談南水北調(diào)東線四柳樹生產(chǎn)橋系桿拱施工

馬向前，孫永偉（山東臨沂水利工程總公司，山東 臨沂 276006）

談南水北調(diào)東線四柳樹生產(chǎn)橋系桿拱施工

馬向前，孫永偉
（山東臨沂水利工程總公司，山東 臨沂 276006）

【摘要】結(jié)合工程實(shí)例，闡述了南水北調(diào)東線柳長(zhǎng)河四柳樹生產(chǎn)橋主橋系桿拱的關(guān)鍵施工技術(shù)，對(duì)同類型橋梁的施工有一定的參考和借鑒價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】南水北調(diào)；系桿拱橋；工程施工

南水北調(diào)東線四柳樹生產(chǎn)橋位于梁山縣小安山鎮(zhèn)四柳樹村東，在柳長(zhǎng)河設(shè)計(jì)樁號(hào)12+645處，主橋?yàn)?4m鋼筋混凝土系桿拱橋，橋梁寬10m，主拱肋計(jì)算跨徑80m，矢高16m，矢跨比1∶5，拱軸線為二次拋物線。該系桿拱橋共布置15對(duì)吊桿，間距4.5m，吊桿采用15Φs15.24鋼絞線整束擠壓拉索體系，外套鋼管防護(hù)。

1　　系梁與內(nèi)橫梁施工

系梁采用高2m，寬1.5m的矩形箱型斷面。橫梁包括2根端橫梁和17根內(nèi)橫梁，橫梁均為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土工字型結(jié)構(gòu)，路面中心線處內(nèi)橫梁高1.5m，端橫梁高2.35m。主拱系梁和內(nèi)橫梁支架采用鋼管、型鋼組合結(jié)構(gòu)，其中立柱采用鋼管，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁；立柱與基礎(chǔ)一一對(duì)應(yīng)，立柱縱向間距及橫向與系梁對(duì)應(yīng)間距如圖1示。

圖1系梁支架結(jié)構(gòu)圖

系梁和橫梁混凝土采用拌和站集中拌制，混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)送混凝土，配合兩臺(tái)混凝土汽車泵將混凝土輸送至倉(cāng)內(nèi)。每側(cè)系梁混凝土上下游兩側(cè)同時(shí)對(duì)稱澆筑，自端部向梁中方向澆筑，整個(gè)系梁、橫梁體系一次澆筑成型?；炷翝仓^(guò)程中，先澆筑左右兩側(cè)端部系梁段，兩側(cè)拱腳混凝土與系梁兩端混凝土同時(shí)澆筑，最后澆筑中間段。澆筑時(shí)采用水平分層向前推進(jìn)施工，由于系梁高度為2.0m，內(nèi)橫梁高度為1.5m，為保證混凝土振搗密實(shí)，振搗時(shí)可分區(qū)域配以不同型號(hào)的插入式振搗棒，并應(yīng)特別注意各系橫梁節(jié)點(diǎn)鋼筋密集區(qū)和預(yù)應(yīng)力波紋管周圍的振搗。為方便后續(xù)施工，澆筑拱腳混凝土?xí)r，每側(cè)拱腳澆筑至離系桿拱支座中心6m的位置。在系梁、橫梁混凝土澆筑時(shí)，在支架梁頂端部位適當(dāng)設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，以便觀測(cè)澆筑過(guò)程中的橫向位移及撓度。

2　　主拱肋與橫撐施工

主橋拱肋為高180cm，寬140cm，肋厚120cm的工字型斷面的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。全橋共設(shè)置3道橫撐，橫撐為高140cm，寬60cm，肋厚30cm的工字型斷面。

主拱肋支架采用扣件式支架結(jié)構(gòu)，水平間距90cm，步距100cm，兩側(cè)22.3m采用斜支撐結(jié)構(gòu)形式，橫向設(shè)置4排，間距為（450+200+450）mm；中間27m采用垂直支撐結(jié)構(gòu)形式，橫向設(shè)置5排，間距為（300+350+350+300）mm；各桿件之間采用直接扣件進(jìn)行連接，其中用于構(gòu)造連接的斜桿采用轉(zhuǎn)角扣件進(jìn)行連接，主拱肋兩側(cè)設(shè)置豎直方向工作平臺(tái)，與主拱支架通過(guò)扣件進(jìn)行連接，左右兩拱肋支架之間設(shè)置橫向聯(lián)系，并與拱肋支架同時(shí)搭設(shè)。支架設(shè)置頂托和底座（如圖2示）。

圖2拱肋支架結(jié)構(gòu)

主橋拱肋和橫撐混凝土澆筑施工時(shí)，考慮支架變形和防止混凝土沉降裂縫等因素，采用分段澆筑的施工方法，將單側(cè)整個(gè)拱肋劃分為3個(gè)澆筑段，自下而上分為第一澆筑段（段長(zhǎng)19m）、第二澆筑段（段長(zhǎng)19m，含下橫撐）、中間合攏段（段長(zhǎng)10m，含頂橫撐）。上下游兩側(cè)的拱肋每一次澆筑段同步對(duì)稱施工。上下澆筑段之間時(shí)間間隔不少于7d，混凝土強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%。振搗時(shí)可分區(qū)域配以不同型號(hào)的插入式振搗棒，確保混凝土振搗密實(shí)。在拱肋、橫撐混凝土澆筑時(shí)，在支架頂端部位適當(dāng)設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，以便觀測(cè)澆筑過(guò)程中的橫向位移及撓度。

