江夏大橋拱橋施工技術(shù)

劉 波 明

(江西省地質(zhì)工程(集團(tuán))公司，江西 南昌 330029)

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江夏大橋拱橋施工技術(shù)

劉 波 明

(江西省地質(zhì)工程(集團(tuán))公司，江西 南昌 330029)

結(jié)合羅田縣江夏大橋工程的特點(diǎn)與難點(diǎn)，介紹了該橋的施工方案和原則，并闡述了拱橋、間隔槽支撐、鋼筋及混凝土的施工技術(shù)，確保了橋梁的質(zhì)量，為類似工程施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

橋梁，拱圈，間隔槽，混凝土

1 項(xiàng)目概況

羅田縣江夏大橋位于羅田縣城北義水河上，北接義水北路，南路濱河路是羅田縣城市規(guī)劃路網(wǎng)中的鏈接南北城區(qū)的一座重要橋梁，橋梁全長(zhǎng)178 m，橋?qū)?0 m。上部主體結(jié)構(gòu)為拱式剛架體系，跨徑布置為(34.92+50+50+34.92)m，中跨拱軸半徑40.567 m，計(jì)算矢高7.5 m，邊跨拱為直線接圓曲線，圓曲線半徑依次為5 000 m,30 m,39.67 m。主拱與邊拱設(shè)圓曲線副拱，拱軸半徑為14.256 m。橋梁設(shè)計(jì)荷載：汽車荷載公路—Ⅰ級(jí)，人群荷載3.5 kN/m2(見(jiàn)圖1)。

2 工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

1)橋梁縱面處于R=5 000 m凸形豎曲線上，變坡點(diǎn)為橋梁跨中，樁號(hào)K0+675，樁號(hào)K0+587～K0+675縱坡為+1.5%，樁號(hào)K0+675～K0+764縱坡為-1.5%。

2)主拱為箱形截面，拱箱高1.8 m，頂、底板0.22 m，腹板厚0.45 m，邊跨主拱施加體內(nèi)有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力，主梁中設(shè)計(jì)施加體外無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力，梁高1.4 m。

3)該橋位于羅田縣城北義水河上，橋位屬義水河沖積區(qū)，河谷平坦，為季節(jié)性河流，河床寬170 m。

4)該區(qū)域需搭設(shè)滿堂腳手架，腳手架搭設(shè)必須保證搭設(shè)架體的安全穩(wěn)定，確保季節(jié)性漲水安全。

5)中跨拱軸線為圓曲線，拱軸線半徑為40.567 m(由于拱底模與水平夾角約35°，坡度較大)，混凝土在澆筑時(shí)極易下滑，嚴(yán)重影響混凝土成型質(zhì)量。

3 拱圈的施工技術(shù)及控制要點(diǎn)

3.1 施工思路以及方法

江夏大橋位于羅田縣城北義水河上，河谷平坦，為季節(jié)性河流，考慮到臨時(shí)大雨天氣，河水上漲較快的特點(diǎn)，主拱圈設(shè)計(jì)采用扣件式滿堂鋼管鋼拱架現(xiàn)澆施工。

拱圈混凝土施工過(guò)程是一個(gè)對(duì)支架不斷加載的過(guò)程?？紤]拱圈澆筑與支架變形之間的相互影響關(guān)系，為防止支架異常變形，破壞主拱軸線，甚至產(chǎn)生混凝土裂縫，在底模支好后采用沙袋對(duì)支架進(jìn)行加載，以消除支架的非彈性變形，同時(shí)掌握支架的彈性變形情況，以確定底模的支模標(biāo)高，施工時(shí)遵循“分環(huán)分段灌注順序應(yīng)使支架在混凝土灌注過(guò)程中發(fā)生的變形幅度最小”的施工原則，確定了主拱圈澆筑順序,見(jiàn)圖2(圖2中所標(biāo)數(shù)碼即為混凝土澆筑順序)，主拱圈混凝土施工采用分環(huán)、分段的方法進(jìn)行施工，即：整個(gè)拱圈根據(jù)支架的結(jié)構(gòu)體系分為3個(gè)澆筑環(huán)；即底板環(huán)、腹板環(huán)及頂板環(huán)(見(jiàn)圖3)。

