大跨度连续钢桁梁柔性拱桥带拱顶推施工技术
铁四局方总今天给我们做了一个大跨度连续梁柔性拱桥带拱顶推施工新技术的报告，谈到了工程上大胆的创新运用新方法和新技术。同时，也让同学们了解到了比较先进的施工技术与施工方法，为快走向工程实践的我们提供了一些十分重要的工程方面有关的信息，此次讲座也向我们展示了中铁四局的实力。
所谓柔拱钢梁，就是梁的高度远大于拱的高度是叫做柔拱钢梁。中铁四局的方总结合南淝河特大桥的现场施工给我们介绍了大跨度连续钢桁梁柔性拱桥带拱顶推施工技术，讲解的比较详细，比较形象。方总从工程概况、架设方案的比选、施工辅助设施和设备、带拱顶推主要施工工况、施工关键技术这五个方面讲述了大跨度连续钢桁梁柔性拱桥带拱顶推施工技术。
合肥南环绕南淝河特大桥钢桁梁柔性拱是沪汉蓉高速铁路引入合肥高速铁路枢纽的重点工程。大桥为１１４. ７５＋２２９. ５＋１１４. ７５米，下承式，等高、连续钢桁架柔性拱桥。由于是小角度跨越合宁高速铁路，与线路夹角为２７度，这使得该桥的跨度非常的大，同时由于跨越高速公路，也使得施工难度比较巨大。
总的来说，对于大跨度连续钢桁梁柔性拱桥的施工，有以下几个方面时要考虑到的。1、本桥主跨229.5m ，目前在国内同类型桥梁中跨度最大。2、本桥采用的不锈钢复合正交异性桥面板，在国内客运专线是首次大面积推广采用，属新材料，新工艺，新技术。3、大跨度连续钢桁梁带拱顶推施工技术属国内首次采用。4、上跨合肥绕城高速公路，涉及交通安全风险高，协调难度大。这几个方面也可以说是工程的特点。
据当时方总介绍，就目前的情况来看，国内已建成的钢桁梁柔性拱桥主要有：九江长江大桥、福厦客专闽江特大桥以及京沪高铁济南黄河大桥。其中九江长江大桥是采用吊索塔架辅助双向悬拼，拱顶合龙的方法。其它三个桥均是采用临时墩辅助的方法进行悬拼合龙的。但是，在合肥架设的经开区特大桥由于跨越高速公路，在施工难度上是比较高。由于要考虑到高速公路的行车安全问题，倘若无法保证施工安全的问题，将会造成非常严总的后果。倘若将高速公路封一段时间，这样不仅会给合肥地区的行车交通状况带来影响，还会增加不必要的工程投入。
一个工程的进行会有很多的方案，而工工程师则会从众多方案中选择一个比较好的方案，从而决定具体的施工方法。针对南淝河特大桥钢桁梁柔性拱的结构
特点及现场勘查情况，为满足安全、技术、工期、成本等方面的要求，拟定四种架设方案进行分析比较。
方案一 吊索塔架双向悬拼架设
在边跨拼装支架上拼装3个节间钢桁梁后，借助吊索塔架，利用架梁吊机双向悬拼至钢桁梁跨中合龙。继续架设柔性拱至拱顶合龙。方案优点：1、不需要在高速公路限界范围内设置大型临时设施。 方案缺点：1、吊索塔架是庞大的专用设备。技术要求高，安全风险大。2、场地和设备投入大成本高。
方案二 临时墩辅助双向悬拼架设
在主跨内紧邻高速公路设置两座辅助墩。按照从边跨向中跨方向利用架梁吊机双向悬拼钢桁梁。钢桁梁合龙后，继续完成柔性拱拱顶合龙。方案优点：1、利用支架悬拼架设属常规技术。方案缺点：1、在高速公路上方高空作业，安全难以保证。2、两次跨中合龙，技术难度大。
