中跨钢箱拱安装细则

菜 园 坝 长 江 大 桥 主 桥

中跨钢箱拱安装细则

中铁大桥局集团五公司菜园坝大桥主桥项目部

二OO六年四月

菜 园 坝 长 江 大 桥 主 桥

中跨钢箱拱安装细则

一、 结构介绍

本桥主拱结构为提篮式钢箱拱，跨度320ｍ，矢高约56.44ｍ，主拱肋内倾角为10.67°。拱肋箱型截面尺寸为2.4ｍ×4.0ｍ。板厚在24～40㎜之间变化。两片拱肋通过6道钢箱横撑连为一体。上下游拱肋沿着桥轴立面内水平线，分为23个节段。其中包括：起拱段、标准段（分有横撑及无横撑两类）、合拢段。单肋最重节段为92ｔ。

标准段在桥轴立面内水平线上的投影为16ｍ，与吊索的水平布置对应。节段内拱轴线由两段直线夹一段弧线组成。两直线段的交点与吊杆的形心延伸线相交于一点。它也是弧线段的PI点。弧线段的起弧半径为50ｍ。标准节段内设3～5道横隔板。纵向加劲板肋在吊杆隔板处与其焊接连接，而在普通隔板处则穿过所设的“V”型口不与隔板连接。节段内双吊杆吊点以钢箱断面竖向中心线为对称线横向布置。锚垫板通过承压板座在内径为233㎜～285㎜的锚管上。管与隔板间为半熔透等强焊接。

在节段间主拱箱板的连接为熔透焊接，纵向加劲肋的连接为高强度螺栓栓接。

六个箱型横撑的尺寸分别为1.6ｍ×2.4ｍ，中间撑1.4ｍ×2.0ｍ。横撑与拱肋间设整体节点，整体节点与横撑间连接为全断面熔透焊接。加劲肋为高强螺栓栓接。

二、 总体施工方案

主桥钢箱拱肋安装采用缆索吊机无支架悬臂安装，根据现场制作、拼装、起吊条件，采取单榀钢箱拱逐节段吊装。

各节段单榀钢箱拱在工厂进行预拼，然后解体，单节段运输到缆索吊机下方，单榀拱肋吊装对接。

从第二节段开始，每段拱肋下端与拱脚或已拼装拱肋连接，上端（悬臂端）采用扣索扣挂于扣索塔架上，并设相应背索。

缆索吊机下塔柱作为扣锚索塔柱，锚索后端锚于P19（或P16）墩顶。从第二节段开始，每段拱肋单榀安装、扣锚索完成后，增设临时横撑，作横向定位。

三、 工艺措施

（一）拱座安装

（1） Y构前悬臂梁9＃节段砼灌注，预埋连接钢筋、连接预应力粗钢筋

和拱脚节段支撑劲性骨架；

（2） 第二次张拉边、侧跨系杆，边侧跨钢桁梁体系转换完成。测量前

悬臂9＃节段端部，根据监控计算结果，确定拱脚定位座标。（空间位置、拱肋内倾角）

（附件：支撑劲性骨架布置图）

（3） 在劲性骨架上焊接型钢，形成一个安装平面，便于起拱段的调整。

吊装起拱段与Y构悬臂梁9＃节段端部的顶部骨架连接，根据定位坐标放样，将钢拱底节与骨架焊连。（根据监控数据，在适当的温度下，测量调整起拱段的标高和空间位置。监控计算数据考虑钢箱拱在安装过程中的预抬量，确保中间节段的对接。）

