大跨度箱形连拱桥主拱圈施工技术

大跨度箱形连拱桥主拱圈施工技术

朱士有

达濠市政建设有限公司，广东 汕头 515000

摘 要：针对大跨度上承式钢筋混凝土箱形连续拱桥结构特点进行了分析研究，提出了主拱圈下部支架钢平台处理措施和碗扣式钢管拱架的搭设技术方案，制定了合理的施工工艺和混凝土浇筑程序，解决了消除拱架变形和有效控制主拱圈变形的关键技术难题。

关键词：支架平台；拱架搭设；混凝土浇筑

中图分类号： 文献标识码：A

1、引言

随着市政桥梁建设的高速发展，箱型拱桥工程量少、自重轻、截面合理，近年来在大跨度钢筋混凝土拱桥中被广泛应用。赣州市武陵大桥是一座跨越章江的钢筋混凝土箱形五连拱桥，主桥跨径为72+78+80+78+72m，桥面全宽为 35.5m。主拱圈在全桥横向分成四片，每片采用单箱双室截面。边主拱圈顶、底宽6m，中主拱圈顶、底宽8m。主拱圈高度，自拱脚至腹拱脚处为 0.8m-1.5m，从腹拱脚至拱顶为1.5m，箱形顶、底板厚0.2m，腹板厚0.25m。腹拱采用与主拱对应的箱室截面，高0.8m。桥面梁为后张预应力T梁，采用先简支后连续结构。 该桥为上承式悬链线箱形五连拱桥，其支架及主拱圈施工难度大，安全风险高。针对大跨度上承式箱形拱桥结构特点，提出了主拱圈支架钢平台措施和碗扣式钢管拱架的搭设方案，采用合理的混凝土浇筑程序，解决了消除拱架变形和有效控制主拱圈变形的关键技术难题。

2、拱支架钢平台

本桥主拱圈采用现浇一次成型的施工方式。模板采用木模结构。支架采用碗扣式满堂方案，下方采用单层贝雷梁体系。满堂支架布置为：横断面上隔板和腹板处间距为0.3m，在顶底板处间距为0.6m；纵断面上，在实心段其间距为0.6m，在空心梁段其间距为0.9m。

主拱圈施工每片单独搭设施工平台，为消除单片拱浇筑后对旁边拱支架的影响，中拱施工平台宽为9.8m，边拱施工平台宽为8.0m，下游栈桥和下游边拱施工平台为一整体，宽度为10.2m。

钢平台主桁梁采用标准贝雷片，按照桥位所处地形布置成不同的方式，由连接件组拼成整体。所有支架均采用单层贝雷片，在空心段横向均布置14片（单幅）、实心段横向布置24片（单幅），桁片间设置相应的支撑架。桁架顶铺设间隔0.6m分配梁，并用对角U形栓箍紧。贝雷片桁架采用Φ600×8钢管立柱作支撑，主拱圈实心段采用Φ820×10钢柱。管柱之间设置横向连接系。柱底直接与承台预埋件套筒连接。

管柱基础采用C30条形基础，基顶标高据实设置，管柱长度作相应调整。考虑合龙时水平推力，所有钢管支架平台上每两片纵梁均采用连杆支撑在主墩上，支撑杆采用Φ108×6钢管，施工主墩时预埋钢板焊接耳座形成铰接。

3、拱支架搭设

拱架搭设之前，先对钢平台布设点进行找平，作为平台标高初始值，并做好记录，待拱架搭设完毕后，用水准仪测出平台在承受拱架荷载下的相应标高，二者之差便是平台下沉值，并以此分析判断平台下沉原因，制定出相应的对策，以便进行处理。然后测量放线确定拱架位置，在钢平台顶面测设出线路中线及每排纵横向立杆的具体里程和位置。支架立杆纵向间距布置30cm、60cm、90cm不等；横向间距布置为：中拱腹板底部处2×30cm，边拱两侧腹板处3×30cm，中腹板处2×30cm，底板其余部位间距为60cm，人行道位置90cm；横杆布置为120cm，扫地杆高度为35cm。在I16工字钢分配梁上按照设计的间距定出每根立杆的位置，立杆底部设支垫底座，之后搭设满堂式脚手架。碗扣式支架杆件采用配套标准件，钢管直径为48cm，壁厚3.5mm。搭架顺序为：横向立杆-横向横杆-纵向立杆-纵向横杆-立杆、横杆接长-形成空间框架结构。每根立杆的顶部标高（加上预拱度和沉降量：考虑主拱圈挠度变形、拱架压缩变形和地基沉降三个因素）采用预先计算好的高程值用水准仪操平控制（计入预拱度的拱圈高程）。横向同一排每根横向立杆的顶部标高值相同，每根立杆顶托上方木按计算高程用切割机进行倒角，纵向每一排立杆顶部形成了标准的且和主拱圈弧度相一致的弧形。在每排纵向立杆顶部采用50mm×50mm×4mm方钢作为曲梁，弧形杆上部的所有荷载直接传递到每根立杆顶部并通过整体框架均匀传递到钢平台。防止曲梁微动和受力凸起，用铁丝间隔将顶部弧形杆与方木绑扎牢固。方钢管弧形杆上满铺的50×100mm小方木+18mm竹胶板就是主拱圈底模。人行道路面采用木模板，人行道外边缘采用钢管搭设栏杆，以保证施工人员安全。

