近年来，我国各地正在大规模建设交通路网，桥梁作为一种常见的跨越江河湖海、深山峡谷的结构形式被广泛采用，而拱桥作为跨越能力较大、耐久性好且养护和维修费用低的桥梁，在各路网中越来越频繁地被采用。

　　 钢管混凝土拱桥属于拱桥结构中的一种，由四肢钢管截面和连接系组合而成，钢管拱合龙后管内灌注混凝土。其安装主要有支架法、转体施工法、缆索吊机悬拼法等方式。支架法适用于小跨径拱桥，通常在钢管拱离地面不高，桥下无水或水位不深，施工条件较好的情况下采用。转体施工法需在桥位旁设有较大的预拼装场地，分为平转、竖转及二者组合方式。缆索吊机悬挂拼装法适用于跨越山谷、大江大河大跨度钢管拱桥。

　　 本桥利用缆索吊机将钢管拱分段拼装，由拱脚向跨中分别对称吊装，每安装1段，采用钢绞线作为扣索将拱肋节段斜拉扣挂在塔架上，并安装对应锚索。缆索悬拼法架设钢管拱肋，拼装场地不受桥区地形限制，可设置于桥区范围外，预拼装完成后运送至桥位提升安装。

　　 拉林铁路藏木特大桥为中承式提篮钢管混凝土拱桥，主跨430m，矢高112m，矢跨比为1∶3.84。主拱采用悬链线形式，拱轴系数2.1、内倾角为4.609 1°的提篮拱结构，拱肋、拱顶处中心距为7m，拱脚中心距为25m。全拱主要由56个钢管拱吊装节段、2个合龙段、2个支撑横梁及多种“一”“N”“K”及“米”字形相结合的横撑等组成，最大吊装节段重250t(见图1)。桥梁位于华能藏木水电站上游1.2km处，桥址常年下午有大风天气，大桥跨越水深达66m的雅鲁藏布江，两岸为深切峡谷地形，附近场地狭小。

　　 根据现场实际情况，在专业钢结构工厂内进行钢管拱单元件加工制造，在桥位上游7.5km一处较为平坦的场地建设钢管拱预拼场，场地建设后进行节段预拼装，由于陆路运输受限，节段拼装完成后经下河吊机翻身起吊装船，水运至桥位附近定位后使用缆索吊机提升架设施工。

　　 本钢管拱用钢为国内在高原铁路上首次采用强度等级420MPa的E级耐候钢，板材最大厚度52mm，拱肋采用四肢桁式截面，即左、右侧拱肋截面均由4根钢管截面组合而成。拱肋钢管采用变管径设计，拱脚局部钢管直径1.8m，其余钢管直径1.6m，中间设2m过渡段;拱肋腹杆为H形或箱形杆件;拱肋钢管上连接部位焊接节点板，拱肋腹杆与节点板采用对拼式栓接接头连接，螺栓为M30耐候高强度螺栓。拱肋加工难度大，制造精度要求高，焊接工艺复杂。

　　 1)腹杆及节点板加工箱形腹杆的制造工艺流程为:零件下料→变形矫正→隔板边缘加工→箱形组装→箱形焊接→焊缝检测→焊接变形矫正→划钻孔基准线→螺栓孔钻制→除锈及涂装。对于异形件整板下料，采用控制机床火焰切割，焊接边两端宽度方向预留切割余量，焊接边按与拱肋吻合的折线切割，小车精切焊接边坡口，保证精度。

　　 2)卷管控制单根钢管节段长度需控制在2.8m以内，钢管纵缝焊接采用埋弧自动焊机进行。对椭圆度不符合要求的单元管节再次进行校圆，保证在无应力状态下管口椭圆度控制在4mm以内。拱肋成型采用“以折代曲”工艺，即将1.8～2.8m直线钢管节段在地面胎架内以折线形拼接成拱肋弦管，折点处于拱轴线上。钢管接长最关键的是控制好拱肋线形、环口匹配、环缝焊接质量等工艺。采用100mm×3 200mm数控液压三辊卷板机进行卷管，纵缝位置200～300mm一次卷平，二次回圆技术保证厚板卷制。

　　 3)焊接工艺对不同板厚、不同环境、不同焊接坡口方式和位置进行详细焊接工艺评定试验验证。工厂内的焊缝采用拱上台车埋弧自动焊，焊完1道，自然降温，再焊下一道;而现场焊缝(气温较低情况下)需进行预热，保证焊接区域温度和道间温度，做好焊后缓冷措施。