（4） 复测安装座标无误后，安装四周模板，灌注结合段砼。 （5） 砼养护，达到设计强度，对称张拉预应力粗钢筋，孔道压浆后，

复测起拱段的空间位置、内倾角等。即可开始安装后续各节段。（四个钢混结合段，南北岸同时安装。）

（二）拱段吊装

（1） 拱节段船舶运输到缆索吊机下方。采用单榀吊装方案，因此装船

时要求拱段顺桥向摆放，缆索吊机起吊时不需要转向；

（2） 拱段起吊前，在拱段的两端先安装操作平台支架。采用钢管拼装，

用焊接挡板固定。（另见脚手平台支架布置图）

（3） 拱段吊点为四个耳板，布置于拱段两端，与拱段采用高强螺栓连

接。（每个吊点6个直径24的高栓）

（4） 缆索吊机起吊扁担采用桁架式扁担，前后桁架扁担之间的间距8

米，下接分配梁连接拱段。在拱段和分配梁之间设置导链，调节拱段内倾角。

（附件：拱段起吊方案图）

（三）拱段对接（临时连接）

（1） 缆索吊机起吊拱段至拼接段的前方，通过导链和缆吊起落，调整

对接面，使其对接角度和高度。

（2） 利用导链附助，将拱段拉向拼接面，穿长拉杆将拱段对接。 （3） 在拱段四周外侧穿临时连接螺栓（临时固结），同时连接箱内加

劲板的高栓连接，拧紧高栓（或50％高栓，50％冲钉）。

（4） 挂设扣锚索、并张拉到设计吨位的60％（监控单位计算后提供），

挂设横向调整缆风后，缆索吊机松钩。（在节段的前端挂设横向临时缆风绳，后端锚于前一个节段的横撑根部。横向临时缆风绳采用一根直径28毫米的钢丝绳，用15吨导链收紧。缆索吊机徐徐松钩。）

（5） 再次张拉扣锚索至100％的设计吨位。 （附件：临时锁定连接结构） （四）临时横撑

（1） 在每对拱段的前端设置临时横撑，将上下游已经安装就位的拱段

连接成整体，确保拱段间距和轴线。

（2） 临时横撑采用钢管桁架式结构，两端在拱段上设置连接座与桁架

横撑连接。

（3） 安装时，先用横向临时调节缆风调节单拱位置。吊装临时横撑到

安装位置，一端与拱段连接，另一端设置千斤顶或导链拉耳，通过千斤顶或导链，调整上下游拱段之间的间距和拱段内倾角度。调整测量合格后，将横撑与拱段连接，拆除临时横向调节缆风。 （附件：横撑结构设计正在进行）

（五）扣锚梁结构图

（1） 节段悬臂拼装过程中，采用扣索锚于缆索吊机塔柱，塔柱后方采

用锚索；

（2） 扣、锚索的锚点布置，扣索下端锚于钢箱拱顶面。在钢箱拱肋上

焊两个吊耳，再作一个带吊耳的扣索分配梁，通过钢销与拱肋相连。扣索上端锚于塔柱顶部，顶部布置分配梁。锚索上端锚于塔

柱顶部的分配梁上，下端锚于边墩顶面。

（3） 扣索、锚索均采用15.24钢绞线，每束7－22根，根据受力大小

配置，承受最大荷载为钢绞线极限荷载的0.4。钢绞线下端为P型锚头，与锚环连接。钢绞线上端用7－25束夹片锚环锚固，用YCW穿心顶张拉。锚环后面安装限位板，防止夹片松脱。锚环前端设置压力环，实时监测锚索索力。（初步考虑用单索顶张拉） （附件：扣索下锚梁结构图）

