬臂安装，栈桥范围以内的构件直接从栈桥上起吊，水上构件在安裝位置下方河道上设置定位船，构件预拼好后用驳船运输至安装位置下方。中跨桁拱安装跨越主航道上空时，通过两侧部分桁节异步安装，实现两次航道转换，始终保持一个不小于120m宽的航道畅通。待中跨桁拱合拢后，从两侧向跨中逐跨安装吊杆、横梁、系梁和桥面板，构件利用设在过渡墩处的起重设备从栈桥上起吊，通过下层轻轨轨道梁运输至安装位置进行安装。工作业对桥轴线上下游各250m的水域有影响，为施工水域。码头和栈桥设在桥轴线上游侧，北侧码头设在观音梁外沿，南码头设在现中石化油趸船内侧，码头和构件堆场用栈桥连接。
3施工方法
主桥上部钢梁用桅杆式拱上爬行架梁吊机从两端向跨中逐跨悬臂拼装。边跨安装时搭设支架辅助支承，首先用塔吊安装1＃、2＃桁节，形成起始安装作业面，作为架梁吊机安装平台，安装架梁吊机，进行试吊，用架梁吊机安装边跨其余桁节至中支点处，形成间支梁后，按设计和施工监控的要求调整边跨线形，将中支点活动支座临时固定，继续用架梁吊机悬臂拼装中跨桁拱。在桁节悬臂拼装工程中应及时在边跨端部设计制定的几个桁节内进行压载配重，每边跨压重数量在3500～4000t左右，采用钢材作为配重材料，确保桁节悬臂拼装过程中的倾覆稳定系数不小于1.3。为有效增加悬臂梁自身刚度，控制悬臂端在自重作用下的下绕幅度，在中支点顶部桁拱上安装吊索塔架，利用吊索塔架在中跨悬臂端适当位置和边跨端部桁拱之间设置两对斜拉吊索，与桁拱一起共同受力。边跨安装时能够安装的构件均一次安装到位，中跨只安装拱肋和吊杆，待拱肋合拢后，从两端用汽车吊机逐跨安装桥面梁系和桥面板。
具体施工为：（1）边跨安装支架。边跨钢桁构件安装时需搭设支架辅助支撑，支架采用φ1500mm嵌岩桩基础，单桩承载能力按500t控制设计，2.0m厚钢筋混凝土承台。 用φ1000mm×20mm的钢管作支撑立柱，每边跨均布置5排支架，每排支架均按最大悬臂时的荷载控制设计，按6m一节在工厂加工制作，采用法兰接头连接，各钢管之间每隔6m，用φ600mm钢管设置一道水平联系，各墩之间每个18m，用万能杆件设置一道水平连续，以提高支架的整体稳定性。（2）边跨钢桁构件安装。边跨安装时应根据中跨桁拱合拢方式和支墩的弹性变形，根据设计院提供的参考数据，计算出边支点、临时支墩和中支点的初始座标，设置合适的预拱度，同时安装好桁拱合拢调节装置。边跨1#、2#桁节用塔吊直接安装，其他节间均用架梁吊机悬臂安装。安装时，应严格进行压载配重，确保施工安全。边跨未形成间支梁前，应将边支点设置成固定支座。边跨构件预拼好后，用构驳船转运至南岸码头，然后通过栈桥运输至安装地点起吊。边跨钢梁安装到中支点形成间支梁后，应对横梁的平面位置和轴线偏差进行校验，及时进行调整，避免误差积累，增大合拢难度。检验符合要求后，将中支点临时固定，同时解除边支点临时约束，将边支点设为活动支座。（3）中跨桁拱安装。中跨桁拱用架梁吊机悬臂拼装，有栈桥的部位，构件直接在栈桥上起吊，水上部分需要用驳船运输到安装桁节下方河道上定点起吊，为提高安装效率，需在水上设置定位船，用400t方驳做定位船，锚缆采用φ50锚链，以尽量减小定位船占用水域，缓解施工作业与航运之间的矛盾。中跨安装一定的节段形成较小的悬臂时，应选择恰当的时机对两侧桁拱的轴线和高程进行联测，及时调整轴线误差和中支点高程。