钢管拱桥的钢管拱吊装施工及安全控制

钢管拱桥的钢管拱吊装施工及安全控制

欧敏青

佛山市南海区道路建设管理处        佛山               邮编528200

摘要：钢管拱是一种在我国较为常见的施工方法，在桥梁建设中得到了广泛的应用。对于钢管拱吊装施工而言，其技术的应用水平以及质量的高低，将直接影响到桥梁结构的安全。因此，施工单位应当重视钢管拱吊装施工安全控制，通过制度、体系、人员、技术的额管理，保障钢管拱吊装施工安全。本文通过对钢管拱吊装施工技术、安全控制策略进行探究，为类似工程提供参考。

关键词：钢管拱桥；钢管拱吊装；吊装施工；安全控制

引言：随着社会的不断发展，桥梁在工程建设中的应用越来越广泛，钢管混凝土拱桥具有承载力大、结构刚度大、强度高、施工方便等优势。但是由于其自身的结构特点，钢管拱桥施工过程中存在着一定的安全隐患。因此，必须在施工过程中做好安全控制工作，避免安全事故的发生[1]。

一、钢管拱桥的钢管拱吊装施工技术

（一）扣索安装

扣索是钢管拱吊装中的主要受力构件，承受着拱圈恒载及拱圈施工阶段的风荷载、风压等荷载，因此，扣索在拱圈施工中的安装质量和索力调整对拱圈的线形及受力至关重要。扣索在安装时，应注意以下几点：一是在每一节段钢管拱施工时，必须将扣索索头调整至设计要求的位置，使扣索轴线与设计轴线重合。二是为使扣索预压应力尽量均匀，每一节段扣索必须采用对称张拉，以消除拱圈内力的不平衡效应。三是为减少和消除预压应力对钢管拱的影响，可将拱圈与扣索同时张拉。扣索张拉时，应控制拱圈挠度及拱轴线高程。四是在钢管拱吊装施工中，扣索索力调整是关键步骤，对整个拱圈的线形影响较大。扣索索力调整必须严格按照设计要求进行，同时应考虑拱圈变形对扣索索力的影响。五是扣索的张拉顺序为先张拉下缘，后张拉上缘。当拱轴线高程变化较大时，宜在拱轴线高程变化后再进行张拉。六是在拱圈架设过程中要保证扣索同步张拉，且同一阶段内扣索张拉一次完成。七是在拱圈架设过程中及成桥后的监控中，应及时对扣索索力进行监测，并根据监测结果对拱圈进行预调。

（二）吊点布置

吊点设置的基本原则是：尽量选择结构受力最薄弱部位；保证足够的安全储备；便于测量和观测；尽量使吊索处于水平位置。由于钢管拱受力最大的是拱顶部分，因此吊点布置一般选择在拱顶位置，吊点平面布置与拱轴线垂直。吊点的布置主要应考虑以下几个因素：一是拱圈结构受力最大部位在拱顶部分，吊点位置应选择在最不利位置。这是因为吊点的位置越靠近拱轴线，其应力越小，即在相同的受力条件下，吊点的位置应越低。对于大跨度拱桥来说，吊点的位置应尽量接近拱顶，这是因为拱顶部分承受了大部分集中荷载，可以减小吊点处结构的应力。二是吊点应便于测量和观测。一般情况下，吊点位置应选择在拱圈最宽处；对较长的拱桥，可沿拱脚方向设置吊点标高；在实际施工中还应考虑吊点和拱脚的相对位置。三是吊点一般应设置在拱圈内侧靠近拱脚部位；当拱轴线不垂直于主弦管轴线时，吊点位置应在主弦管轴线上。当主弦管为多层结构时，吊点位置应尽量选择在最外层主弦管内；当主弦管为单层结构时，吊点位置应在吊索下端靠近拱轴线处。四是吊点设置应根据拱圈结构受力特点确定。一般来说，对于承受轴力的拱结构，吊点应选在拱顶位置；对于承受弯矩的拱结构，吊点应选在拱轴线上。

（三）拱圈临时固定

首先，要确定临时固定点的位置和数量。其次，要对临时固定点进行详细的检查，检查内容主要包括：螺栓连接的紧固程度，检查是否有松动；支撑系统是否可靠，是否有变形或损坏；滑轮组是否灵活；吊点间距是否满足要求。一般情况下，可将拱圈分成4段进行吊装。具体的施工方法是：将钢管拱两端分别焊接在两侧拱脚上，在拱脚之间各安装2根地锚，然后在地锚上安装千斤顶、轨道和扣索。安装时应注意保证轨道的水平度，轨道和扣索的平面位置必须垂直于拱圈轴线。拱圈吊装时应注意吊点位置和吊装顺序，保证拱轴线与设计线之间的偏差小于5 mm。同时，为减少钢管拱在吊点位置发生倾斜和扭转的可能性，还需在吊点位置设置限位装置[2]。

