刘江波
（中交一航局第二工程有限公司，山东青岛 266071）
0 引言
万寿桥主桥为下承式钢管混凝土系杆拱桥，跨越京杭运河Ⅲ级航道（通航净空60m×7m），主跨跨度大且航道繁忙，采用贝雷桁架作为临时梁体，承载力受限，且占用航道，先梁后拱施工难以达到要求。为满足通航条件，主桥采用先拱后梁无支架施工技术，以拱肋作为劲性骨架，优化系梁和横梁预制安装结构形式，通过调整临时索力，平衡拱肋的水平推力，达到最终成桥的目的。
1 工程概况
万寿桥主桥全宽为22m，跨径为85m，矢高为17m，计算矢跨比1/5。全桥共2 片拱肋，呈哑铃形截面，拱肋钢管材料为φ900mm×18mm 的Q345D 钢管，管内压注C50 自密实补偿收缩混凝土。拱肋横向采用1 道四榀风撑、2 道K 撑连接，风撑采用桁架形式，采用了φ600mm×12mm 的钢管。系梁为预应力混凝土结构，箱形断面，跨中高度2.1m，宽度1.5m，顶板、底板、腹板厚度均为0.35m。
中横梁为预应力混凝土T 形截面，高1.75～1.94m，上缘宽1.3m，中间段肋宽0.6m，端横梁为预应力混凝土结构，实心断面，高2.25～2.44m、顶宽3.25m，底宽2.5m，横梁长均为19.1m。全桥共15 对吊杆，边吊杆与拱梁交点距离6.8m，其余吊杆纵向间距5.1m，吊杆采用GJ15-22 钢绞线整束挤压式拉索体系。
2 总体方案分析
2.1 施工技术特点的比选
先拱后梁与先梁后拱施工技术特点对比（见表1）。
表1 先拱后梁与先梁后拱施工技术特点对比表
2.2 方案确定
2.2.1 先拱后梁施工技术确定
为保证航道的正常通行，主桥采用先拱后梁无支架施工技术，分级调整临时索，整体吊装拱肋，分段预制安装系梁和横梁，达到成桥状态。先拱后梁施工技术可以保证拱肋吊装和系梁、横梁预制同步施工，缩短工期，确保航道正常通行。
2.2.2 整体吊装拱肋施工技术确定
每片钢管拱肋划分为5 段，在工厂加工制作，现场拼装，整体吊装焊接，取代现场支架搭设，现场分段安装焊接。
2.2.3 系梁、横梁采用预制安装和现浇湿接段的施工技术
主桥预制系梁一共10 榀，其中A 型6 榀，B 型4榀，系梁通过考虑梁体自重产生的位移变化，设置系梁预拱度，保证系梁成桥后产生的挠度与预拱度抵消。预制中横梁共13 榀，横梁通过预埋吊装结构，采用贝雷架作为反吊结构稳定结构。系梁、横梁采用预制安装和现浇湿接缝的方式，取代支架现浇混凝土结构，避免支架搭设长期占用航道，确保通航正常[1]。
2.3 先拱后梁不同工况下的结构模型
先拱后梁不同工况下的结构模型详见图1。
3 主要施工技术
3.1 主桥施工流程图
万寿桥主桥采用先拱后梁的施工技术，主要施工流程如图2 所示。
图2 万寿桥主桥施工技术流程图
3.2 拱脚、端横梁施工
拱脚现浇段、端横梁采用钢管支架和贝雷梁设计，支架底部基础采用柱下条形基础。支架钢管立柱顶部主梁采用双拼28b＃工字钢，主梁上分布321 贝雷梁作为次梁，次梁上分布12＃工字钢作为分配梁，分配梁上铺设6cm×8cm 方木，间距20cm，方木密度700kg/m3，底模采用20mm 厚竹胶板，立柱间设置斜撑。
3.3 钢管拱肋、风撑安装
主桥2 根吊杆间距5.1m，采用2 台150t 起重船进行拱肋吊装。在拱肋吊装过程中，吊点对称设置在拱肋3#/13#、6#/10#上拱肋内侧20cm 处，单片拱肋吊装重量为88.32t。拱肋吊装时，应选择在温度较低时，用起重船起吊拱肋并运行至安装位置。
该桥共设置1 道四榀风撑和2 道K 型风撑，风撑均采用桁架形式，风撑安装采用起重船起吊，搭设施工平台，在桥位处焊接的工艺。为保证风撑安装的精度，在风撑钢管对接部位设3 个临时托架，临时托架在焊接2 片瓦片钢板后切除，用小型临时抱箍将风撑钢板挤紧、密贴，然后焊接第三片瓦片钢板，两侧拱肋钢管与拱脚段对接后，立即安装风撑，风撑按由跨中向两侧的顺序对称安装。
3.4 吊杆安装
成品吊杆由工厂集中加工，运输至现场。钢管拱肋吊装前，在设计要求位置安装吊杆，吊杆调索表见表2。
表2 吊杆调索表
3.5 拱肋钢管混凝土灌注