3.2 拱橋施工技術(shù)

1)地基的處理。

本橋地質(zhì)大部分為礫砂層和粉土層，覆蓋層約為3 m，巖層為麻巖。支架處理區(qū)先機(jī)械進(jìn)行整平，再填筑40 cm土層，碾壓整平，對(duì)礫砂層和粉土層進(jìn)行壓注水泥漿加固處理，頂面澆筑20 cm厚C20素混凝土進(jìn)行封層，并在四周做好排水設(shè)施，土層填筑完成后進(jìn)行壓漿處理，采用梅花樁布置施工，樁縱、橫距均設(shè)置為1.5 m，處理深度3 m。

2)主拱圈施工工藝流程。

a.地基基礎(chǔ)處理完成后搭設(shè)支架，支架采用外徑4.8 cm(壁厚3.5 mm)滿堂式支架，立桿橫向間距60 cm，縱向間距70 cm，橫向水平桿間距60 cm，垂距120 cm，縱向水平桿間距70 cm。

外模采用15 mm厚竹膠板，內(nèi)模采用木模板。外模模板下部采用10 cm×10 cm的方木作為橫向支撐肋，底模和翼緣模板的橫向支撐肋中心間距為20 cm，下部采用10 cm×15 cm的方木作為縱向方木支撐于豎桿的頂托上翼緣下部的縱向方木中心間距為70 cm，底板下部的縱向方木中心間距為60 cm。側(cè)模模板的豎向支撐肋采用15 cm×15 cm的方木，中心間距為30 cm，豎向支撐肋外側(cè)用外徑48 mm，壁厚3.5 mm雙鋼管固定，雙鋼管豎向間距為60 cm，雙鋼管的2根鋼管之間穿16 mm的圓鋼做拉桿固定側(cè)模，其縱向間距為70 cm，豎向距離為60 cm。

b.拱圈施工流程。支架搭→安裝主拱圈底?！蒙炒演d對(duì)拱圈進(jìn)行1.2倍荷載預(yù)壓(對(duì)支架應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè))→底、腹板內(nèi)外模板及鋼筋的安裝→安裝間隔槽模板及支撐型鋼→分層、分段澆筑主拱圈底、腹板混凝土→搭設(shè)內(nèi)支架，安裝主拱圈頂板底模、外側(cè)模板，綁扎頂板鋼筋→分段澆筑主拱圈頂板混凝土→對(duì)間隔槽兩側(cè)混凝土進(jìn)行鑿毛處理，確保斷面與拱軸線垂直，綁扎間隔槽鋼筋，澆筑間隔槽混凝土，使主拱圈合龍→澆筑副拱圈、頂板混凝土→卸落支架。

3.3 間隔槽支撐的設(shè)計(jì)

該橋主拱跨徑為50 m，為避免混凝土因拱架下沉及混凝土的干縮變形，造成混凝土開(kāi)裂。故沿拱跨方向分段澆筑，設(shè)置間隔槽,段與段之間預(yù)設(shè)間隔槽(頂板不設(shè)間隔槽)，間隔槽寬0.5 m～1.5 m。

在拱圈合龍前，為保證各段成型的位置不產(chǎn)生移動(dòng)，我們?cè)诨炷聊０灏惭b之前，采用預(yù)埋工字鋼作為各段支撐骨架。

中跨拱軸線為圓曲線，拱軸線半徑為40.567 m(由于拱底模與水平夾角約35°，坡度較大)，在間隔槽采用普通工字鋼Ⅰ10作為支撐，以1/4處間隔槽計(jì)算如下，而拱腳處的間隔槽頂、底板各增加2根。

F=Gsin35°-Gcos35°μ，其中，F(xiàn)為工字鋼支撐力；G為現(xiàn)澆段自重；μ為木模與混凝土摩擦系數(shù)，取0.15。G=4.5×9×25=1 012.5 kN，則F=Gsin35°-Gcos35°μ=1 012.5×sin35°-1 012.5×cos35°×0.15=456.34 kN,每段間隔槽工字形勁性骨架(采用工字鋼I10)所受應(yīng)力面積:A=F/[σ]=456 340/205=2 226.05 mm2，n=2 226.05/1 433=1.6，在施工時(shí)取n=9根，則σ=F/A=456 340/(9×1 433)=35.4 MPa,安全系數(shù)為：205÷35.4=5.79，滿足要求。