　　 1)工厂内哑铃形预拼工厂内单元件加工成哑铃形，接长，在地面上做好胎架，根据设计分段线形，确定各关键端口点位、弦管控制点位坐标，确定哑铃形拼装线形。

　　 2)预拼场预拼桥址上游7.5km位置预拼场内布置节段哑铃形接长单元件存放区、钢管拱预拼区、钢管出运下河码头等，如图2所示。钢管拱节段通过陆路汽车运输哑铃形节段至预拼场，钢管拱肋节段在预拼场胎架上进行“2+1”卧拼形式的预组拼(见图3),2幅胎架，每幅胎架长60m、宽16m、高1.3m。然后门式起重机转运至存梁区，再通过转运平车由喂梁区运至下河码头下方进行翻身，最后吊装下河上船。

　　 在下河吊机下方拟定的翻身区域施作台阶式承台，台阶式承台分两级布置，高一级台阶在外侧，两级台阶高差为30cm。此高度差能使钢管拱翻身时重心越过支点且能减小钢管拱后续自由转动角度，从而减弱钢管拱翻身自由转动时的惯性冲击对下河吊机起重横梁和拱肋节段的影响。

　　 在台阶分界处往拱肋节段方向30cm位置布置翻身底座，翻身底座高度为1m，底座弧形板半径为1.0m(略大于拱肋弦管半径0.9m)，如图4所示。翻身底座在拱肋翻身时对下弦起限位作用，防止拱肋翻身过程中下弦管向前滑动，造成人员伤亡、机械损坏。翻身底座等距布置于下河吊机上、下游主纵梁间，在翻身底座上放置废轮胎，防止拱肋下弦管与底座硬接触损伤拱肋。

　　 钢管拱肋通过运拱平车运输至下河吊机下方，然后吊装放置翻身区域。节段上、下弦管错位极大无法进行兜底平吊，制作4个100t临时吊耳进行抬吊落架。

　　 在下河吊机起重横梁2个吊点上分别设置2根56钢丝绳，捆绑于上弦管两肢管上。翻身开始前先起升吊钩，待钢管拱节段上弦管略微离地后停止起钩，检查并调整两钩受力均匀。先向河边移动起重横梁至卷扬机钢丝绳与竖向形成约9°夹角，再同步起升2台起重卷扬机，起升过程中始终关注两钩吊重是否一致，若不一致应停止起升并进行调整。当卷扬机钢丝绳接近竖向时停止起升吊钩，再向河边移动起重横梁与竖向形成约9°夹角，如此反复，直至拱肋接近竖立，节段重心达到下弦翻身底座转轴中心位置，至此“两心”平衡。起重横梁大车向河边行走至与拱肋翻身完成时重心对应位置后停止，此时稍微起升吊钩，使拱肋节段重心越过支点，依靠自身重力完成翻身，此过程中完全靠拱肋节段自重完成，起重钢丝绳不参与受力。拱肋节段越过重心后悬空的下弦管压在台阶式承台上，应设置高一级台阶进行支撑，此接触过程较平缓，对钢管拱结构冲击较小。钢管拱翻身完成，启动天车将钢管拱吊起装船。

　　 钢管拱肋设计采取垂直竖向分段，造成节段上、下弦管错位极大，空间结构异形。第1节段由于节段短采取法向分段，造成第2节段上弦长、下弦短、重心较高，节段尺寸为24.72m×14.63m，节段重230t，上弦自重大、下弦自重小，结构自身稳定性差。河谷内山高水深，运输距离较长，安全风险较大，如图5所示。

　　 采用驳船与拖轮配合运输拱肋节段为高原首创，由于该地区不通航，驳船在内地加工，解体分块运输至桥址后组拼成型，大型汽车式起重机吊至江边;拖轮为现场加工，验收合格通过下河吊机整体抬吊下河。

　　 驳船与拖轮配合使用，驳船(长32m×宽14m×高2.4m)设计吃水1.3m，结构吃水1.5m，最大载重300t;拖轮(长26.3m×宽6.24m×高6m，吃水深度2m)空载吃水1.25m，满载吃水1.4m，主机额定功率为2×176kW(双驱动)，工作状态下抗风力6级，非工作状态下抗风力10级，满载航速为10km/h，空载航速为15km/h。拱肋节段加固采用限位胎架硬加固结合横向缆风绳软加固技术，针对异形拱肋上弦悬臂端较长的情况，设置临时支撑点，保证拱肋整体稳定，如图6所示。

