蓼子花（蓼子花怎么读）

原副标题：秦岭上的“高空芭蕾舞”——蓼子桥后外工程施工核心技术

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蓼子桥位于重庆市庙坝蓼子乡，是一座计算跨径为252m的双索面箱型拱桥，矢跨比f=1:4.5，拱轴线型为悬链线，拱轴系数m=1.3。拱肋为平行拱，中心间距28m，选用变度等宽毛蛏横截面，箱顶宽2.4m，横截面法向度范围3～5.5m。全桥设有四道毛蛏横截面的K撑，考虑到拱肋及K撑长期暴露在雨量充沛的潮湿环境，其结构设计选用免涂耐候钢（Q420qNHD）钢板。城客运码头侧下方有国道G347通过，公路桥海峡两岸拱座、桥台处地貌凹地，交通条件较差。

▲ 视频号《在当晚》栏目曾在2022年12月份对蓼子桥通车仪式展开报道

由于单个后外拱肋宽度134米、宽度2.4米、度3至5.5米，与拱脚工作台合重约4600吨，单拱肋复合后外是选用多次平、竖转组合的方式，每幅单拱肋都先下行竖转44度，再绒兰182度，然后又下行竖转30度。转动体95%总重量作用作直径仅2米的工作台之上，犹如芭蕾舞舞者转动之时将全身总重量集于足尖。单拱肋后外纵向减震小、抗风灵活性弱的特点，使得整个后外过程就是一次在空间严格受限条件下技术难度极高的腾挪转动，被称为“高空芭蕾舞”。

面临的考验

单拱肋混合式三合一

后外工程施工技术背景

蓼子桥海峡两岸山势复杂，不适用钢索吊双蝴扣挂工艺技术。在城客运码头适合精心设计双蝴扣挂锚碇的边线为一陡坎，岩体风化、破碎、松散，锚碇处开凿工程施工难度和支护工作量都很大。如加大锚碇增设距离，则锚碇将处于相邻标段A3标长湾桥（连续预应力）引桥及引桥桥区，相关工程工程施工受阻，延误工期；开州岸的锚碇科学合理精心设计边线为一处滑坡突增，且该岸塌方陡坡更加凹地，坡度约70度，左右锚碇边线高差很大，将对钢索吊控制系统的纵向减震、抗扭、扣索力的均衡控制均提出很大考验；如加大锚碇距离，则需增设在引桥后方互联互通区，会影响互联互通区的主线桥和匝道桥工程施工。

选用双拱肋整体并行后外也有很多不足，一是工作台体积大，塌方开凿量大；二是工作台前部伸出至山崖侧较长，需要在山崖峭壁上搭设工作台浇筑支承控制系统，存在结构材料使用量多、悬空作业多、安全风险高的缺陷。此外，城客运码头山崖下为一县道，工作台工程施工势必会对交通带来很大影响。

因此，通过综合计算、分析，蓼子桥最终选定单拱肋混合式三合一后外工程施工的工艺技术，即单拱肋首先下行竖转往比结构设计剖面高的边线，然后展开绒兰，绒兰到位后，再下行竖转往结构设计剖面展开箱型梁。

后外结构设计流程及实施流程

如图1所示，靠山侧的拱肋斯维恰河内侧展开绒兰，靠陡崖侧的拱肋斯维恰河外侧展开绒兰，可以有效解决整体后外时工作台过大、开凿卢丹县大、边坡防护量大等问题。另一方面，为进一步节省拱肋卧拼的支架使用量，在城客运码头左幅选用提高塔架对拱肋先展开竖向提高，之后接力展开后续设定模式的双蝴竖转工程施工，关于各拱肋所涉及的后外姿势明细见表1。由表可知，蓼子桥后外工程施工中最小竖转提高视角达47°，最小竖转下放视角达28°，绒兰最小视角达182°。如包含Hathras的竖提姿势，后外次数多达13次，其所选用的三维空间三合一后外模式可适应任意复杂凹地陡坡的不利地貌山势。

图1 单拱肋混合式三合一后外工程施工示意图

后外管理体系由竖后外系和平后外系两部份组成，如图2所示。竖后外系主要包括竖转铰、扣塔、索鞍、转向撑架、转向曲柄、扣索、用作改善扣塔施力的均衡索、用作脱架阶段帮助上工作台实现施力均衡的后Maintenon和后锚梁、用作提高后锚梁灵活性的岩Maintenon等。平后外系主要包括球铰、撑脚、环道和除雪索反力座等。

