甘河溝大橋拱圈施工分析

徐貴　文遠(yuǎn)松　蔡燦

摘要：本文針對(duì)貴州省畢節(jié)市雙山新區(qū)梨新大道甘河溝大橋工程，對(duì)拱圈施工進(jìn)行分析，分別對(duì)測(cè)量準(zhǔn)備、臨時(shí)拱座施工、拱架安裝施工、扣索施工、拱架預(yù)壓、拱圈混凝土施工、拱架落架施工，在施工過(guò)程中只有嚴(yán)格按照施工組織進(jìn)行，采用科學(xué)合理的工藝才能保證工程質(zhì)量及施工安全。

關(guān)鍵詞：臨時(shí)拱座；拱架；預(yù)壓

中圖分類(lèi)號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）30-0129-02

1工程概況

雙山新區(qū)梨新大道路線全長(zhǎng)6.67km。甘河溝大橋?yàn)楸卷?xiàng)目的重點(diǎn)控制性工程。甘河溝大橋起訖樁號(hào)：K2+530.000～K2+850.000，全長(zhǎng)320m；采用3×30m箱梁+125m箱型拱橋+3×30m×箱梁，矢跨比f(wàn)₀/L₀=1/5，拱軸系數(shù)m=1.756，大橋分為左右兩幅拱橋，每幅橋面寬23.0m，設(shè)有1.6%縱坡和1.5%橫坡。拱箱截面高度2.2m，寬度15.6m，單箱四室截面見(jiàn)圖1所示，主跨上腹孔布置為11×12m空心板。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求甘河溝大橋主拱圈施工采用懸拼鋼拱架現(xiàn)澆施工，甘河溝大橋由左右兩幅橋梁組成，每幅主拱圈總計(jì)澆筑C50混凝土2138.2m³，各類(lèi)鋼筋370t。采用“豎向分環(huán)、縱向分段”原則進(jìn)行澆筑。為滿足施工要求，每幅主拱圈均需進(jìn)行鋼拱架安拆作業(yè)。

2測(cè)量準(zhǔn)備

拱圈測(cè)量控制拼裝拱架頂端高程和軸線偏位，拱架安裝完成后進(jìn)行拱圈模板軸線定位工作。

施工前采用全站儀進(jìn)行導(dǎo)線控制測(cè)量，利用加密控制點(diǎn)進(jìn)行拱架和拱圈模板測(cè)量定位。利用布置高程控制網(wǎng)放樣拱架線形和臨時(shí)拱座位置，在拼裝拱架頂端處做好標(biāo)記，利用全站儀測(cè)量拱架高程和軸線偏位保證拱架高程和平面位置達(dá)到設(shè)計(jì)要求，拱架線形坐標(biāo)如圖2及表1所示。

拱架安裝完成并預(yù)壓后，在拱架頂面鋪設(shè)木板和木模，利用全站儀測(cè)量模板頂面高程，按監(jiān)控提供預(yù)拱度，將拱圈底模調(diào)整到位。測(cè)量放樣拱圈邊線并安裝側(cè)面鋼模，保證鋼模安裝符合規(guī)范要求。

3拱圈施工分析

3.1臨時(shí)拱座施工在臺(tái)座背墻上預(yù)埋大面鋼板，涂抹黃油在鋼板上，安裝鋼拱座背面到鋼板上。設(shè)置拱架落架高度為20cm，鋼拱座加上分配梁安裝高度高于臺(tái)座20cm，由卸荷砂箱支承。落架后拱架通過(guò)分配梁支承在臺(tái)座上，卸荷砂箱拆除移至下幅拱圈臨時(shí)拱座處。

臺(tái)座施工前，在拱座前口表面進(jìn)行人工鑿毛，然后安裝鋼筋網(wǎng)片及預(yù)埋鋼板，臺(tái)座上留出凹槽安裝砂箱，在臺(tái)座上埋入2根JL32精扎螺紋鋼錨固分配梁。卸荷砂箱前在砂箱內(nèi)填入珍珠砂，利用反力架將每個(gè)砂箱預(yù)壓400t，砂箱活塞長(zhǎng)度為24cm安裝在臺(tái)座凹槽位置。鋼拱座為特制鋼板鉸支座，設(shè)計(jì)承載能力與砂箱相同。根據(jù)拱架支承位置，鋼拱座與2145a分配梁通過(guò)焊接連接，鋼拱座與分配梁連成一體，一次性安裝到卸荷砂箱上，鋼拱座背面與預(yù)埋鋼板接觸。

3.2拱架安裝施工 在拱圈下拼裝鋼拱架，從拱腳分節(jié)段逐步向拱頂推進(jìn)施工順序，利用纜吊進(jìn)行吊裝，兩岸對(duì)稱(chēng)安裝施工。