　　 限位胎架由弧形钢板、缀板及分配梁组成。弧形钢板直径大于拱肋直径20cm，便于拱肋起落，缀板采用分块切割的小钢板定位安装，代替了大块弧形圆筒。限位胎架整体不但横向限位受力明确，而且制作工艺简单，减少了冷弯设备的投入，具有安装及拆除方便快捷的优点。

　　 因为异形拱肋上、下弦管错位较大，所以节段重心不但高而且重心靠前，纵向稳定性较差，故设置支撑架。支撑架主要由H588分配梁、450螺旋管和抄垫方木等组成，不仅材料在当地易得，而且支撑高度还可随拱肋节段高度在现场及时做出调整，如图7所示。

　　 为防止拱肋刮伤，限位胎架上的弧形钢板内侧铺设胶皮，拱肋下弦与铺设胶皮后的钢板之间采用木楔抄垫密实;支撑架顶面铺设方木，异形拱肋上弦悬臂段支撑在方木上，不但防刮伤效果好而且材料成本低。

　　 大吨位异形拱肋节段运输作业在高原河谷内，沿江地形造成下午时常有较大阵风天气，为加强拱肋运输及调整位置整个过程中的横向稳定性，需增加异形拱肋的横向稳定措施。考虑在驳船甲板上施工，横向缆风绳软加固技术比横向刚性支撑加固技术具有以下优点:不仅占用驳船甲板上的位置小，还无须机械投入，节段高度变化时，调节缆风绳长度或手拉葫芦即可。避免了横向刚性支撑加固中的大量切割焊接等工作，大大提高了工作效率，节约人力、材料、机械设备的投入。

　　 拱肋吊装至限位胎架并检查抄垫牢固后，安装4组横向缆风绳，同组缆风绳采用交叉布置，缆风绳采用25钢丝绳两端插编成索具，锚点与钢丝绳之间采用10t手拉葫芦连接收紧。

　　 采用上述软硬技术加固后，第2节段拱肋质量相对较大，且挡风面积也较大，浮运过程中的整体稳定性最不利。由于浮运状态下浮体沿桥轴向的挡风面积较小，且浮体纵向稳定性较横向好，故对第2节段浮运过程中的横向稳定性进行验算(见表1～4)。

　　 经计算，第2节段浮运过程中的整体稳定性满足要求。

　　 缆索吊机吊装系统由2组主索组成，整套系统共4个吊钩，便于进行提篮拱空间角度调整，共有56个吊装节段，采用扣索斜拉扣挂架设，如图8所示。

　　 为了达到快速施工，减少缆索吊机横移工作量，减少大悬臂段的作业风险，通过监控模拟计算和设计复核，拱肋架设先采用两岸基本对称、总体均衡的架设工艺，即林芝岸上游→拉萨岸上游→缆索吊机横移→林芝岸下游→拉萨岸下游→安装连接系的流程步骤，依次反复进行，直至合龙。

　　 精确计算钢管拱节段架设位置，横移塔顶鞍座及主锚锚梁至设计位置;节段通过平板驳船运输至桥址位置，采用缆索吊机4钩抬吊，空中调整姿态，起钩对位安装完成。

　　 拱肋第3节段自重250t，上、下弦管错位大，且为提篮结构，空间结构复杂，吊装工况下最大尺寸高31m，上、下弦各两个吊点，采用钢丝绳兜吊架设。

　　 节段吊重绳采用56麻芯钢丝绳，根据吊点位置及钢管拱角度完成后的情况采用不同长度的吊重绳，用110t卡环进行连接。由于第3节段架设角度特殊，下弦吊重绳经过两吊点后，在调整架设角度的过程中，吊重绳还需进入上弦，所以拱肋平放在驳船上时，待吊重绳放入吊点限位槽后，缆索吊机4个吊钩同时缓慢起钩，提升到一定高度，下弦2个吊钩落钩，调整拱肋至适当线形后，4个吊钩同时缓慢落钩，待下弦两管内法兰盘平稳落地至下弦2个吊钩不受力后，停止落钩。人员通过倒链调整下弦吊重绳裆距使其上口顺利进入上弦(见图9)。

　　 钢管拱节段角度调整完成后，缆索吊机的4个吊钩将拱肋节段同时起升，与原来已经架设好的节段进行对接安装，倒链调整到位，安装内法兰螺栓，测量线形，初调到位，初步拧紧螺栓(根据实际情况抄垫法兰间隙，微调角度)，缆索吊机后两钩缓慢松钩，让螺栓受力，也便于后续扣索钢绞线安装。