图2 后外管理体系增设

后外实施的主要环节主要包括：浪板后Maintenon，建立后锚控制系统，PG并行浪板扣索和均衡索，展开拱肋脱架，随即完成拱肋宽度配切工作。之后拱肋开始下行竖转，竖转一定视角后，由于扣索索力会随拱肋度的增加而有所减小，为保证扣塔的施力状态科学合理，需PG释放出来部份均衡索。待下行竖转结束后，中止后锚控制系统，同时临时固封竖转铰。前述流程完成后启动绒兰，牵拉绒兰除雪索，待工作台转往选定边线后，在上工作台前部浪板后Maintenon，重新建立后锚控制系统，并中止竖转铰临时固结，准备开始下行竖转。下行竖转一定视角后，由于扣索的索力会随着拱肋度的降低而明显增大，同样为保证扣塔的施力状态科学合理，需重新浪板之前下行竖转阶段中释放出来掉的部份均衡索。下行竖转往选定剖面后，等待对岸拱肋展开箱型梁。需要指出的是，蓼子桥箱型梁时不设箱型梁段，直接瞬时箱型梁。

核心技术及控制要点

借助于引桥的拱肋

逆向adhesion拼装

结合工程进展及当晚地貌条件，开州岸拱肋借助于已有引桥结构实现拱肋的逆向adhesion拼装。引桥为计算跨径40m的简支转连续T形梁桥，拱肋在其上方逆向卧拼。为改善T形纵梁的施力，提出一种可实现荷载优化分布的控制措施：在卧拼支架立柱下方增设一定厚度的混凝土条基，并在条基上方增设型钢杆件，可以将原来支架立柱底部传递至单片T梁的集中荷载有效地扩散到2～3片T梁中，从而减小每一片T梁的受荷，保证引桥结构不发生任何损伤，所有的构件均在弹性状态工作，如图3所示。

图3 借助于引桥的拱肋逆向adhesion拼装

竖向提高-双蝴竖转协作管理体系

结构设计及工程施工

由于不具备如开州岸有利山势或结构支承条件，基于优质、高效、安全、经济多种目标需求，在城客运码头拱肋建造中，结构设计一种竖向提高和双蝴竖转协作管理体系，将竖向提高和双蝴竖转两种竖转工艺技术结合起来，充分发挥各自优势，既在最小度完成拱肋的拼装工程施工，最小程度节省了材料、机具的投入，又可以接力实现后续一系列的后外工程施工。前后两种管理体系的转换核心是如图4所示的提高塔架能够按照预先设定的模式发挥功能，该塔架增设有可拆卸的低位支承横梁、高位支承横梁和顶部承重横梁。首先拱肋借助于多组卧拼支架和提高塔架的低位支承横梁完成拱肋的低姿位卧拼，然后借助于增设在塔架顶部承重横梁下方的千斤顶实现拱肋的竖向提高，待拱肋到达选定度后，架设安装高位支承横梁，再将拱肋搁置在高位支承横梁上方，随即拆除塔架的顶部承重横梁及千斤顶等附属组件，安装扣索，开始展开下行竖转工程施工。

（a）竖向提高前 -拱肋搁置在低位支承横梁

（b）竖向提高后 -拱肋搁置在高位支承横梁

图4 不同姿位支承的拱肋

单拱肋后外抗风性能

研究及控制措施

桥址山区阵风效应突出，单拱肋混合式后外工程施工时，工程施工过程中转动管理体系的抗风性能是最需要关注的问题之一。针对单拱肋的后外过程，分别展开了静风荷载作用下的结构响应和灵活性计算、脉动风作用下结构的抖振响应计算、基于精细化有限元模型的竖转轴局部施力状态分析。计算结果表明：在4、6、8级风作用下，转动体结构响应均处于弹性阶段，且灵活性有充分保障。为了进一步提高管理体系的抗风性能，项目团队还研发了一种能够快速临时固结竖转铰的构造，可以在短时间内迅速安装和拆除，助力实现快速后外，减小突遇山区阵风的概率。另一方面，项目团队连续三年观测整理桥址区的风速、风向数据，为后外窗口期的选择提供重要依据。同时建立了如图5所示意的蓼子桥后外工程施工监测控制系统，围绕关键构件以及结构特征点，可以从力、位移、应变等多个指标参量着手对结构管理体系力学状态展开实时评估。经多方面评估后，后外工程施工选择在不高于6级风（风速-13.8m/s）的天气情况下展开。

