摘要：汉十高铁安陆府河特大桥主跨为（90+200+90）m 连续刚构拱桥，钢管拱为平行双管哑铃型结构，拱肋结构安装方案采用“原位拼装
+ 整体提升”工艺，较常用于同类钢管拱安装采用“原位拼装”和“卧拼竖转”的施工方案，不仅减少了施工资源投入和施工安全风险，而且提高了拱肋拼装的作业效率，施工经济效益良好，且该方案在我国高速铁路连续刚构拱桥施工中属首次应用，为后期同类型桥梁结构及更大跨度的 连续刚构拱施工积累经验和数据。
关键词：大跨度连续刚构拱桥；钢管拱；原位拼装；整体提升；施工技术 项目背景
现阶段 , 随着我国机电液一体化技术的不断发展和工程实践经验的积累，许多大型建筑的连廊、钢结构屋盖等施工作业均采用整体提 升或下放技术。借鉴该类工艺应用于本桥连续刚构的施工中，在完成 连续梁的悬臂施工后，先将钢管拱拱肋进行优化分为三段分别拼装， 再安装提升吊架、连续千斤顶、吊索和锚索等提升系统，整体提升中 间节段拱肋至设计位置完成拱肋合拢，该施工方案称之为“原位拼装 + 整体提升”工艺。
汉十高速铁路安陆府河特大桥全长 5.83Km，是全线关键控制性工程之一，其主跨采用（90.75+200+90.75）m 连续刚构拱桥，主拱肋设计为钢管混凝土等高度哑铃型截面，最大矢高 40m，截面高度 3.3 米， 拱肋横向中心距 11.9 米，拱肋之间设 11 道横撑，为空间桁架结构，
全桥共设 40 组双吊杆。
提升支架采用对边跨拼装支架接高方案，待边跨拱肋节段安装完成后，接高对应位置的钢管立柱，在钢立柱上设置纵、横向钢箱梁， 并安装后锚固系统和提升系统。后锚固系统采用 7-φ15.24mm 钢绞线，通过预埋孔锚固于箱内吊杆孔的横梁处 , 并采用千斤顶张拉至设计吨位。
拼装支架的结构计算
采用 Midas 建立计算模型，采用梁单元模拟分别计算边跨拼装支架和中跨拼装支架模拟施工工况作用下的结构内里，其中边跨拼装支 架结构模型如图 3 和图 4 所示，中跨拼装支架结构模型如图 5 和图 6 所示。
图 7 提升支架结构模型（提升前） 图 8 提升支架结构模型（提升后）
在受力最不利工况下，钢管柱最大竖向反力最大值为 184t( 压 )， 后锚索最大竖向反力最大值为 63t( 拉 )，支架竖向变形最大计算值为48mm；水平变形最大计算值为 39.8mm。 拼装临时支架的制造与安装 （1）支架安装顺序
钢管拱拼装临时支架由两主墩向跨中相向进行安装，安装工序为： 清理、复测预埋件→管桩安装→连接系安装→横向分配梁（鞍座）安 装→验收。 （2）支架制造和安装控制
拱肋拼装和提升支架在工程钢管构件连接采用焊接，在焊接构件制造时，加工单位应制定严格措施，优化施工工艺，以减小构件加工 变形，降低焊接残余应力。
拱肋拼装和提升支架钢管立柱制造完毕后，对其应进行必要的防锈防护处理并将各部件进行标识编号。
支架拼装安装完成后检查横梁的绕度、钢柱的水平位移、焊缝的质量、千斤顶安全可靠性，支撑体系系统的整体稳定性，并做好沉降 观测记录。
拱肋拼装和提升支架的焊接平台要按照结构设计“三同时”的要求做好安全防护措施。 钢管拱节段拼装 节段拼装顺序
钢管拱拼装由主墩一端向另一端依次进行。主要施工步骤为：钢管拱运输至安装位置→钢管拱吊装→调整拱肋前端坐标→临时连接安装→复测、精调、拱肋焊接→吊装下一节段，完成钢管拱节段拼装→ 安装中跨横撑→安装提升吊架→拼装边跨横撑→拱肋线形、焊缝质量全面检测。 拱肋拼装控制
施工资源的选配主要为满足拱肋分节段吊装，对吊机、钢丝绳、卸扣和吊耳等施工资源规格的选择，最大吊装吊重为 27.6t，最大吊装高度为 28m，选型为 QY100T 汽车吊。 拱肋对接利用在拼装支架顶端设置的“T 形结构”鞍座，鞍座上端与拱节段匹配安装，鞍座先在拼装支架上初定位后，再利用螺旋千 斤顶精确调节鞍座下端，利用全站仪配合直至复测精度满足设计要求后再在进行焊接。