3.2.1拱腳節(jié)段安裝 拱腳節(jié)段安裝前，清除拱腳鉸座內(nèi)雜物和積水，鉸槽內(nèi)打黃油，在臨時(shí)拱座前方搭設(shè)支架拼裝整聯(lián)拱腳節(jié)段使拱鉸無(wú)縫鋼管進(jìn)入鋼拱座鉸槽內(nèi)，安裝就位后采用鋼拱座限位板和壓板固定拱鉸，復(fù)測(cè)確認(rèn)拱腳節(jié)段軸線和高程完成節(jié)段拼裝施工。

3.2.2安裝吊裝節(jié)段 鋼拱架共設(shè)置18對(duì)扣索，每岸各9對(duì)扣索，扣點(diǎn)對(duì)稱(chēng)設(shè)置，拱架拼裝時(shí)每對(duì)扣索設(shè)兩束扣索。半跨拱圈拱架有7聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段，1聯(lián)拱腳節(jié)段，1聯(lián)拱頂節(jié)段，需扣掛9對(duì)扣索，為減輕交界墩和后錨承臺(tái)壓力，前5對(duì)扣索錨固于兩岸2#、5#橋墩承臺(tái)上，后4對(duì)扣索通過(guò)交界墩頂轉(zhuǎn)索支架錨固于1#、6#橋墩承臺(tái)上。

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段拼裝與吊裝配合進(jìn)行，在拼裝臺(tái)上拼裝第1段吊裝節(jié)段，利用纜索吊裝系統(tǒng)將節(jié)段吊至拱腳節(jié)段前面，將下弦陽(yáng)鉸接頭插入拱腳節(jié)段下弦前端陰鉸接頭，安裝銷(xiāo)軸，上弦調(diào)節(jié)螺桿與拱腳節(jié)段上弦前端調(diào)節(jié)螺桿根據(jù)設(shè)計(jì)間隔旋進(jìn)頂緊，在調(diào)節(jié)螺桿后部擰入Φ16×100螺栓頂住調(diào)節(jié)螺桿。利用Φ38×600高強(qiáng)度螺桿對(duì)拉接頭錨固板使拱架連接，扣掛第1對(duì)扣索，根據(jù)扣索索力和拱架安裝高程收緊扣索，松開(kāi)纜吊吊鉤進(jìn)行復(fù)測(cè)，第1段吊裝節(jié)段安裝完成。

3.2.3安裝拱頂合龍節(jié)段 拱頂合龍段合龍長(zhǎng)度以合龍時(shí)實(shí)際測(cè)量長(zhǎng)度為準(zhǔn)。合龍前觀測(cè)每天氣溫最低時(shí)間確定合龍時(shí)間，安裝合龍段上下弦側(cè)面鋼板，打入30%沖釘臨時(shí)固定。安裝合龍段上下弦頂面和底面鋼板，打入30%沖釘臨時(shí)固定。逐孔安裝M22高強(qiáng)度螺栓，作業(yè)時(shí)間不得超過(guò)24h。合龍鋼板安裝完成后，在側(cè)面、頂面和底面焊接L50×5角鋼斜桿，提高合龍段穩(wěn)定性。

3.2.4拆除扣索 拱架安裝完畢進(jìn)行監(jiān)控觀測(cè)24h，無(wú)異常變化時(shí)可拆除扣索，拆除過(guò)程中跟蹤監(jiān)控，觀測(cè)拆除扣索后拱架變形和應(yīng)力。首先拆除頂部扣索，根據(jù)測(cè)量拱架高程變化決定其余扣索拆除順序，兩岸扣索保證同步放松，每組扣索放松一次后復(fù)測(cè)整個(gè)拱架高程和平面位置，完全松弛扣索從拱頂至拱腳兩岸對(duì)稱(chēng)逐一拆除。

3.3扣索施工 梨樹(shù)岸由于拱座基坑邊坡陡峭，前5對(duì)扣索通過(guò)在坡頂設(shè)置臨時(shí)墩轉(zhuǎn)掛于2#橋墩承臺(tái)錨固點(diǎn)上，臨時(shí)墩作為后期引橋支架基礎(chǔ)使用，后4對(duì)扣索通過(guò)3#交界墩頂轉(zhuǎn)索架扣掛1#橋墩承臺(tái)錨固點(diǎn)上：新寨岸前5對(duì)扣索扣掛于5#橋墩承臺(tái)錨固點(diǎn)上，后4對(duì)扣索通過(guò)4#交界墩頂轉(zhuǎn)索架扣掛6#橋墩承臺(tái)錨固點(diǎn)上。