方案三钢桁梁多点顶推、先梁后拱架设
设置辅助墩支架、顶推系统等辅助设施及设备，钢桁梁多点顶推就位，调整线形。再利用架梁吊机单向退步法架设柔性拱，并完成拱顶合龙。方案优点：1、设备投入少。方案缺点：1、在高速公路运营线上方架设柔性拱，涉路施工安全风险高。2、柔性拱拱顶合龙，合龙难度大。
方案四 钢桁梁带拱顶推、柔性拱拱脚合龙
设置辅助墩支架、顶推系统等辅助设施及设备。在拼装支架上拼装前导梁和钢桁梁，利用多点同步顶推系统顶推钢桁梁前移并继续下一轮次的拼装，如此循环直至钢桁梁拱脚顶推至跨中辅助墩时，在高速公路运营限界外，利用架梁吊机单向退步法架设柔性拱。柔性拱和钢桁梁架设平行作业，架设与顶推交替进行。利用在拼装支架上的墩顶布置竖向起顶钢桁梁下弦节点，实现柔性拱拱脚无应力合龙。继续钢桁梁带拱顶推，拼装剩余节间钢桁梁，直至全桥顶推就位。
最后设计人员，从合龙次数、合龙难度、对高速公路的影响、所需要的器材以及建筑投入等等几个方面进行比较，最终选定了第四个方案。因为柔性拱架设及合拢均在高速公路限界外施工，能确保高速公路的行车安全，消除了涉路施工的重大安全风险，在拼装支架上集中拼装，提高了拼装质量和效率，实现了工厂化管理。钢桁梁带拱顶推，避免了钢桁梁及柔性拱跨中合龙，解决了合龙难题。
此外还有优点，就是机械设备及拼装场地投入少，有利于控制施工成本。
施工用到的主要辅助设施和设备有拼装支架、主跨辅助墩、导梁、滑道与滑块以及多点同步顶推系统。
其中，拼装支架是为提供钢桁梁架设集中作业平台，实现桥位拼装的工厂化，并满足顶推抗倾覆稳定的要求，在170～171号墩之间设置拼装支架。拼装支架为6个节间的钢管桁架结构，采用钢筋混凝土桩基础。主跨辅助墩是在满足钢桁梁节点受力和减小悬臂长度的前提下，根据现场施工环境，在主跨第3个节间设置2个大型辅助墩，辅助墩采用16根桩径为φ1.5m ，桩深为55m 的钢筋混凝土灌注桩基础，其上部钢支架为管桁架结构。导梁是为减小钢桁梁最大悬臂状态支点处负弯矩和前端挠度，钢桁梁前端而设置的。导梁采用带竖杆的N 形三角桁架，8个节间，全长102m （为钢桁梁最大悬臂长度的2/3）。主桁弦杆为箱形截面，上、下平面联结系及5道交叉形横联均采用“H ”形截面。
带拱顶推施工流程首先要进行拼装准备，完成拼装准备之后进行导梁拼装。然后是钢桁架梁及顶推，之后是拱肋拼装及合龙，最后就是钢桁梁带拱顶推就位。之后我们需要了解的是钢桁梁带拱顶推施工技术。
钢桁梁带拱顶推，施工工况与成桥工况有很大变化，关键工况主、辅结构受力复杂，施工阶段的计算分析必须准确可靠。为此，运用大型有限元程序MIDAS Civil 建立了全桥空间有限元模型，依据桥梁各构件的型式、受力特点的不同和计算精度要求，采用梁单元模拟桁架及永久墩、滑道梁、临时墩；采用板单元模拟正交异性桥面板。全桥模型共计7900个节点，3136个梁单元，6072个板单元。
根据施工方案，建立施工全过程受力计算模型，对全桥的杆件应力和变形，导梁前端下挠值进行计算分析。对少数超过容许应力的杆件，采用增大杆件截面或增设临时水平撑杆的方法进行加强，并在这些杆件的连接部位采用增设高强度螺栓数量的方法进行节点加强；同时为确保柔性拱在顶推过程中的稳定，在柔性拱结构中设置了临时支撑体系。