设置焊接施工平台，施工平台由槽钢 + 角钢组成框架结构与拱肋焊接固定。对焊接完毕并经检测合格的焊缝、接点板处马上进行清理， 并按要求进行封闭防护。
专职人员按区域进行值班保护工作，并按规定、职责、制度做好所有成品保护工作。装卸车做到轻装轻卸，捆扎牢固，防止运输及装 卸散落、损坏。 吊索和拉索安装
整体提升节段重量约 450t，共 4 个吊点，采用 19-1×7φ15.24 钢铰线作为提升吊索，提升索与拱肋通过转换吊耳连接。为保证拱 肋线形在中跨拱肋设置拉索，每榀拱肋设置一对水平拉索，采用 14- 1×7φ15.24 钢铰线，通过水平拉力克服提升后结构自重产生的形变，张拉力根
据计算确定，同时采用位移作为参照。采用 Midas 建立计算模型，模拟水平拉索钢绞线张拉至设计吨位的内力和变形，结构模型 如图 9 所示。
图 9 中跨节段张拉模型计算
在中跨单榀拱肋钢绞线轴向拉力至 230t，拱肋组合应力计算值为30Mpa，拱肋Z 向变形位移值为-7mm，X 向变形位移值为-1.33mm， 结构变形均满足规范和设计要求。 节段整体提升 提升施工工艺流程
拱肋整体提升施工工艺流程为：施工准备→试提升加载→支架体系检查→提升系统检查→空中停滞验证结构安全性→正式提升→拱肋临时固定 →拱肋合龙段安装 提升设备组成及安装
中跨阶段整体提升设备主要有连续千斤顶、泵站、控制系统传 感器和配套附属设备组成，连续千斤顶分为拉索和提升索，其中拉索 连续千斤顶设置规格为 4 台 100t，提升索连续千斤顶设置规格为 4 台200t，张拉千斤顶与泵站根据现场情况就近布置，之间通过采用高压 软管互连，液压油路之间相互独立，并在连续千斤顶上安装有液控单 项阀，防止油管爆裂产生下滑现象。
控制系统主要有行程传感器、压力传感器和锚具传感器等组成， 将各种传感器同各自的通讯模块连接，再连入计算机控制系统中整体联调，采用 1 台 7 吋液晶显示屏控制柜总控各提升设备。
整体提升结构检算
根据拱肋整体提升施工方案，需要根据施工荷载对主梁结构进行结构受力计算，以保证主梁在拱肋施工过程中的安全性。
在主梁合龙后要进行拱肋的安装施工，针对拱肋安装及提升两个工况的荷载按照容许应力法对全桥的施工过程和运营状态进行检算， 计算结果如下：
如图 10 和 11，在施工阶段主梁上缘最大压应力为 16.3MPa，位置在 0# 节段靠近边跨位置。下缘最大压应力为 15.42MPa，位置在边跨 3/4 跨位置。下缘最大拉应力为 0.90MPa，位置在中跨跨中。根据《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》第 6.4.4 条规定，主梁的压应力小于 0.75fc=0.75×40=28MPa，主梁拉应力小于 0.7fct=0.7×3.5=2.45MPa。因此，结构在施工阶段应力满足要求。
图 10 主梁施工阶段下缘应力包络图（MPa） 中跨节段整体提升 （1）提升准备
拱肋及横撑在桥面拼装完毕，根据提升千斤顶布置图，将提升千 斤顶安装到位； 提升油管安装，控制设备安装；
千斤顶泵站吊装和钢绞线安装需要吊车配合；
用 2 吨手动葫芦拉钢绞线，使得一束钢绞线的每一根长度基本一致； 所有千斤顶正式使用前，应经过负载试验，并检查锚具动作的工 作情况； 千斤顶就位后的安装位置应达到设计要求，否则要进行必要的 调整；
为了减少钢绞线预紧工作量，在切割钢绞线时，钢绞线下料长度 和穿出千斤顶的长度误差不超过 5cm。 （2）试提升
按照施工要求做好提升准备工作，在正式提升之前，按下列程序 进行试提升： ①提升加载
在正式提升之前，按下列程序进行试提升： 先对横向拉索按照 10% 的额定张拉力进行张拉； 分级张拉提升索，中跨拱节段与下部支架脱离即可；
