箱型拱橋主拱圈懸拼拱架現(xiàn)澆施工關(guān)鍵技術(shù)研究

向海濤

巴東縣厚德開發(fā)有限公司

箱型拱橋主拱圈懸拼拱架現(xiàn)澆施工關(guān)鍵技術(shù)研究

向海濤

巴東縣厚德開發(fā)有限公司

山嶺重丘區(qū)地形起伏大，路線多跨越深谷、河流，在同類橋型中換橋具有自身結(jié)構(gòu)優(yōu)勢而被廣泛運(yùn)用。但是，由于溝谷較深或流水湍急，給主拱圏施工設(shè)置了天然障礙，導(dǎo)致常規(guī)落地式滿堂支架施工工藝已不適用，懸拼拱架施工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。根據(jù)拱圏結(jié)構(gòu)形式選擇懸拼換架結(jié)構(gòu)形式及材料組成，合理設(shè)計(jì)拱架懸拼扣掛系統(tǒng)，準(zhǔn)確控制懸拼拱架的軸線，快速、安全地完成拱架拼裝是懸澆拱團(tuán)施工的關(guān)鍵。

拱橋；主拱圏；懸拼換架；澆施工關(guān)鍵技術(shù)

1 鋼拱架懸臂拼裝過程施工控制

1.1 節(jié)段拼裝施工過程

節(jié)段吊裝步驟：1)鋼拱架移到起吊位置進(jìn)行拱架組拼。2)纜索吊起吊已拼裝好的節(jié)段，扣好扣索和纜風(fēng)索，利用纜吊將節(jié)段調(diào)整就位。3)安裝拱架下弦鉸接頭銷軸、上弦法蘭鋼板螺絲，然后松開起吊點(diǎn)，將節(jié)段受力傳遞給扣索。4)安裝橫向纜風(fēng)索，并利用它進(jìn)行橫向偏位調(diào)節(jié)，增強(qiáng)鋼拱架吊裝過程中的橫向穩(wěn)定性。纜風(fēng)索在主拱圈澆筑完成后卸除。5)按計(jì)算扣索索力調(diào)整各扣索索力，使鋼拱架的空間位置盡量達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)抬位置。6)復(fù)測拱架位置，有偏差及時(shí)調(diào)整；復(fù)測上下游兩側(cè)的扣索索力，盡量保證扣索力相近；錨固好扣索后錨。

1.2 鋼拱架拼裝過程施工過程模擬

采用斜拉扣掛施工鋼拱架，并對鋼拱架拼裝進(jìn)行計(jì)算，其中扣索索力和每節(jié)段預(yù)抬量為計(jì)算核心。

采用彈性連接－剛性支撐即斜拉扣索“一次張拉”的方法，通過計(jì)算確定初張索力和預(yù)抬量，避免索力和標(biāo)高的反復(fù)調(diào)整，降低拱架懸拼施工風(fēng)險(xiǎn)。鋼拱架弦桿、豎桿、斜桿均采用空間梁單元模擬，扣索采用桁架單元模擬，上弦法蘭鋼板連接采用同節(jié)點(diǎn)剛性連接模擬，下弦銷軸采用梁單元并釋放桿端彎矩模擬。

1.3 鋼拱架拼裝過程施工過程監(jiān)測

(1)應(yīng)力監(jiān)測。在鋼拱架吊裝、預(yù)壓、箱拱澆注施工過程中，為考察鋼拱架的受力情況，對拱架控制截面的應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測。

(2)變形監(jiān)測。施工前，在鋼拱架前段焊接配套螺帽，每個(gè)節(jié)段端頭位置布設(shè)小棱鏡，使用全站儀對鋼拱架線形進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并在拱架關(guān)鍵位置固定棱鏡，吊裝過程中不間斷地對拱圈固定位置進(jìn)行豎向和橫向變形監(jiān)測。遇到鋼拱架線形偏離理論線形時(shí)，通過調(diào)整扣索索力、張拉纜風(fēng)索等手段，配合應(yīng)力監(jiān)測，調(diào)整鋼拱架線形，以達(dá)到理論線形。

(3)主塔偏位監(jiān)測。該橋采用斜拉扣掛施工方法，扣塔和吊塔合于一塔，主塔的偏位監(jiān)測非常重要，不僅關(guān)系到結(jié)構(gòu)安全，也關(guān)系到鋼拱架拼裝線形。在主塔頂部設(shè)置4個(gè)棱鏡，跟蹤施工過程中，檢測主塔縱橋向偏位和整體受扭狀態(tài)，并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，保證主塔偏位在控制范圍內(nèi)，同時(shí)保證鋼拱架線形質(zhì)量和施工安全。