間隔槽如圖4，圖5所示。

3.4 鋼筋制安

拱圈底模鋪好后,即測(cè)設(shè)中線、邊線、標(biāo)高、標(biāo)出各分段點(diǎn)及橫隔板的位置,作為安裝其他模板及綁扎鋼筋的依據(jù)。拱圈鋼筋安裝采用在橋下加工彎制,運(yùn)至拱架上就地焊接及綁扎施工。鋼筋焊接綁扎順序按拱腳至拱跨1/4段，先安箍筋后穿主筋的辦法；拱跨1/4處至拱頂段先穿主筋后套箍筋，以利施工。主鋼筋接頭、箍筋及橫隔板鋼筋連接采用焊接。鋼筋綁扎時(shí),應(yīng)校核鋼筋網(wǎng)片間距，以保證鋼筋網(wǎng)片的保護(hù)層符合要求。

3.5 混凝土施工方法

1)混凝土分環(huán)澆筑：拱橋拱圈結(jié)構(gòu)為箱型，拱圈混凝土采用分環(huán)澆筑施工。

2)混凝土分段澆筑：為避免拱架因混凝土澆筑變形而產(chǎn)生裂縫，以及減少混凝土的收縮應(yīng)力，采用沿拱跨方向分段澆筑，并采取相應(yīng)的技術(shù)措施。

3)混凝土澆筑的措施。

a.先對(duì)稱澆筑拱腳段，再?gòu)目缰卸蜗騼晒澳_方向澆筑，拱頂段澆筑完后，再澆筑1/4段,保證混凝土對(duì)模板的加載符合要求。

b.混凝土采用吊車、料斗澆筑時(shí)，嚴(yán)格控制混凝土的到場(chǎng)坍落度為80 mm～100 mm。

c.在澆筑拱肋腳中下部因傾斜度較大，需在其頂部扣壓模板，防止混凝土向下坍落。

d.間隔槽的混凝土應(yīng)結(jié)合該地區(qū)的氣溫實(shí)際情況，采取措施來(lái)嚴(yán)格控制間隔槽的合龍溫度，以確保拱圈的整體質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

羅田縣江夏大橋在主拱圈的施工中，各段混凝土模板安裝之前，間隔槽內(nèi)采用預(yù)埋工字鋼作為各段支撐骨架。從澆筑的實(shí)際情況看，在嚴(yán)格控制混凝土坍落度在80 mm～100 mm時(shí)，采用吊車分環(huán)分段澆筑主拱混凝土實(shí)施效果良好，避免了混凝土振搗時(shí)的下滑現(xiàn)象。同時(shí)，預(yù)埋工字鋼作為各段支撐骨架，保證了各段混凝土位置，避免了成型段向下滑移，確保了拱圈混凝土的施工質(zhì)量。

[1] 周水興,何兆益,鄒毅松,等.路橋施工計(jì)算手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2] JTG/T F50—2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[3] 劉勝利,趙 瑜.淺談拱式梁橋施工控制[J].科技致富向?qū)?2011(26):90-92.

[4] 靳利平,沈春芝.淺談拱橋施工技術(shù)[J].科技傳播,2011(11):27-28.

The arch bridge construction technology of Jiangxia bridge

Liu Boming

(Jiangxi Geological Engineering(Group) Limited Company, Nanchang 330029, China)

According to the characteristics and difficulties of Jiangxia bridge engineering in Luotian county, this paper introduced the construction scheme and principle of the bridge, and elaborated the construction technology of arch bridge, interval groove support, steel and concrete, ensured the bridge quality, accumulated experience for similar engineering construction.

bridge, arch ring, interval groove, concrete

1009-6825(2017)12-0137-03

2017-02-17

劉波明(1976- )，男，高級(jí)工程師，國(guó)家一級(jí)注冊(cè)建造師

U445

A