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摘 要：本文通过某铁路项目特大桥施工实例，针对本项目该工程交通管制等特点，提出系杆拱桥采用原位先梁后拱的施工方法，系统地探讨了系杆拱中系梁施工、拱肋吊装等施工技术措施，为同类工程提供参考借鉴。
关键词：铁路项目；特大桥；系杆拱施工
1 工程概况
茅茨岘立交特大桥中心里程DK46+089，孔跨布置为：33*32m
+1*128m系杆拱+6*32m+3*24m。上部结构跨越茅茨岘互通式立交匝道采用1-128米系杆拱，匝道宽33m，与线路斜交27度，最长斜交距离达到65米。
结构设计为刚性箱梁刚性拱，设两道拱肋，拱肋采用外径φ130cm，壁厚δ=26 mm的钢管混凝土哑铃型截面，上下弦管中心距2.2m，拱肋截面高3.5m，拱肋上下弦管之间连接缀板δ=26mm，缀板间距70cm，缀板间除拱脚面以外5m范围及吊杆纵向1.5m范围灌注混凝土外其余均不灌注混凝土。
拱肋之间共设7道横撑、2组K撑，横撑及K撑均为空钢管组成的桁式结构。系梁全长131.0m，系梁梁高3.0m，梁顶宽14.70m，底宽12.04m，梁端拱脚处10.5m范围内梁顶加宽至15.30m，梁底加宽至13.20m；边腹板厚64cm，拱脚处加厚至185cm；中腹板厚38cm，拱脚处加厚至210cm。吊杆处隔墙厚35cm，隔墙开设1.5m×1.2m的过人洞。
箱梁梁顶设有2%的横坡，为减少箱梁内外温差，边、中腹板沿桥纵向每隔6.25m左右设φ10cm通风孔2处。
2 系杆拱施工方案提出
本工程系杆拱桥采用原位先梁后拱的施工方法，为满足通车净空的要求，跨越高速公路互通式匝道部分系梁梁段施工采用10跨墩梁式支架（临时支墩采用钢管墩，支架梁采用贝雷梁）作为膺架，其余部分箱梁梁段采用不等跨贝雷支架。方案实施前高速路互通式匝道实施预留行单行行车通道通过，同时按要求设置警示、限速标志，完成钢管墩、贝雷梁搭设。
贝雷梁全部搭设完毕后，开始施工系梁，系梁模板采用大块模板、采取先浇筑底板及腹板后浇筑顶板的方式浇筑混凝土。钢管拱肋采用系梁上搭设支架施工，拱肋节段汽车吊吊装，拱肋混凝土采用顶升法对称泵送微膨胀混凝土进行灌注，之后安装并张拉吊杆，调整好吊杆力后拆除支架，施工二期恒载及桥面系，复测并调整吊杆索力至设计值，完成全部成桥。
3 系杆拱施工技术
3.1 系梁施工
1）在跨高速公路匝道范围内采用贝雷梁+钢支墩方式跨越高速公路匝道，贝雷梁在箱梁底板范围内沿桥横向共布置34排单排单层非加强型贝雷梁，贝雷梁间距0.40m，两侧悬臂部分各布置3排单排单层非加强型贝雷梁，在2#、3#、5#、6#、7#、8#、9#支墩处增设39排单排单层非加强型贝雷梁，长度为6m，在7#-8#之间通长加密13排单排单层非加强型贝雷梁，每组贝雷片对应端头采用穿销连接，各排纵梁间通过横向支撑架连接加固，使纵梁整体受力，贝雷梁支架梁上部铺设10*10cm方木作分配梁，顺桥方向按照30cm间距布置。贝雷梁采用吊车进行架设，架设中交替封闭高速公路一个方向的车道，贝雷梁横向联接采用支撑架联接。
2）本工程箱梁模板分类分别为内模、侧模以及底模。本工程底模采取2cm厚胶合板加工而成，安装后的底模应当确保其密实性。
侧模也采用2cm厚胶合板制作。采取侧模包底模方式。内箱模采用1.5cm厚胶合板制作，支撑时采取短钢管和短木方。