（四）拱圈临时合龙

拱圈临时合龙时，一般采用“压重+顶推法”完成，即利用一定数量的混凝土块，在合龙段两端对称地推顶拱圈，使两拱圈间形成一段近似水平的合龙段。拱圈临时合龙时，应对拱圈进行临时固定，在固定前，应对两个拱圈的线形、挠度及稳定性等进行检查，确定无误后方可进行加固。

（五）钢管拱扣索索力调整

钢管拱安装完成后，为使拱圈和扣索共同受力，扣索的张拉力应尽可能接近设计张拉力。在钢管拱吊装过程中，应定期对扣索的张拉力进行监测，以确保扣索的安全性和使用寿命。扣索索力调整应在拱圈安装、调索结束后进行。首先按照拱圈施工阶段合理划分各索力调整阶段，然后对拱圈各施工阶段的索力进行调整。对于钢管拱桥而言，拱轴线的竖向偏差是控制桥梁线形的主要因素之一，而对于斜拉桥而言，拱轴线的竖向偏差是控制斜拉桥施工阶段状态和成桥状态线形的主要因素之一。因此在实际施工中，对拱轴线进行竖向和横向调索是十分必要的。

二、钢管拱桥的钢管拱吊装施工安全控制策略

（一）加强人员安全管理

对于施工人员而言，安全管理是一项较为重要的工作，通过加强对施工人员安全管理，能够保障施工的安全性。因此，施工单位应当重视对施工人员安全教育工作的开展，使施工人员在进入现场之前，就能够具备一定的安全知识。在对施工人员进行安全教育时，应当充分考虑到工程的实际情况，并根据工程中可能存在的危险源进行有针对性地教育，做好对施工人员的管理工作，使其能够严格按照要求进行作业。除此之外，为了能够避免钢管拱吊装施工中出现安全事故，还应当对相关操作人员进行专业技能培训，并将培训合格后的操作人员分配到相应岗位上进行操作，保障施工过程中人员的安全。在进行培训工作时，应注意对培训内容与实际工作情况进行结合，使培训工作更具有针对性[3]。

（二）建立健全安全管理体系

对于钢管拱吊装施工而言，建立健全安全管理体系十分必要的。在实际工程中，应当在现场成立相应的安全管理机构，对施工现场的安全状况进行定期检查。如，应当成立以项目经理为核心的施工安全管理小组，对施工现场的各项安全工作进行协调、安排。并设立专职安全员，负责对现场的安全状况进行监控，将安全隐患及时地消除在萌芽状态。而对于那些存在较大安全隐患的工作人员，应当进行清退处理。

（三）合理选择技术

对于钢管拱吊装施工而言，其施工工艺相对较为复杂，施工工艺的复杂程度直接影响到整个工程的安全性。因此，在施工过程中，应当将技术应用作为重点。在进行钢管拱吊装施工时，需要根据实际情况，选择合适的吊装技术。例如，当拱圈较大时，应当采用大型履带吊进行吊装；而对于小拱圈而言，可以通过缆索起重机进行吊装。除此之外，还需要将监控技术、测量技术以及计算机技术作为重点，通过这些技术的应用保障钢管拱吊装施工的安全。

（四）制度安全管理制度

严格执行各级领导和职能部门的安全管理责任，认真执行安全生产责任制，把安全生产与工程建设目标挂钩，同技术进步和经济效益挂钩，严格按照“谁主管、谁负责”的原则，落实各级领导的安全生产职责；坚持“四不放过”的原则，对重大事故隐患，要认真落实整改措施，并进行跟踪检查。

结论：

综上所述，钢管拱桥的钢管拱吊装施工，为钢管拱桥施工过程中的重点内容，也是影响整个工程项目最终交付质量的核心环节。由于在这一环节，施工内容复杂、施工技术难度水平高，因此存在一定的安全隐患，需加强对施工技术、安全控制策略的研究，为项目的顺利交付提供保障。

参考文献：

[1]魏珍珍.浅谈大跨度钢管混凝土系杆拱桥关键施工技术[J].工程机械,2021,52(07):115-118+13.

[2]陈跃.大跨径钢管混凝土拱吊装施工技术研究[J].公路,2021,66(07):165-169.

[3]刘帅辉. 大跨钢管混凝土拱桥拱肋非对称安装施工技术研究[D].重庆交通大学,2021.