　　 通过塔上牵引设备将扣索牵引至塔顶锚梁，安装拱上扣点钢绞线P锚，收紧扣索钢绞线;一边张拉一边缓慢松前两钩，在拱肋节段吊装过程中，监控测量拱肋第3节段的坐标，通过千斤顶调整横向偏位，通过扣索调整最终标高，直到达到设计要求。同步张拉锚索，扣锚索张拉端均设置在塔架上，均为分级对称张拉(见图10)。

　　 主拱采用“一”“N”“K”及“米”字形相结合的横撑形式，上、下弦杆各设11道“一”字横撑、8道“米”字横撑，其余为“N”字横撑。横撑直杆采用直径1.1m的空钢管，横撑斜杆采用直径0.7m的空钢管。为加强上、下层横撑的连接和拱肋结构整体受力，在上、下横撑之间设置竖向联系杆。

　　 钢管拱完成左、右侧节段架设后，及时安装横撑连接系。连接系根据理论长度并结合现场实际尺寸配切下料，按先竖向正片连接系再横向补充小管的安装方式。

　　 拱肋节段的高强度螺栓施工采用信息化管理系统，系统配备自动采集工具与操作管理系统，可实现对高强度螺栓施工过程的质量信息化管控。用于高强度螺栓连接信息化施工的数控定扭矩电动扳手，可通过扭矩传感器控制并实时采集施工扭矩。

　　 耐候钢高强度螺栓连接副进场验收，构件拼装前进行抗滑移系数试验，每个拼装节点耐候高强度螺栓应从中部向四周的顺序对称安装，先安装剩余螺栓孔并初拧，再替换安装螺栓，最后按批次替换冲钉。

　　 高强度螺栓安装大部分在预拼场内进行，桥址位置仅在节段连接腹杆位置有高强度螺栓安装。本桥高强度螺栓采用扭矩法施工，施拧分初拧、复拧、终拧3个阶段，并在同一工作日完成。高强度螺栓采用松扣、回扣法检查，先在螺栓与螺母及钢板的相对位置画一细直线做出标记，然后将螺母拧松约30°，再用检查扳手把螺母重新拧至原来位置，测取此时的扭矩，该扭矩应在0.9～1.1倍检测扭矩范围内为合格。检查数量3%，检查合格比例≥80%。连接部位栓接板束的板缝及时清除后用腻子封闭。

　　 钢管拱合龙段为一个嵌补段，在第14节和第15节之间，设计长度500mm，直径1 600mm，下弦钢管壁厚28mm，上弦钢管壁厚36mm，单个嵌补段钢板采用2块半圆弧钢板组成，各边均设置坡口，如图11所示。据查，桥址历年9月下旬至10月上旬(合龙时间段)昼夜最大温差17℃，同期钢管拱肋表面温差达到27℃。升温与降温过程中，拱肋对温度极其敏感，存在较大的热胀冷缩现象，临时合龙锁定应力变化较快。

　　 结合高原地区特殊气候环境的特点，根据观测温度与合龙口尺寸变化曲线表，提前配切好合龙口长度。钢管拱在拱顶上、下游方向同步对称合龙，采用最低温度先瞬时锁定两岸拱顶合龙装置，再焊接合龙口拱肋嵌补段的合龙方案。

　　 藏木雅鲁藏布江特大桥为同类型铁路桥梁中跨度世界第一的提篮式钢管拱桥，由于地处青藏高原深山峡谷中，施工场地狭小，地形陡峭，山体地质复杂，昼夜温差极大，下午时常有12级阵风，气候条件恶劣。钢管拱在该特有环境条件下创新性地采用异地制造单元件，在桥址位置上游的预拼场内，对拱肋节段采取卧躺形式的预拼，场内翻身立放，节段吊装下河运输，采用缆索吊机四钩起吊、斜拉扣挂架设的施工技术。

　　 该技术有如下重难点:钢管拱首次采用耐候钢，最大钢管壁厚52mm，强度等级420MPa，卷管加工制造难度大，现场高空焊接质量要求高;钢管拱肋节段尺寸和自重较大，创新性地采用两钩翻身技术和软硬加固运输技术，保障结构安全的同时，极大地提高工效、降低成本;钢管拱肋节段空间线形复杂、吊重大，对接精度高，工序复杂，扣锚索安装和张拉控制难;桥位昼夜温差大，钢管拱上、下游同步合龙锁定时间短，操作难度大。

　　 根据青藏高原峡谷特点，提出上述大跨度钢管拱桥拱肋施工技术，相较于传统施工方法，具有施工质量好、安全风险小、施工周期快、节约成本等特点，为类似工程的施工积累了经验，具有较好的推广前景。