3）桥梁混凝土施工量大主梁混凝土总共2727.5m3，梁体混凝土施工量大，长度长，箱梁钢筋绑扎完成后，为避免大体积混凝土一次灌注而引起梁体开裂，梁体应分段进行浇筑。梁体全长131m，拟采取分5段施工，第一段、第二段长27.75m，第三段长25m，第四段、第五段长31.25m，对其顶板、底板等均采取一次浇筑而成。
3.2 钢管拱工厂制造
考虑到运输路况、及现场吊装，本工程钢管拱部分为分段制作，共分为45个吊装段。工地采用全焊连接，结构焊缝多，为控制钢管结构焊接变形，保证产品整体质量，特别是环缝和纵缝的焊接质量，加快制造进度，拱肋构件全部在厂内加工，公路运输至施工现场吊装焊接。
工厂加工成可运输的设计拱肋段，各设计段接口的断面分奇偶块，控制钢板及钢管对接错开十字焊缝。
3.3 钢管拱吊装施工方法
3.3.1吊装单元划分
根据桥位现场情况，拟采用一台300t汽车吊配合2台70t吊车辅助进行吊装作业。茅茨岘钢管拱桥采用厂内分段制造，桥位支架安装成拱的方式。
根据桥位实际情况及运输、制造等综合因素，将钢管拱单榀主拱纵向分15段加工和安装（含拱脚），全桥共30段主拱段。本桥共7组横撑，8组斜撑单元，全桥总共45个吊装单元。
拱桥吊装段划分如图1所示。
3.3.2吊装方案
拱桥现场安装采用钢管柱支架形式，施工所采用的钢管拱吊装是应当采取中部向两端逐段延伸吊装，最后合拢跨中部分。吊装拱肋定位后，则可以安装横撑。
本工程所采用的横撑均预先组装成件然后运输到施工现场，通过与主拱肋钢管上的横撑短管接头对接即可。值得注意的是，应当在进行拱座混凝土浇筑前预先安装好拱脚，设置拱脚底端及端口刚性支架，通过焊接支架与拱座内钢筋以有效确保浇注混凝土时不会出现位移。
3.3.3拱肋安装临时支墩的设计
结合我单位以往制造、架设钢管拱肋的经验，本项目拱肋安装竖向临时支撑采用直径为529mm壁厚为8mm的螺旋钢管进行搭设。
钢管支墩之间采用贝雷梁两两相连；每组钢管支墩之间采用25号槽钢连接形成桁架体系，确保其整体的稳定性。临时钢管支墩与混凝土梁采用预埋地脚螺栓连接。 3.3.4钢管拱肋单元吊装
每段拱肋的安装步骤为：起吊→移位→就位→定位马板。逐段进行吊装，逐段焊接直至合龙段安装。分段环形焊缝的焊接，两侧吊装段在焊接时保持同步。
吊装以及存放时，必须在吊点或支点位置采用橡胶皮或2层以上麻袋进行保护，以防止吊装作业受力损坏钢管拱肋表面。主拱肋采取从两端向跨中对称安装，接口采用对位方式，在安装段到位后利用螺栓和定位冲钉连接在加工厂已经设置好的匹配件，实现接口对位。
吊装时候，将吊索与钢管拱及吊钩通过卡环连接好，并在钢管拱两端分别系上缆风绳。吊车将第一段钢管拱上端吊起到离桥面约10～15cm高度，检查吊装工况，确认满足各项要求，再继续提升到安装高度。
桥面上作业人员通过缆风绳配合吊车调整拱肋段的空中姿态，使拱肋段低端与已安装段段对位。高端上弦管轻靠落放在临时支墩平台上的定位工装上，再使吊钩缓缓下落。通过全站仪精测后，吊钩起升，调整定位工装位移及标高。
在全站仪的监测下，利用千斤顶和倒链装置，调整拱段的轴线及标高，符合要求后，将定位工装与弦管焊接，用定位马板连接拱肋接口并紧固。