另外一点就是导梁上墩技术，该项技术就是根据钢桁梁最大悬臂状态下导梁前端挠度计算结果，在导梁设计时，将前端预抛高460mm ，利用导梁刚性节点上翘1.3m ，内嵌长行程液压千斤顶。在上墩时，通过导梁前端的长行程液压千斤顶及200t 竖向千斤顶互换起顶，将滑块抄垫直至导梁前端达到设计标高，继续顶推钢桁梁前移。
还有一个关键性的技术就是大跨度柔性拱架设及合龙施工技术。在合肥南环绕南淝河特大桥钢桁梁柔性拱建设施工过程中，柔性拱架设需要在钢桁梁上弦安装60t 全回转架梁吊机。当钢桁梁拱脚顶推至主跨临时墩处，采用单向退步法在高速公路运营限界外架设柔性拱。先安装吊杆和临时撑杆，再安装拱肋和拱平联。合龙段杆件就位后，完成合龙段与拱脚节点处及吊杆高栓施拧，将合龙段上端接口作为合龙口。在拼装支架上设置千斤顶，两侧同时起顶钢桁梁下弦节点以调整合龙口上下偏差和纵向偏差，配合合龙口内部横向调整，以实现合龙口无应力合龙。
以上的介绍，基本上涵盖了合肥南环绕南淝河特大桥钢桁梁柔性拱建设施工过程中关键技术。大跨度连续梁柔性拱桥带拱顶推施工新技术在这次工程建设过程中发挥了巨大的作用，节约资金、解决施工技术难的问题。属于国内首次采用，对类似工程有较大的推广价值。想要成为一名合格的工程师，一定要敢于实践、敢于迎接难题、解决难题。这样，我们便能取得技术上的进步，同时也能很好的发挥自己的潜质。
大跨度连续钢桁梁柔性拱桥带拱顶推施工技术
铁四局方总今天给我们做了一个大跨度连续梁柔性拱桥带拱顶推施工新技术的报告，谈到了工程上大胆的创新运用新方法和新技术。同时，也让同学们了解到了比较先进的施工技术与施工方法，为快走向工程实践的我们提供了一些十分重要的工程方面有关的信息，此次讲座也向我们展示了中铁四局的实力。
所谓柔拱钢梁，就是梁的高度远大于拱的高度是叫做柔拱钢梁。中铁四局的方总结合南淝河特大桥的现场施工给我们介绍了大跨度连续钢桁梁柔性拱桥带拱顶推施工技术，讲解的比较详细，比较形象。方总从工程概况、架设方案的比选、施工辅助设施和设备、带拱顶推主要施工工况、施工关键技术这五个方面讲述了大跨度连续钢桁梁柔性拱桥带拱顶推施工技术。
合肥南环绕南淝河特大桥钢桁梁柔性拱是沪汉蓉高速铁路引入合肥高速铁路枢纽的重点工程。大桥为１１４. ７５＋２２９. ５＋１１４. ７５米，下承式，等高、连续钢桁架柔性拱桥。由于是小角度跨越合宁高速铁路，与线路夹角为２７度，这使得该桥的跨度非常的大，同时由于跨越高速公路，也使得施工难度比较巨大。
总的来说，对于大跨度连续钢桁梁柔性拱桥的施工，有以下几个方面时要考虑到的。1、本桥主跨229.5m ，目前在国内同类型桥梁中跨度最大。2、本桥采用的不锈钢复合正交异性桥面板，在国内客运专线是首次大面积推广采用，属新材料，新工艺，新技术。3、大跨度连续钢桁梁带拱顶推施工技术属国内首次采用。4、上跨合肥绕城高速公路，涉及交通安全风险高，协调难度大。这几个方面也可以说是工程的特点。