3　　主橋支架系統(tǒng)施工

關(guān)于主橋系、橫梁支架和拱肋、橫撐支架的搭設(shè)前面已有論述，需要說(shuō)明的是整座橋梁的支架系統(tǒng)均需要按照有關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行力學(xué)分析和驗(yàn)算論證承載力滿足設(shè)計(jì)要求的安全系數(shù)。在實(shí)際施工過(guò)程中，支架搭設(shè)完畢后，按照橋梁施工規(guī)范要求對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)。

預(yù)壓試驗(yàn)分階段進(jìn)行沉降值測(cè)量，通過(guò)最后一次觀測(cè)的數(shù)據(jù)和預(yù)壓前觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比得出支架體系沉降量。支架沉降穩(wěn)定后將砂袋卸下，卸載時(shí)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)各點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，得出支架卸載后的回彈量，兩次測(cè)量值比較，可得出彈性變形值。此后對(duì)支架作進(jìn)一步調(diào)整。具體步驟如下：

3.1預(yù)壓觀測(cè)

在未加載情況下分別測(cè)出觀察點(diǎn)的水平標(biāo)高，預(yù)壓加載過(guò)程中分壓前、壓25%、50%、75%、120%五個(gè)階段觀測(cè)支架體系變形并作好標(biāo)高記錄，每次加載時(shí)間為24h，繪制加載和減載曲線，每隔12h觀測(cè)一次，并及時(shí)計(jì)算沉降量和繪制沉降、時(shí)間曲線。

3.2預(yù)壓分析及標(biāo)高調(diào)整

在等載預(yù)壓作用下，可以消除支架體系塑性變形，并將觀測(cè)彈性變形結(jié)果和理論計(jì)算值進(jìn)行校正分析，用以指導(dǎo)施工。根據(jù)預(yù)壓得出的彈性變形值，對(duì)支架頂標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，保證支架體系拆除后混凝土有良好的線型。

3.3支架體系立模標(biāo)高的計(jì)算和調(diào)整

在該橋的支架現(xiàn)澆施工過(guò)程中，系梁、主拱肋立模標(biāo)高的合理確定是關(guān)系到系梁、主拱肋的線形是否平順、是否符合設(shè)計(jì)的一個(gè)重要問(wèn)題。如果在確定立模標(biāo)高時(shí)考慮的因素比較符合實(shí)際，而且加以正確控制，則最終成橋線形一般是較為良好的；相反，如果考慮因素和實(shí)際情況不符合，控制不力，則最終成橋線形會(huì)與設(shè)計(jì)線形有較大的偏差。因此，確定好立模標(biāo)高是該類型橋梁線形控制的重要因素。

眾所周知，拱橋立模標(biāo)高并不等于設(shè)計(jì)大橋建成后的標(biāo)高，需要設(shè)一定的預(yù)拋高，以抵消施工中產(chǎn)生的各種變形（撓度）。其計(jì)算公式為：梁底立模標(biāo)高=設(shè)計(jì)梁底標(biāo)高+設(shè)計(jì)預(yù)拱度+支架變形值。其中，支架預(yù)壓前按照設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整，確保支架均勻受力，預(yù)壓后架體基本消除預(yù)壓荷載作用下體系塑性變形和支架豎向間的間隙等非彈性變形。通過(guò)預(yù)壓觀測(cè)計(jì)算得出支架彈性變形數(shù)值。立模標(biāo)高調(diào)整過(guò)程中，系梁部位共設(shè)置19處標(biāo)高控制點(diǎn)，以控制系梁立模整體線形；拱肋部位設(shè)置15處標(biāo)高控制點(diǎn)，以控制拱肋立模整體線形。

4　結(jié)語(yǔ)

南水北調(diào)東線四柳樹生產(chǎn)橋已建成通車，該橋無(wú)論在外觀質(zhì)量還是鋼筋混凝土內(nèi)在質(zhì)量均符合設(shè)計(jì)要求，經(jīng)上海同濟(jì)建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)站監(jiān)控評(píng)價(jià)為“四柳樹生產(chǎn)橋系梁標(biāo)高實(shí)測(cè)值與理論值相吻合，成橋線形達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)狀態(tài)，滿足監(jiān)控及規(guī)范要求”。

在四柳樹生產(chǎn)橋施工過(guò)程中，通過(guò)加強(qiáng)施工監(jiān)控，充分借助力學(xué)分析和論證手段，有效解決了諸多施工技術(shù)難題，提高了施工效率，節(jié)約了措施費(fèi)用，保證了施工質(zhì)量，為今后同類型橋梁的施工提供了參考和借鑒。

（責(zé)任編輯趙其芬）

【中圖分類號(hào)】U445

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【文章編號(hào)】1009-6159（2015）-04-0022-02

收稿日期：2015-01-31

作者簡(jiǎn)介：馬向前（1978—），男，工程師