每节拱肋吊装段架设安装完成后，当架设与此相连的另一吊装段时，需要提前对已经完成的拱肋节段的标高及轴线进行复测，当发生拱肋吊装段轴线偏位或者标高沉降时，需要及时调整，通过使用楔铁、千斤顶、倒链进行微调，直至达到安装精度要求。待调整到位并牢固固定拱肋段后，再架设与之关联的另一吊装段。
3.4 吊杆安装和调索张拉
全桥吊杆采用人工配合吊车安装，在拱肋混凝土强度达到90%以上后进行吊杆安装，吊杆的安装由钢管拱肋上预埋管自上而下穿出，连接至锚箱。
穿杆时，先拧上拱肋上的冷铸墩头锚的螺母，当吊杆穿过边纵梁的预留孔后，再拧上墩头锚的螺母，并调整校正。在整个穿杆过程中，不得碰、擦伤挤包护层及墩头锚丝螺纹。
索力调整顺序如下：拱肋、吊杆安装完毕后，拱肋混凝土强度达到设计强度时，将吊杆调直，进行吊杆张拉；吊杆进行张拉施加应力时，按设计顺序进行。两片拱肋的吊杆在施加预应力过程中须交叉、对称地进行。张拉严格按设计给出的张拉步骤进行，每次张拉应注意拱脚支座位移情况。
桥面系施工完毕后，实测吊杆力与设计是否相符合，不符合时即进行调整。吊杆张拉结束后，锚头处须安装锚头保护罩，保护罩内聚氨脂发泡剂充填。
4 结语
系杆拱桥是一种集拱与梁的优点于一身的桥型，在较多特大桥中得到广泛应用。
文章分析了茅茨岘立交特大桥系杆拱桥先梁后拱法施工方案，叙述了系梁、钢管拱肋拼装等关键工艺，总结了系杆拱先梁后拱的施工方法，为同类工程提供参考借鉴。
参考文献：
[1] 张学云.探讨某铁路跨210国道特大桥1-64m系杆拱施工工艺[J].科技与企业，2016（02）：227-229.
[2] 赵龙涛.清水乡特大桥1-56m系杆拱施工控制要点[J].山西建筑，2012（10）：52-56.
[3] 梁学明.西康线豁口特大桥42m系杆拱设计施工方案优选[J].铁道工程学报，2001（09）：35-41.
[4] 赵谦，徐辉.京杭运河特大桥主桥刚架系杆拱施工技术[J].铁道标准设计，2003（12）：78-82.
关键词：铁路项目；特大桥；系杆拱施工
1 工程概况
茅茨岘立交特大桥中心里程DK46+089，孔跨布置为：33*32m
+1*128m系杆拱+6*32m+3*24m。上部结构跨越茅茨岘互通式立交匝道采用1-128米系杆拱，匝道宽33m，与线路斜交27度，最长斜交距离达到65米。
结构设计为刚性箱梁刚性拱，设两道拱肋，拱肋采用外径φ130cm，壁厚δ=26 mm的钢管混凝土哑铃型截面，上下弦管中心距2.2m，拱肋截面高3.5m，拱肋上下弦管之间连接缀板δ=26mm，缀板间距70cm，缀板间除拱脚面以外5m范围及吊杆纵向1.5m范围灌注混凝土外其余均不灌注混凝土。
拱肋之间共设7道横撑、2组K撑，横撑及K撑均为空钢管组成的桁式结构。系梁全长131.0m，系梁梁高3.0m，梁顶宽14.70m，底宽12.04m，梁端拱脚处10.5m范围内梁顶加宽至15.30m，梁底加宽至13.20m；边腹板厚64cm，拱脚处加厚至185cm；中腹板厚38cm，拱脚处加厚至210cm。吊杆处隔墙厚35cm，隔墙开设1.5m×1.2m的过人洞。
箱梁梁顶设有2%的横坡，为减少箱梁内外温差，边、中腹板沿桥纵向每隔6.25m左右设φ10cm通风孔2处。
2 系杆拱施工方案提出
本工程系杆拱桥采用原位先梁后拱的施工方法，为满足通车净空的要求，跨越高速公路互通式匝道部分系梁梁段施工采用10跨墩梁式支架（临时支墩采用钢管墩，支架梁采用贝雷梁）作为膺架，其余部分箱梁梁段采用不等跨贝雷支架。方案实施前高速路互通式匝道实施预留行单行行车通道通过，同时按要求设置警示、限速标志，完成钢管墩、贝雷梁搭设。