拱肋采用泵送顶升法灌注，在拱肋钢管A 外最低点设置压注孔，通过混凝土自重压力由下而上填充管腔。所有排气孔直径均为10mm，上、下钢管排气孔沿拱肋间距5m，左右错开2m 布置，腹腔排气孔设置在顶部位置。拱肋压注混凝土为C50 自密实补偿收缩混凝土，其中第一次拱肋灌注混凝土为110.8m3，第二次拱肋混凝土为117.9m3。
拱肋混凝土采用2 台固定泵车，从两侧拱脚向拱顶对称泵注顶升，先灌注下钢管及从拱脚到第一根吊杆之间腹腔混凝土，后灌注上钢管混凝土。
3.6 系梁施工
主桥系梁一共10 榀，采用现场预制施工。其中A型6 榀，规格为14.3m×1.5m×2.1m，重约84.4t；B 型4 榀，规格为9.2m×1.5m×2.1m，重约54.6t。系梁安装采用150t 起重船作业，系杆节段吊装顺序按先上游侧后下游侧、先两侧后中间对称（见图3）。
图3 系梁1/2 平面（立面）图（单位：cm）
3.7 横梁施工
3.7.1 横梁概况
主桥预制中横梁一共13 榀，每榀中横梁重约66t。安装采用一艘150t 起重船和一艘300t 运输船作业。依次对称吊装顺序为：吊装预制横梁—湿接缝浇筑—穿预应力钢束—张拉。
3.7.2 中横梁吊装临时支撑和贝雷架临时固定方法
安装前，采用临时横撑对两侧系杆进行临时限位，保证系杆在横梁安装过程中稳定，临时横撑采用φ219mm 钢管制作，保证系杆稳定，采用上下双层横撑。
中横梁吊装及安装固定采用贝雷架固定，与横梁腹板主筋焊接成为整体，同时贝雷架上固定32mm 精轧螺纹钢，以便后期连接器顺利连接。
3.7.3 横梁安装工艺
（1）中横梁吊装采用一艘150t 起重船和一艘300t运输船，由运输船将横梁运输到指定位置，利用起重船将中横梁斜方向提起，再将中横梁摆正并调整到正确位置。
（2）待中横梁吊装位置准确后，与固定在系梁上对应的贝雷架通过32mm 精轧螺纹钢连接，上下临时固定螺栓完成中横梁吊装。
（3）横梁固定完成后，进行湿接缝钢筋绑扎、钢绞线穿束、模板安装、混凝土浇筑及张拉压浆等工序。
3.8 现浇桥面板施工
现浇桥面板采用吊模法施工，采用2 台泵车，从拱脚向跨中对称浇筑。浇筑时，严格控制2 台泵车的浇筑步距和浇筑速率。
4 主要的创新施工技术应用
4.1 先梁后拱优化为先拱后梁施工技术
万寿桥下承式钢管系杆拱桥采用先拱后梁无支架施工，拱肋整体安装。通过节段张拉临时索，逐个吊装预制系梁和横梁节段完成系杆拱主要受力构件安装。与无支架缆索吊装法相比，节省索塔和临时吊索的费用，克服软弱地基缆索后锚的技术难题。与传统的先梁后拱支架法安装相比，满足航道通行的净宽要求。
4.2 系梁、横梁支架现浇优化为预制安装和现浇湿接段施工技术
以钢管混凝土拱肋作为施工劲性骨架，借助临时索，节段调整临时索力，确保不同工况荷载下的结构稳定。系梁施工将每侧系梁分为五个节段，提前设置系梁预拱度，通过吊杆悬挂安装预制系梁节段，现浇湿接缝，完成系梁施工。在横梁施工中，以系梁作为劲性骨架，借助贝雷片吊装预制横梁节段，通过现浇湿接缝完成横梁施工。系梁和横梁预制安装施工技术的成功实施，节省现浇系梁、横梁支架搭设费用，系梁、横梁预制提前施工，与支架现浇施工相比，节省施工时间[2]。
4.3 钢管拱肋整体吊装施工技术
主桥钢管拱肋在胎具上拼接，采用起重船整体吊装施工技术，与传统的现场搭设支架，节省支架搭设费用，避免高空作业焊接拱肋的风险。在钢管焊接质量方面，与现场焊接相比，钢管拱肋在胎具上拼装焊接，确保了钢管的焊接质量。
4.4 无支架法下，在临时索的逐级张拉下，完成上部结构节段安装
在钢管拱肋整体吊装施工工况下，通过调整临时索，分级张拉，在吊杆悬挂系梁和横梁预制节段施工工况下，用体外临时索平衡拱脚水平推力，确保结构稳定。在主桥上部结构施工中，随着节段荷载的逐级增加，以钢管混凝土拱肋和临时索形成柔性受力结构，调整临时索，达到成桥结构。
5 结语
万寿桥主桥为钢管混凝土下承式系杆拱桥，采用先拱后梁施工技术，与无支架缆索吊装法和先梁后拱支架法相比，施工速度快，费用低，航道干扰小，降低了桥梁安装风险。该工程成功实施后，总结了钢管拱整体吊装，通过调整临时索节段张拉，完成系梁和横梁预制节段安装等实施的经验，提供了一整套成功的创新方法，对类似钢管混凝土系杆拱先拱后梁无支架施工有很大的参考意义。