据当时方总介绍，就目前的情况来看，国内已建成的钢桁梁柔性拱桥主要有：九江长江大桥、福厦客专闽江特大桥以及京沪高铁济南黄河大桥。其中九江长江大桥是采用吊索塔架辅助双向悬拼，拱顶合龙的方法。其它三个桥均是采用临时墩辅助的方法进行悬拼合龙的。但是，在合肥架设的经开区特大桥由于跨越高速公路，在施工难度上是比较高。由于要考虑到高速公路的行车安全问题，倘若无法保证施工安全的问题，将会造成非常严总的后果。倘若将高速公路封一段时间，这样不仅会给合肥地区的行车交通状况带来影响，还会增加不必要的工程投入。
一个工程的进行会有很多的方案，而工工程师则会从众多方案中选择一个比较好的方案，从而决定具体的施工方法。针对南淝河特大桥钢桁梁柔性拱的结构
特点及现场勘查情况，为满足安全、技术、工期、成本等方面的要求，拟定四种架设方案进行分析比较。
方案一 吊索塔架双向悬拼架设
在边跨拼装支架上拼装3个节间钢桁梁后，借助吊索塔架，利用架梁吊机双向悬拼至钢桁梁跨中合龙。继续架设柔性拱至拱顶合龙。方案优点：1、不需要在高速公路限界范围内设置大型临时设施。 方案缺点：1、吊索塔架是庞大的专用设备。技术要求高，安全风险大。2、场地和设备投入大成本高。
方案二 临时墩辅助双向悬拼架设
在主跨内紧邻高速公路设置两座辅助墩。按照从边跨向中跨方向利用架梁吊机双向悬拼钢桁梁。钢桁梁合龙后，继续完成柔性拱拱顶合龙。方案优点：1、利用支架悬拼架设属常规技术。方案缺点：1、在高速公路上方高空作业，安全难以保证。2、两次跨中合龙，技术难度大。
方案三钢桁梁多点顶推、先梁后拱架设
设置辅助墩支架、顶推系统等辅助设施及设备，钢桁梁多点顶推就位，调整线形。再利用架梁吊机单向退步法架设柔性拱，并完成拱顶合龙。方案优点：1、设备投入少。方案缺点：1、在高速公路运营线上方架设柔性拱，涉路施工安全风险高。2、柔性拱拱顶合龙，合龙难度大。
方案四 钢桁梁带拱顶推、柔性拱拱脚合龙
设置辅助墩支架、顶推系统等辅助设施及设备。在拼装支架上拼装前导梁和钢桁梁，利用多点同步顶推系统顶推钢桁梁前移并继续下一轮次的拼装，如此循环直至钢桁梁拱脚顶推至跨中辅助墩时，在高速公路运营限界外，利用架梁吊机单向退步法架设柔性拱。柔性拱和钢桁梁架设平行作业，架设与顶推交替进行。利用在拼装支架上的墩顶布置竖向起顶钢桁梁下弦节点，实现柔性拱拱脚无应力合龙。继续钢桁梁带拱顶推，拼装剩余节间钢桁梁，直至全桥顶推就位。
最后设计人员，从合龙次数、合龙难度、对高速公路的影响、所需要的器材以及建筑投入等等几个方面进行比较，最终选定了第四个方案。因为柔性拱架设及合拢均在高速公路限界外施工，能确保高速公路的行车安全，消除了涉路施工的重大安全风险，在拼装支架上集中拼装，提高了拼装质量和效率，实现了工厂化管理。钢桁梁带拱顶推，避免了钢桁梁及柔性拱跨中合龙，解决了合龙难题。
此外还有优点，就是机械设备及拼装场地投入少，有利于控制施工成本。
施工用到的主要辅助设施和设备有拼装支架、主跨辅助墩、导梁、滑道与滑块以及多点同步顶推系统。