中跨桁拱安装的同时，开始安装扣塔，待桁拱安装到168m和228m时，分别安装两对斜拉扣索，并根据两侧桁拱的实测高程对通过理论计算得出的斜拉索初始张拉力进行调整，对中跨合拢误差进行预控，减小合拢难度。（4）中跨合拢。中跨合拢按照先下弦，后上弦，再斜杆，最后合龙平联的顺序进行，见图2。具体步骤为：①北主桁安装至A35节点，南主桁安装至A36节点时，利用凌晨气温恒定，无阳光偏晒得影响时机实测合龙节间参数，安装南北边支点竖向顶升千斤顶，南边中支点纵向顶移千斤顶。②根据实测误差结合理论分析，升降边支点，初步调整合龙口高差，根据现阶段实测数据分析，由于南边跨安装时，已向跨中进行了预偏，体系温度为+10℃时，合龙段纵向误差在-40~+20mm以内，可满足吊装主桁杆件需要。③吊装下弦杆，用50%的冲钉与北E35节点连接，吊装斜杆，用50%的冲钉与北A35节点连接，吊装上弦杆北南合龙段分别与北A35、南A36节点用50%冲钉连接。④连接24小时观测合龙口误差，解算下弦杆+10℃时的实际误差值，若误差不符合要求，则启用误差调整措施，调整顺序为轴线→高差→纵向，对位下弦椭圆孔，安装定位销，利用温度变化合拢下弦。⑤实测上弦合龙口误差，升降边支点调整上弦转角，安装上弦合拢口顶拉千斤顶，强制合龙上弦临时铰，用锥形冲钉强制合龙上弦。⑥利用锥形冲钉结合温度变化合龙斜杆。⑦上下弦杆、斜杆合拢后立即在E35、E36、A35、A36及上弦合拢口打足70%的冲钉，安装30%的高拴并一般拧紧，同时解除南主墩支座纵向限位。⑧将合拢段冲钉置换成高拴并且100%终拧。⑨安装上下弦平联杆件，拆除边跨临时节间及其压重。连续48小时观测主桁内力变化及位移。⑩合拢段安装完毕后，应在最短的时间内，将中支点活动支座的临时固接解除，实现连续梁体系转换。然后，拆除边跨配重压载，将边跨横梁顶升至设计标高，二次浇注过渡墩墩身混凝土，钢梁永久支座。（5）吊杆、桥面梁系及附属设施安装安装。桥面梁系包括横梁、系梁和正交异性桥面板，待主桥合拢和两侧引桥施工结束后，在上层桥面板上用汽车吊机逐跨安装，同时张拉吊杆，调节桥面标高。所有构件均通过设置在过渡墩处的塔吊转运到上层桥面，用小车运输。待桥面合拢后，张拉下层系杆体外预应力束。附属设施在桥面安装结束后，进行安装。
图1钢梁施工方法示意图 图2 跨中杆件合拢顺序立面图
4结语
大跨度钢桁架拱桥施工应根据工程结构形式，充分考虑现场水文地质条件、地形地貌条件、交通运输条件和施工外部环境等多种因素；并且由于采用大悬臂拼装，施工安全、合拢精度和成桥线形受多种复杂因素的影响，施工时还应制定详细的监测方案，对全桥施工中根据合拢方式给定支点预拱度、支座应力应变监测、最大受力杆件的应力应变监测、典型断面的应力应变监测、温度变化对杆件内力产生的影响、斜拉索初始张拉应力及应力应变监测、桁拱合拢监测等进行监控，确保施工的安全、工程质量和进度。
参考文献
[1]岳丽娜,陈思甜.钢桁梁桥施工架设方法研究综述[J].公路交通技术.2006.3
[2]万鹏,郑凯峰.国内外钢拱桥面外稳定检算的相关规定比较[J].中外公路.2005.6
[3]孙海涛.大跨度钢桁架拱桥关键问题研究[D].上海:同济大学.2007
作者简介：
范海明，男，（1973--），四川成都人，本科，工程师，主要从事新建铁路建设工作。