贝雷梁全部搭设完毕后，开始施工系梁，系梁模板采用大块模板、采取先浇筑底板及腹板后浇筑顶板的方式浇筑混凝土。钢管拱肋采用系梁上搭设支架施工，拱肋节段汽车吊吊装，拱肋混凝土采用顶升法对称泵送微膨胀混凝土进行灌注，之后安装并张拉吊杆，调整好吊杆力后拆除支架，施工二期恒载及桥面系，复测并调整吊杆索力至设计值，完成全部成桥。
3 系杆拱施工技术
3.1 系梁施工
1）在跨高速公路匝道范围内采用贝雷梁+钢支墩方式跨越高速公路匝道，贝雷梁在箱梁底板范围内沿桥横向共布置34排单排单层非加强型贝雷梁，贝雷梁间距0.40m，两侧悬臂部分各布置3排单排单层非加强型贝雷梁，在2#、3#、5#、6#、7#、8#、9#支墩处增设39排单排单层非加强型贝雷梁，长度为6m，在7#-8#之间通长加密13排单排单层非加强型贝雷梁，每组贝雷片对应端头采用穿销连接，各排纵梁间通过横向支撑架连接加固，使纵梁整体受力，贝雷梁支架梁上部铺设10*10cm方木作分配梁，顺桥方向按照30cm间距布置。贝雷梁采用吊车进行架设，架设中交替封闭高速公路一个方向的车道，贝雷梁横向联接采用支撑架联接。
2）本工程箱梁模板分类分别为内模、侧模以及底模。本工程底模采取2cm厚胶合板加工而成，安装后的底模应当确保其密实性。
侧模也采用2cm厚胶合板制作。采取侧模包底模方式。内箱模采用1.5cm厚胶合板制作，支撑时采取短钢管和短木方。
3）桥梁混凝土施工量大主梁混凝土总共2727.5m3，梁体混凝土施工量大，长度长，箱梁钢筋绑扎完成后，为避免大体积混凝土一次灌注而引起梁体开裂，梁体应分段进行浇筑。梁体全长131m，拟采取分5段施工，第一段、第二段长27.75m，第三段长25m，第四段、第五段长31.25m，对其顶板、底板等均采取一次浇筑而成。
3.2 钢管拱工厂制造
考虑到运输路况、及现场吊装，本工程钢管拱部分为分段制作，共分为45个吊装段。工地采用全焊连接，结构焊缝多，为控制钢管结构焊接变形，保证产品整体质量，特别是环缝和纵缝的焊接质量，加快制造进度，拱肋构件全部在厂内加工，公路运输至施工现场吊装焊接。
工厂加工成可运输的设计拱肋段，各设计段接口的断面分奇偶块，控制钢板及钢管对接错开十字焊缝。
3.3 钢管拱吊装施工方法
3.3.1吊装单元划分
根据桥位现场情况，拟采用一台300t汽车吊配合2台70t吊车辅助进行吊装作业。茅茨岘钢管拱桥采用厂内分段制造，桥位支架安装成拱的方式。
根据桥位实际情况及运输、制造等综合因素，将钢管拱单榀主拱纵向分15段加工和安装（含拱脚），全桥共30段主拱段。本桥共7组横撑，8组斜撑单元，全桥总共45个吊装单元。
拱桥吊装段划分如图1所示。
3.3.2吊装方案
拱桥现场安装采用钢管柱支架形式，施工所采用的钢管拱吊装是应当采取中部向两端逐段延伸吊装，最后合拢跨中部分。吊装拱肋定位后，则可以安装横撑。
本工程所采用的横撑均预先组装成件然后运输到施工现场，通过与主拱肋钢管上的横撑短管接头对接即可。值得注意的是，应当在进行拱座混凝土浇筑前预先安装好拱脚，设置拱脚底端及端口刚性支架，通过焊接支架与拱座内钢筋以有效确保浇注混凝土时不会出现位移。
3.3.3拱肋安装临时支墩的设计