3.4拱架預(yù)壓 在鋼拱架上搭設(shè)鋼管腳手架，在腳手架上用木板加工制做成水箱，往水箱內(nèi)注水開(kāi)始加載，注入水重量為主拱圈施工荷載扣除鋼拱架自重、鋼管支架重量和水箱自重。加載分三期進(jìn)行，第一期加載重量為荷載50%，第二期加載重量為荷載50%，第三期加載重量為荷載20%。第一期加載完成后進(jìn)行24h監(jiān)測(cè)后進(jìn)行第二期加載。拱架預(yù)壓完畢后觀測(cè)24h無(wú)異常情況根據(jù)預(yù)壓時(shí)所得預(yù)拱度，鋪設(shè)木方和底模、安裝鋼筋，澆筑主拱圈砼。endprint

3.5拱圈混凝土施工

3.5.1拱圈模板安裝 在調(diào)整成型拱架上鋪設(shè)橫向10×10cm木方作模板底梁，在上面鋪底模。由于預(yù)壓后拱架有一定下?lián)?，用加墊薄木板來(lái)調(diào)整底模安裝高程，底模采用膠木板，側(cè)模采用定制鋼模。

3.5.2鋼筋安裝 首先綁扎底板及腹板鋼筋，再綁扎頂板鋼筋。鋼筋加工及安裝均需符合相關(guān)規(guī)范要求。砼保護(hù)層采用同標(biāo)號(hào)小型預(yù)制砂漿塊綁扎在鋼筋骨架上確保砼保護(hù)層符合規(guī)范要求。

4拱圈混凝土澆筑

拱圈砼澆筑按豎向分環(huán)、縱向分段方式進(jìn)行，拱圈豎向分為三環(huán)：第一環(huán)為現(xiàn)澆底板和下馬蹄：第二環(huán)為現(xiàn)澆腹板和橫隔板：第三環(huán)為現(xiàn)澆頂板和上馬蹄。施工分五個(gè)步驟完成：①現(xiàn)澆底板和下馬蹄；②現(xiàn)澆兩道中腹板和部分橫隔板；③現(xiàn)澆兩道邊腹板和部分橫隔板；④現(xiàn)澆余下的所有橫隔板；⑤現(xiàn)澆上馬蹄和頂板。當(dāng)?shù)谝画h(huán)混凝土達(dá)到95%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，方可進(jìn)行第二環(huán)混凝土澆筑，第三環(huán)混凝土達(dá)到90%后可進(jìn)行第三環(huán)混凝土澆筑。頂板砼澆筑后，整個(gè)拱完全形成閉口箱，截面慣矩已承受橋上所有設(shè)計(jì)荷載，故本階段拱架所受荷載增量很小。

4.1拱架落架施工 拱架落架在拱圈施工完成且混凝土達(dá)到95%設(shè)計(jì)強(qiáng)度下進(jìn)行。

首先將拱圈外模拆除，拆下模板及時(shí)清理，拆除拱腳位置支架和底模并檢查拱架螺栓松緊程度。準(zhǔn)備裝砂口袋放到拱腳砂箱位置，利用高壓水槍將水灌入到砂箱內(nèi)使砂子松軟。隨后拆除砂箱出砂口蓋板，開(kāi)始掏砂。砂箱內(nèi)砂分層均勻掏出且所有砂箱出砂速率保持一致，拱架每下降2cm，兩岸聯(lián)系一次，了解對(duì)方下降情況并檢查拱圈撓度和拱座位移。拱架落架到位后拆除砂箱，檢查底模脫模情況，發(fā)現(xiàn)還有貼近模板及時(shí)拆除，務(wù)必保證整個(gè)拱架不會(huì)與混凝土面接觸。

4.2鋼拱架拆除 從拱頂向拱腳段拆除且從兩側(cè)向中間對(duì)稱(chēng)拆除，首先拆除外側(cè)兩片，最后拆除中間一片，用纜吊將每次拆除拱架節(jié)段吊至梨樹(shù)岸上。從拱圈兩側(cè)分別下放纜吊起重繩，捆綁在即將拆除拱架上，在相應(yīng)一側(cè)掛好橫向纜風(fēng)，拆除銷(xiāo)軸和螺栓再松纜吊起重繩，緩慢下放到一定高度后收緊橫向纜風(fēng)，緩緩起重靠近邊側(cè)起重走線，松開(kāi)另一側(cè)纜吊起重繩，將拱架起升高度高于拱圈后放松橫向纜風(fēng)繩，由纜吊將拱架轉(zhuǎn)運(yùn)至岸上。

5結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)貴州省畢節(jié)市雙山新區(qū)梨新大道甘河溝大橋懸拼鋼拱架現(xiàn)澆施工，在測(cè)量準(zhǔn)備、臨時(shí)拱座施工、拱架安裝施工、扣索施工、拱架預(yù)壓、拱圈混凝土施工、拱架落架施工施工工藝中，只有嚴(yán)格按照施工組織進(jìn)行，采用科學(xué)合理的工藝才能保證工程質(zhì)量及安全。endprint