体系转换施工是大沽桥由施工状态向成桥状态转换的重要环节。体系转换主要包括系杆、吊杆的安装及张拉、拱肋支架的拆除、施工平台顶部沙漏的拆除等工作。索支承桥梁结构吊杆的张拉与调整是桥梁设计与施工的关键，关系到施工期和成桥后结构的受力状态及安全性。索力增量与施工顺序无关，只与张拉过程中结构的基本体系有关，而施工张拉力却与施工顺序密切相关。......
2023-07-01
钢拱桥施工体系转换研究优化
【摘要】：通过分析和测量，体系转换后，全桥拱肋、主梁、吊杆应力以及拱梁位移均满足设计要求。
3.4.5.1 拱肋支架拆除
1）拆架前结构状态简述（O1 阶段）
对应直沽桥主要施工阶段中的O1 阶段，即拱肋已架设并焊接完毕；拱与拱之间的叶片、风撑焊接完毕；叶片拉杆已初拧紧（除需施加强迫力的叶片外，其余叶片装饰外壳均安装完毕），叶片拉杆初拧力为每根粗钢筋承受质量200～250 kg。结构中没有吊杆存在，主要有拱肋，叶片，风撑，主梁，桥面，及拱、梁支架。
2）拆除拱肋支架前准备工作
在拆除拱肋支架前，需做以下准备工作：测量全桥结构初始位置状态，并完成应力监测设备的布置。
3）拆除拱肋支架（O2～O4 阶段）
对应直沽桥主要施工阶段中的O2～O4 阶段，全桥拱肋支架拆除顺序为河西侧拱肋支架—河东侧拱肋支架—中跨拱肋支架；每组拱肋对应支架拆除顺序均为由拱顶依次对称向拱脚拆除。
第一步：拆除河西、河东侧拱肋支架（对应O2 阶段），图3-70 所示。
图3-70 副跨拱支架平面布置
副跨（河西、河东侧）拱肋支架拆除顺序如下：
（1）沿桥纵向。按上图中数字编号顺序依次拆除，即先拆除1#（拱顶）支架，再对称拆除2#支架，最后对称拆除3#（拱脚）支架。
（2）沿桥横向。三组拱肋支架的拆除没有先后次序要求。
（3）河西、河东侧支架对称布置，可以采取同样的拆除顺序，先拆除河西侧支架、再拆除河东侧支架，也可同时拆除河西及河东侧拱肋支架。
（4）在拆除一组拱的支架时，先拆除带有吊杆的拱肋对应的支架，再拆除不带吊杆的拱肋对应的支架，不带吊杆的两个拱肋对应支架的拆除无先后顺序。
综上所述，副跨拱肋支架拆除顺序（对应图中支架编号）为：1a、1b、1c—2a、2a、2b、2b、2c、2c—3 a、3 a、3 b、3 b、3 c、3 c。
确认河西及河东侧两边跨所有拱肋支架拆除完毕、两边跨吊杆初拧后（初拧力值为2 t），应对河西、河东两边跨拱肋的位移和应力进行测量。
第二步：拆除主跨拱肋支架（对应O3～O4 阶段），如图3-71 所示。
主跨拱肋支架拆除顺序如下：
图3-71 主跨拱支架单元体平面布置
（1）沿桥纵向。按上图中数字编号顺序依次拆除，即先拆除1#（拱顶）支架，再对称拆除2#支架，依次对称拆除3#、4#、5#支架。
（2）拆除1#支架后，应立即按下述O3 阶段张拉要求对拱顶吊杆预拉，再依次对称拆除其他支架。
各拱肋需预拉吊杆如图3 -72 所示。
图3-72 各拱肋预拉吊杆
张拉时先完成Y2 拱肋对应8 根吊杆张拉，再完成S2 拱肋对应8 根吊杆张拉，最后完成V2 拱肋对应8 根吊杆张拉，张拉力值见表3-14。
表3-14 中跨拱顶预拉吊杆力值 （kN）
（续表）
（3）沿桥横向。三组拱肋支架的拆除没有先后次序要求。
（4）在拆除一组拱的支架时，先拆除带有吊杆的拱肋对应的支架，再拆除不带吊杆的拱肋对应的支架，不带吊杆的两个拱肋对应支架的拆除无先后顺序。
综上所述，中跨拱肋支架拆除顺序为：1a、1b、1c—按上述O3 阶段张拉要求对拱顶吊杆预拉—2 a、2 a、2 b、2 b、2 c、2 c — 3 a、3 a、3 b、3 b、3 c、3 c — 4 a、4 a、4 b、4 b、4 c、4 c — 5 a、5 a、5 b、5 b、5 c、5 c。
确认中跨吊杆张拉完毕、所有拱肋支架拆除完毕后，对桥面清场，清除吊车等临时荷载，并对全桥拱肋的位移和应力进行测量。
3.4.5.2 拆除主梁支架
拱肋支架已拆除，主梁以上结构只有桥面、拱肋、吊杆、叶片和风撑，吊杆已初拧紧（除中跨先期张拉的24 根吊杆力值为张拉力值外，其余吊杆初拧力值均为2 t）。此时开始拆除主梁支架，对应主要施工阶段中的O5 阶段，拆除顺序如下：
（1）沿桥纵向。先拆除河西侧主梁支架，再拆除河东侧主梁支架，最后拆除主跨主梁支架。
（2）沿桥横向。由L1 主梁向L2 主梁方向依次对称拆除，如图3-73 所示。
图3-73 沿桥横向主梁支架拆除顺序示意
对于每跨主梁支架，先拆除对应拱肋四分点的主梁支架，再依次对称向拱顶和拱脚对应主梁支架方向间隔拆除，即拆除顺序为1—2—3—4—5，如图3-74 所示。
图3-74 主梁支架拆除顺序示意
即先沿横桥向完成第1 步主梁支架拆除，再沿纵桥向依次完成第2、3、4、5 步主梁支架拆除。通过分析和测量，体系转换后，全桥拱肋、主梁、吊杆应力以及拱梁位移均满足设计要求。
【注释】
[1]天津城建设计院有限公司的“天津海河直沽桥设计（2005）”。
[2]直沽桥由天津城建设计院有限公司与法国米姆拉姆（天津）建筑工程咨询有限公司合作设计。
[3]天津城建设计院有限公司的“天津海河直沽桥设计（2005）”。
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