（六）永久横撑安装

永久钢拱撑为箱形钢梁，采用对接焊接，内部劲板采用高栓连接。 （1） 临时横撑安装完成后，实测两侧拱段横向位置，标高线形和拱肋

内倾角度。满足设计要求后，即可安装永久横撑。

（2） 实测永久横撑上、下之间的距离，包括对接四点的空间位置。 （3） 根据实测的间距，对永久钢横撑进行切割（顶板、腹板及内部劲

板）对接缝预留8mm。

（4） 吊装永久钢横撑就位，先用临时锁定螺栓连接，再焊接内部肋板

的切割。高栓连接后，最后焊接外围的顶板、腹板。 （附件：永久横撑结构图）

（七）轴线、线型控制

（1） 拱座安装：拱座安装精度控制是线型拱轴线整体质量的关键，也

是能否顺利合拢的关键。因此，在安装时必须控制其空间位置。（X、Y、Z三个方向标高位置及拱座本身的内倾转角）

拱座安装时，测量精度直接影响其安装质量，并须考虑温度对结构的影响。

（2） 监控计算是线型控制的保证。准确计量拱段的重量、实测扣、锚

索张拉吨位，确保施工与计算值基本吻合。必要时采取调整索力的办法调整线型，或缆索吊机于跨中提升的措施调整线型。

（3） 拱段安装过程中，轴线质量控制，采用增设临时横向缆风绳调整，

临时横撑调整装置调整，上、下游之间的间距和内倾角。

（八）跨中合拢

（1） 钢箱拱拱顶S10b节段为合拢段，设计长度6米；（为了确保合拢

调整，制作合拢段钢箱拱时，加长40厘米，两端各20厘米。） （附件－合拢节段结构图）

（2） 从安装S9节段开始观测温度变化对箱拱的影响。测量项目：

a、 在低温、较低温、中温、较高温及高温五个温度状态下，观测已

拼装节段前端的标高变化、长度变化；

b、拼装到S10a、S10c状态下，在上述5个温度状态下，已拼装节

段前端的标高变化、长度变化；

（3） 根据上述的观测结果，确定合拢段的下料长度；（选择最佳合拢

温度，明确合拢时的长度。）对合拢段进行配切割，内部加劲板配切割，现场焊接。

（4） 选择一天中温度最低时（此时合拢处缺口最大），起吊合拢段S10b

到合拢处，一端放在S10c节段上的支撑托架上，另一端放在S10a节段上的支撑托架上。对位后一端与S10c临时连接，穿上Φ40螺杆，粗定位，缆索吊机松钩；

（5） 同样，起吊另一侧的合拢节段S10b到合拢处，一端放在S10c节

段上的支撑托架上，一端放于S10a托架上。对位后一端与S10c临时连接，穿上Φ40螺杆，粗定位，缆索吊机松钩；

（6） 等待合拢温度，当气温达到要求的温度条件时，复测合拢缝和对

接处高差情况。合格后，对接处外法兰之间填塞钢板，打上冲钉，拧紧高强螺栓；（临时锁定）

（7） 箱内加劲肋处高强度螺栓连接，根据加劲板连接板的实际长度，

配切割后与钢箱拱腹板焊接。（临时锁定后，即可开始焊接加劲板。）（临时锁定结构为长拉杆和法兰螺栓连接，与拱段对接临时连接结构一样。）

（8） 高强度螺栓拧紧后，焊接合拢段两端的合拢缝（四条缝同时焊

接）。（由山桥集团现场焊接）

四、 需要讨论的问题

（1） 起拱段的测量精度直接影响拱段安装的整体质量，空间座标、内

倾角和仰角等。四个角点同时测量控制，并考虑温度、天气的影响。同样，监控计算须准确估算，在安装过程中，Y构悬臂梁、拱座的变形对拱段安装线型的影响。

（2） 由于拱座与Y构前悬臂固结，当出现合拢处高差后，是否可通过

调整扣锚索力量，调整高差。

（3） 临时横撑仅能调整上下游拱段之间的间距、内倾角等，但调整

不了上下游整体偏向一侧。调整内倾角时，一侧不动，一侧变化较大，且不合乎要求。

（4） 吊点连接、吊耳设计图需要审核，特别是6个高栓是否能满足

吊装受力要求。是否需要焊接。

（5） 钢箱拱焊接能不能迟后安装1－2个节段。临时连接、箱内加劲

板连接后，不挂设扣索，能不能先松缆索吊机，悬臂一个节段。

（6） 安装时间估计：第一天吊装上游一节，对接、挂设扣锚索、松钩。

第二天吊装下游一节，对接、挂设扣锚索、松钩。第三天、第四天吊装临时横撑，调整、对接就位。

（7） 扣索、锚索上锚梁与塔架万能杆件连接细节请进一步复核。 （附件：连接照片）