结合我单位以往制造、架设钢管拱肋的经验，本项目拱肋安装竖向临时支撑采用直径为529mm壁厚为8mm的螺旋钢管进行搭设。
钢管支墩之间采用贝雷梁两两相连；每组钢管支墩之间采用25号槽钢连接形成桁架体系，确保其整体的稳定性。临时钢管支墩与混凝土梁采用预埋地脚螺栓连接。 3.3.4钢管拱肋单元吊装
每段拱肋的安装步骤为：起吊→移位→就位→定位马板。逐段进行吊装，逐段焊接直至合龙段安装。分段环形焊缝的焊接，两侧吊装段在焊接时保持同步。
吊装以及存放时，必须在吊点或支点位置采用橡胶皮或2层以上麻袋进行保护，以防止吊装作业受力损坏钢管拱肋表面。主拱肋采取从两端向跨中对称安装，接口采用对位方式，在安装段到位后利用螺栓和定位冲钉连接在加工厂已经设置好的匹配件，实现接口对位。
吊装时候，将吊索与钢管拱及吊钩通过卡环连接好，并在钢管拱两端分别系上缆风绳。吊车将第一段钢管拱上端吊起到离桥面约10～15cm高度，检查吊装工况，确认满足各项要求，再继续提升到安装高度。
桥面上作业人员通过缆风绳配合吊车调整拱肋段的空中姿态，使拱肋段低端与已安装段段对位。高端上弦管轻靠落放在临时支墩平台上的定位工装上，再使吊钩缓缓下落。通过全站仪精测后，吊钩起升，调整定位工装位移及标高。
在全站仪的监测下，利用千斤顶和倒链装置，调整拱段的轴线及标高，符合要求后，将定位工装与弦管焊接，用定位马板连接拱肋接口并紧固。
每节拱肋吊装段架设安装完成后，当架设与此相连的另一吊装段时，需要提前对已经完成的拱肋节段的标高及轴线进行复测，当发生拱肋吊装段轴线偏位或者标高沉降时，需要及时调整，通过使用楔铁、千斤顶、倒链进行微调，直至达到安装精度要求。待调整到位并牢固固定拱肋段后，再架设与之关联的另一吊装段。
3.4 吊杆安装和调索张拉
全桥吊杆采用人工配合吊车安装，在拱肋混凝土强度达到90%以上后进行吊杆安装，吊杆的安装由钢管拱肋上预埋管自上而下穿出，连接至锚箱。
穿杆时，先拧上拱肋上的冷铸墩头锚的螺母，当吊杆穿过边纵梁的预留孔后，再拧上墩头锚的螺母，并调整校正。在整个穿杆过程中，不得碰、擦伤挤包护层及墩头锚丝螺纹。
索力调整顺序如下：拱肋、吊杆安装完毕后，拱肋混凝土强度达到设计强度时，将吊杆调直，进行吊杆张拉；吊杆进行张拉施加应力时，按设计顺序进行。两片拱肋的吊杆在施加预应力过程中须交叉、对称地进行。张拉严格按设计给出的张拉步骤进行，每次张拉应注意拱脚支座位移情况。
桥面系施工完毕后，实测吊杆力与设计是否相符合，不符合时即进行调整。吊杆张拉结束后，锚头处须安装锚头保护罩，保护罩内聚氨脂发泡剂充填。
4 结语
系杆拱桥是一种集拱与梁的优点于一身的桥型，在较多特大桥中得到广泛应用。
文章分析了茅茨岘立交特大桥系杆拱桥先梁后拱法施工方案，叙述了系梁、钢管拱肋拼装等关键工艺，总结了系杆拱先梁后拱的施工方法，为同类工程提供参考借鉴。
参考文献：
[1] 张学云.探讨某铁路跨210国道特大桥1-64m系杆拱施工工艺[J].科技与企业，2016（02）：227-229.
[2] 赵龙涛.清水乡特大桥1-56m系杆拱施工控制要点[J].山西建筑，2012（10）：52-56.
[3] 梁学明.西康线豁口特大桥42m系杆拱设计施工方案优选[J].铁道工程学报，2001（09）：35-41.
[4] 赵谦，徐辉.京杭运河特大桥主桥刚架系杆拱施工技术[J].铁道标准设计，2003（12）：78-82.