4、主拱圈支撑骨架

底模支撑骨架自下而上由100×100mm大方木、50mm×50mm×4mm方钢曲梁、50×100mm小方木组成，拱圈底模选用18mm竹胶板。

立模标高的合理确定，是关系到主拱圈的线形是否平顺、是否符合设计的一个重要问题。立模标高根据预压结果设定一定的预拱度，以抵消施工中产生的各种变形（挠度），施工时，首先由测量人员精确放样出主拱圈底面控制标高线，向下推算顶托高程并挂线调整。

（1）底模放样坐标值由设计院图纸提供的主拱下缘坐标设置预拱度后的放样坐标值，加上由于整个支架本身变形调整设置的预拱度值；

（2）整个支架本身变形的预拱度值采用预压试验观测与计算相结合的方法确定；

（3）拱圈：顶托调整到位，安放横向100×100mm枋木，其上安装50mm×50mm×5mm方钢作为曲梁，曲梁与枋木之间用可调楔块进行调节。曲梁安装时，应随时根据点位标高及该处预抬标高进行调整，以保证浇筑后的混凝土线性与设计相符。50×100mm小方木平放在曲梁上，并用铁丝固定，在小方木上直接安装底模。

模板接缝用双面胶填缝处理，以防接缝处漏浆及变形。面板与带木用铁钉固定，保证主拱曲线线形。

5、主拱圈混凝土浇筑程序

主拱圈混凝土浇筑是一个对支架不断加载的过程。考虑拱圈浇筑与支架变形之间的相互影响关系，为防止支架异常变形，破坏主拱轴线，甚至产生混凝土裂缝，同时遵循“分环分段灌注顺序应使支架在混凝土灌注过程中发生的变形幅度最小”的施工原则，确定主拱圈浇筑程序。

拱圈施工按下列程序进行：下游中拱→上游中拱→下游边拱→上游边拱。1#-5#墩位置两侧拱段用地泵/汽车泵进行浇筑，6#抗推基础侧拱段用天泵进行浇筑。3#、4#墩混凝土输送泵布置在钢栈桥相应主墩位置；2#、5#墩混凝土输送泵布置在相应位置上游便道处；6#抗推基础处两侧均可布置天泵；1#抗推基础混凝土输送泵布置在引桥第二跨下游位置。

每片拱圈浇筑程序为：

（1）混凝土浇筑先沿1-6号墩开始对称浇筑1-1分段。

（2）第二次浇筑按（1）浇筑1-2区段，第三、第四次混凝土浇筑依此浇筑2-1、2-2区段。

（3）内模拆除后吊模进行预留孔施工（每个箱室后浇带平面尺寸为1.2m×1m）。

（4）待主拱圈浇筑混凝土强度达到100%设计强度后，进行合拢口（区段3）的对顶施工。

（5）合拢口对顶施工前需在合拢口千斤顶位置安装对顶垫块。

（6）每片主拱圈五个合拢口施工必须同步对称逐级进行，中拱对顶力为7500KN，边拱对顶力为6300KN，对顶力达到设计吨位后保持顶力不变，直至临时锁定结构安装完毕，然后退顶，连接钢筋，浇筑合拢段混凝土。

（7）新旧混凝土接触面均应在混凝土强度大于设计强度的70%后进行作凿毛处理。

6、结语

大跨度钢筋混凝土拱桥，是集桥梁结构学、结构力学、地质结构学与材料学等技术为一体，具有很高的技术含量和远景发展。本大跨度钢筋混凝土箱形连拱桥施工技术具有以下特点：

（1）支撑体系和模板系统位于稳固的条形基础上，安全系数高，不易下沉，结构受力合理，支架、模板安装拆卸方便，操作简单，支架和模板适用范围广。

（2）拱圈采用钢筋砼分层分段现浇，整体性强，线形美观，施工组织有序，节约了成本。

（3）施工工艺完善、简便，可操作性强，降低了劳动强度，便于推广。

（4）施工进度、施工质量容易保证。

武陵大桥作为国内同类型大跨度桥梁，施工技术复杂、难度大。该大桥的建成，为以后类似的桥梁积累了宝贵的施工经验。

参考文献

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