1.4 加載試壓

為了解拱架在外界荷載作用下的應(yīng)力、形變與位移狀況，需在底模安裝前開展加載試壓，試壓與設(shè)計(jì)施工加載的程序應(yīng)保持一致。試壓加載共分為三期，一期試壓加載重量等于底板重量和20%肋板重量的總和，二期試壓加載重量為底板重量和20%肋板重量的10%，三期試壓加載重量為底板重量和20%肋板重量的10%。一期加載后持續(xù)監(jiān)測一晝夜；過后實(shí)施二期加載，同樣監(jiān)測一晝夜；三期加載與二期加載相同。雖然試壓加載分三期進(jìn)行，但實(shí)際情況中需對試壓的結(jié)果進(jìn)行不間斷監(jiān)測，尤其是在荷載超出50%之后，對監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，以此驗(yàn)證實(shí)測數(shù)據(jù)是否與理論值相符。

1.5 拱圈現(xiàn)澆模板安裝

加載試壓完成且合格后，拆除所有臨時(shí)支架。然后鋪設(shè)木方作為模板的底梁，再敷設(shè)黑板作為模板的底模。由于通過試壓，拱架充分變形，非彈性形變已經(jīng)完全消除，又因臨時(shí)支架較輕，所以此時(shí)可直接忽略變形造成的影響。因此，可根據(jù)卸載至一期荷載時(shí)的支架撓度觀測值對預(yù)抬標(biāo)高進(jìn)行控制。

2 澆筑施工與加固

2.1 混凝土的澆筑

由于加固部分截面較小，為保證混凝土的質(zhì)量，施工過程中應(yīng)加強(qiáng)振搗。在下料時(shí)，應(yīng)用鐵錘輕敲模板外壁，以使混凝土在中間不被隔斷，并且以此方法檢查已澆筑混凝土部分是否飽滿。振搗時(shí)以小直徑插入式振搗棒振搗為主，對于拱腳段整體模板底面采用高頻附著式震動(dòng)器振搗。

2.2 拱上立柱蓋梁、跨中段拱腹粘貼鋼板加固

在粘貼鋼板加固前，用角磨機(jī)打磨粘貼鋼板區(qū)域混凝土表面2～5mm厚的表面砂漿，露出結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)的混凝土，并形成平整的粗糙面。當(dāng)表面不平整時(shí)，應(yīng)用整角磨機(jī)打磨平，再用鋼絲刷刷毛，剔出表面疏松物；對蓋梁側(cè)邊及拱肋混凝土崩邊、剝落等表面缺陷，清除表層疏松層，用丙酮或酒精清洗干凈之后，用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)找平。

按照放線定位→鉆孔→清孔→注膠→植埋鋼筋(螺桿)工序進(jìn)行施工。放線定位需根據(jù)圖紙準(zhǔn)確定位鉆孔，確保孔中心位置符合設(shè)計(jì)要求，如果孔位與原結(jié)構(gòu)鋼筋位置重合，可將鉆孔位置在5cm范圍內(nèi)稍作移動(dòng)；鉆孔應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)孔徑選擇鉆頭并在定位標(biāo)記處鉆孔，孔深須滿足設(shè)計(jì)要求，施工中應(yīng)防止孔洞偏斜，保持鉆桿與基面垂直；清孔用硬鬃毛刷清理，再用高壓干燥空氣吹孔底，分三次進(jìn)行，使孔位清潔干凈并用有機(jī)溶劑對孔眼進(jìn)行清洗，確?？變?nèi)的干凈、干燥；將錨固膠的A、B組分按4：1(重量比)的比例調(diào)配均勻，根據(jù)實(shí)際施工情況確定用膠量的大小，一次調(diào)配量宜≤1000g。植埋鋼筋(螺桿)前應(yīng)對鋼筋(螺桿)表面除銹，將螺桿插入孔內(nèi)并旋轉(zhuǎn)，用油灰刀拾盡孔口外流的膠液，固定螺桿并使螺桿垂直于梁底，嚴(yán)禁敲打調(diào)直。

野三關(guān)大橋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，質(zhì)量可靠，對于懸拼拱架技術(shù)的運(yùn)用十分到位，工程也因此收獲了良好的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。從纜吊安裝、鋼拱架拱座、拼裝鋼拱架等環(huán)節(jié)深入剖析了懸拼拱架技術(shù)的要點(diǎn)，為類似工程提供可靠的參考和借鑒。

[1] 左卿.箱型拱橋主拱圈懸拼拱架現(xiàn)澆施工關(guān)鍵技術(shù)研究[J].交通建設(shè)與管理，2015(Z2)：151-152，155.

[2] 楊杰.懸拼鋼拱架現(xiàn)澆大跨度拱圈施工實(shí)例探討[J].交[3]通建設(shè)與管理，2014(20)：83-85.