其中，拼装支架是为提供钢桁梁架设集中作业平台，实现桥位拼装的工厂化，并满足顶推抗倾覆稳定的要求，在170～171号墩之间设置拼装支架。拼装支架为6个节间的钢管桁架结构，采用钢筋混凝土桩基础。主跨辅助墩是在满足钢桁梁节点受力和减小悬臂长度的前提下，根据现场施工环境，在主跨第3个节间设置2个大型辅助墩，辅助墩采用16根桩径为φ1.5m ，桩深为55m 的钢筋混凝土灌注桩基础，其上部钢支架为管桁架结构。导梁是为减小钢桁梁最大悬臂状态支点处负弯矩和前端挠度，钢桁梁前端而设置的。导梁采用带竖杆的N 形三角桁架，8个节间，全长102m （为钢桁梁最大悬臂长度的2/3）。主桁弦杆为箱形截面，上、下平面联结系及5道交叉形横联均采用“H ”形截面。
带拱顶推施工流程首先要进行拼装准备，完成拼装准备之后进行导梁拼装。然后是钢桁架梁及顶推，之后是拱肋拼装及合龙，最后就是钢桁梁带拱顶推就位。之后我们需要了解的是钢桁梁带拱顶推施工技术。
钢桁梁带拱顶推，施工工况与成桥工况有很大变化，关键工况主、辅结构受力复杂，施工阶段的计算分析必须准确可靠。为此，运用大型有限元程序MIDAS Civil 建立了全桥空间有限元模型，依据桥梁各构件的型式、受力特点的不同和计算精度要求，采用梁单元模拟桁架及永久墩、滑道梁、临时墩；采用板单元模拟正交异性桥面板。全桥模型共计7900个节点，3136个梁单元，6072个板单元。
根据施工方案，建立施工全过程受力计算模型，对全桥的杆件应力和变形，导梁前端下挠值进行计算分析。对少数超过容许应力的杆件，采用增大杆件截面或增设临时水平撑杆的方法进行加强，并在这些杆件的连接部位采用增设高强度螺栓数量的方法进行节点加强；同时为确保柔性拱在顶推过程中的稳定，在柔性拱结构中设置了临时支撑体系。
另外一点就是导梁上墩技术，该项技术就是根据钢桁梁最大悬臂状态下导梁前端挠度计算结果，在导梁设计时，将前端预抛高460mm ，利用导梁刚性节点上翘1.3m ，内嵌长行程液压千斤顶。在上墩时，通过导梁前端的长行程液压千斤顶及200t 竖向千斤顶互换起顶，将滑块抄垫直至导梁前端达到设计标高，继续顶推钢桁梁前移。
还有一个关键性的技术就是大跨度柔性拱架设及合龙施工技术。在合肥南环绕南淝河特大桥钢桁梁柔性拱建设施工过程中，柔性拱架设需要在钢桁梁上弦安装60t 全回转架梁吊机。当钢桁梁拱脚顶推至主跨临时墩处，采用单向退步法在高速公路运营限界外架设柔性拱。先安装吊杆和临时撑杆，再安装拱肋和拱平联。合龙段杆件就位后，完成合龙段与拱脚节点处及吊杆高栓施拧，将合龙段上端接口作为合龙口。在拼装支架上设置千斤顶，两侧同时起顶钢桁梁下弦节点以调整合龙口上下偏差和纵向偏差，配合合龙口内部横向调整，以实现合龙口无应力合龙。
以上的介绍，基本上涵盖了合肥南环绕南淝河特大桥钢桁梁柔性拱建设施工过程中关键技术。大跨度连续梁柔性拱桥带拱顶推施工新技术在这次工程建设过程中发挥了巨大的作用，节约资金、解决施工技术难的问题。属于国内首次采用，对类似工程有较大的推广价值。想要成为一名合格的工程师，一定要敢于实践、敢于迎接难题、解决难题。这样，我们便能取得技术上的进步，同时也能很好的发挥自己的潜质。