横向拉索按照 100% 的设计张拉力进行张拉，并调整拱肋线形至设计要求。 ②提升支撑结构检查
检查结构的焊缝是否正常，检查提升支架结构的变形是否在允许 的范围内； ③控制系统的检查
通过控制系统检查提升千斤顶的同步情况，对控制参数进行必要 的修改与调整。 ④空中停滞
试提升结束，提升钢管拱脱离支架约 50cm，空中停滞 1 小时，组织人员重点对提升支架结构的焊缝、变形情况，及提升油缸、液压泵 站和计算机控制柜进行检查，验证提升体系的安全性及稳定性，为正 式提升提供决策依据。 （3）正式提升
正式提升过程的指令要统一，指令要通过复核后再下达给控制系统操作人员，提升速度控制在 4 ～ 6m/min。钢管拱肋初次提升高程应先低于理论标高 10cm，再进一步精准提升至设计位置。
提升过程中安排人员对支架结构的后锚索、提升索和拱肋变形等 结构关键部位进行观测，对油缸、泵站等提升控制系统进行观测，如 有异常及时通知总指挥人员。
提升前需要在拱肋四个提升点设置风缆，防止提升过程中出现大 风气候，造成钢管拱晃动。
拱肋正式提升流程如下：
操作：按指令要求进行加载和提升；
观察：各个观察点应及时反映观察内容有无异常；
测量：各个测量点应认真做好测量工作，及时反映测量数据； 校核：数据汇总至现场技术组，对比实测数据与理论数据的差异；
分析：若有数据偏差，有关各方应认真分析差异原因； 决策：认可当前工作状态，并下达下一步操作指令。 （4）拱肋固定
当拱肋提升作业至设计标高后，采用槽钢将中跨节段和边跨节段进行临时焊接固定，避免拱肋受风荷载影响晃动，为合龙段施工做好 准备 （5）拱肋合龙施工
当提升拱肋临时固定后，采用汽车吊和 20t 导链配合，安装合拢段至设计位置； 合龙段定位完成，焊接临时固定码板，进行合龙段的焊接施工； 拱肋线型控制方案
本工程拱肋的测量主要分为 3 个部分，边跨原位安装、中跨低位
拼装、中跨提升到位共 3 组测量数据，重点是中跨拱肋节段的提升测量。在拱肋拼装和提升施工过程中，通过建立的监控计算体系，对各 施工阶段主梁及拱肋应力状态、位移状态以及施工监控参数进行计算， 得到各施工阶段的内力、应力和位移，并提出合理的预拱度数据，使 其结构在施工过程中的实际位置（平面位置、立面位置）与预期状态 之间的误差在规范允许范围之内，保证桥梁顺利合龙、成桥线形符合 设计要求。根据成桥后对拱肋线型进行观测，对比数据如下所示： 5 结语
钢管拱桥拱肋整体提升技术已在汉十高铁安陆府河特大桥
（90+200+90）m 连续刚构钢管拱桥拱肋安装施工中成功应用，经过计算不仅施工过程中和运营阶段主梁纵向应力均满足规范要求，而且降 低了拱肋拼装支架的施工高度，减小了拼装支架的用量和大型吊装机 械设备的投入，降低了高空作业安全风险，同时缩短了施工工期，降 低了施工难度，有效地保证了拱肋合龙精度，为后期类似桥梁的设计 和施工提供经验借鉴。 参考文献
[1] 刘宏伟 . 大跨度连续刚构柔性拱桥钢管拱施工方案设计 [J]. 铁道标准设计，2005（8）:41-45.
[2]《钢结构设计规范》（GB50017--2003） [3]《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-2005）
[4]《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》
（TB10002.3-2005）
[5]《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
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