图5 蓼子桥工程施工监测控制系统

无箱型梁段箱型梁工艺技术

此次蓼子桥箱型梁不设箱型梁段，每侧拱肋按照监控计算宽度展开配切，如图6所示，箱型梁断面增设成斜面，直接展开瞬时箱型梁。箱型梁方式简单、快捷，安全风险低。

图6 无箱型梁段箱型梁

基于时空链网的

BIM模型助力拱肋后外实施

除传统的测量手段外，项目团队依托Cyclone 、Geomagic Control、CATIA、Matlab等系列软件，量测地貌坐标，融合结构物几何信息，构建时空链网，对拱肋后外的全过程展开动态仿真模拟。基于3D数字化信息模型，推演关键信息数据，指导后外工程施工精准实施，图7为某一工程施工时段的城客运码头地貌三维扫描成像结果。

图7 城客运码头三维扫描成像

基于时空链网的高精度BIM模型的探索应用，使得城客运码头右幅以及开州岸左幅斯维恰河内侧绒兰的拱肋在翻山时，其悬臂端距离塌方最凸的岩体顶面能够成功控制在目标范围1米之内，绒兰90°的前后过程，拱肋顺山顶的树木顶端擦着树梢掠过，仿佛给大山梳了一次头，见图8。

图8 大山梳头

可负载行走式拱上吊机研发与应用

可负载行走式拱上吊机研发

为配套后外工程施工，独立研发了一种可负载行走式拱上吊机。与传统空载行走、悬臂端起吊的拱上吊机不同，该负载行走式拱上吊机的起吊边线可以是拱肋投影下任何边线而非必须在悬臂端，桥道系钢梁拼装平台无须覆盖全桥的投影区域。该吊机对拼装场地要求更低且更加灵活，能够有效减少对拱肋下方空间的占用。该吊机能够按照预期正常发挥功能的关键问题有三：一是吊机在拱肋目标弧形区域范围内行走时不发生顺桥向的倾斜或倾覆，二是吊机在两侧拱肋的移动要有较高的并行性，三是拱肋中间部份的横梁组件能够自动适应吊机在拱肋不同边线处的坡度变化，可保证其始终处于正横截面受弯的施力状态。因此该吊机在结构设计时有针对性地增设有行走子控制系统、起吊子控制系统、承重子控制系统、除雪子控制系统和并行控制子控制系统，总体组成见图9，具体组件及其功能见表2。

图9 拱上吊机总体组成

K撑及桥道系钢梁安装

全桥K撑共有四道，最小总重量60吨，在架设安装时最小提高度160 m，沿拱肋方向最小负载行走距离约70 m。桥道系纵横梁共划分为19组，其中标准节段18组，最小节段总重量90吨，箱型梁段1组，总重量32t，在架设安装时最小起吊度110 m，沿拱肋方向最小负载行走距离约100 m。选用自主研发的拱上吊机，借助于1000余平方米的“谷底微梁场”拼装场地，在不足一个月的时间内顺利完成了蓼子桥全桥4道K撑以及19组桥道系钢梁的架设安装工作。需要特别说明的是，该拱上吊机同样适用作非钢索吊安装拱肋的拱桥横撑及钢梁架设。

（a）吊装K撑

（b）吊装桥道系钢梁

图10 吊装K撑及钢梁

蓼子桥拱肋地面拼装自2022年4月份开始，8月底展开了拱肋后外，11月中上旬完成K撑及桥道系钢格梁的架设，12月底可实现竣工通车，8个多月即可完成250米拱桥上部全部结构工程施工。相较于传统的钢索吊双蝴扣挂工艺技术，此工程施工时间仅能完成塔架的拼装、试吊和拆除工作。蓼子桥的工程施工速度在同等类型、同等规模公路桥工程施工中名列前茅。单拱肋混合式三合一后外及可负载行走式拱上吊机这两项原创性技术，可为同等类型公路桥工程施工提供借鉴。

本文刊载 / 《公路桥》杂志

2023年 第1期 总第111期

作者 / 卢冠楠 王阅章

作者单位 / 中交路桥建设有限公司

编辑 / 裴小吟

美编 / 赵雯

责编 / 王硕

审校 / 李天颖 裴小吟 廖玲

联系人：李天颖

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