小跨徑上承式連拱橋現(xiàn)澆混凝土拱圈施工技術(shù)

1、 小跨徑上承式連拱橋現(xiàn)澆混凝土拱圈施工技術(shù)摘要：思明湖是鎮(zhèn)江市為開發(fā)建設(shè)配套新城而規(guī)劃開挖的人工景觀湖。在景觀湖上設(shè)計了一座頂置式5跨多拱景觀橋。在該景觀橋上部結(jié)構(gòu)施工中，拱中采用的現(xiàn)澆支護分布梁及鋼筋安裝工藝和方法與其他同類拱橋施工略有不同，在施工中的應用這座橋是比較成功的。關(guān)鍵詞：小跨徑連拱橋現(xiàn)澆拱圈施工技術(shù)一、項目概況及技術(shù)標準1.1 項目概述思明湖大橋位于擬建的思明河公路穿越思明湖段。這座橋是思明湖的一大景觀亮點。不僅要滿足功能需求，還要成為與周邊環(huán)境相適應的景觀橋梁。橋梁設(shè)計采用現(xiàn)代頂支5跨連續(xù)拱橋結(jié)構(gòu)作為橋梁的橋型，跨度組合為9.9+13+16+13+9.9m；橋梁設(shè)計寬度：3.0

2、m人行道+4.0m非機動車道+3.0m綠化帶+15.0m機動車道+3.0m綠化帶+4.0m非機動車道+3.0m人行道，總寬度為35.0m。橋墩為混凝土實心橋墩；橋臺為U型重力橋臺，側(cè)壁長5.5m；基礎(chǔ)為群樁基礎(chǔ)，樁基為嵌巖樁，直徑1.2m。橋梁上部結(jié)構(gòu)為上承重式連續(xù)板拱橋。拱腹線采用二次拋物線，凈垂高第三跨最大，縱橋向兩側(cè)依次減小。拱板的厚度根據(jù)跨度設(shè)置的不同而不同。一、五跨跨度9.9米，拱板厚度0.3m；二、四跨跨度13米，拱板厚度0.4m，三跨跨度0.4m。 16米，拱板厚度0.5m；拱板橫向無橫坡。圖 1.1橋梁跨度布置圖 1.2剖面結(jié)構(gòu)圖側(cè)墻和內(nèi)墻設(shè)置在拱圈上，根據(jù)橋面縱坡調(diào)整標高。側(cè)

3、壁和內(nèi)壁為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚度為0.5m；巷道板厚度均為0.3m。1.2 技術(shù)標準道路等級：城市二級道路（雙向四車道）；設(shè)計速度：50km/h；設(shè)計載重標準：車輛載重：A級；人群荷載：3.5KN/；最大縱向坡度：1.0%；橋面橫向坡度：機動車道和非機動車道雙向2.0%橫向坡度，人行道向內(nèi)單向坡度1.5%；設(shè)計安全等級：一級；結(jié)構(gòu)混凝土耐久性環(huán)境類別：II級；抗震設(shè)防烈度：基本抗震烈度7度，設(shè)計基本地震加速度值0.15g，建筑工地類別級；設(shè)計恒水位：10.0m；導航：無導航要求。二、施工順序及施工工藝流程一、施工順序第一步：(1)樁基、承臺、橋臺、墩身全部施工完畢后，將平臺背面填平至設(shè)計標高；(

4、2)搭好拱環(huán)支架，上部預壓不小于110%的恒載，安裝模板，綁扎鋼筋。(3)澆筑拱圈混凝土。第2步：(1) 側(cè)墻和內(nèi)墻的施工；(2) 將巷道板成塊澆筑；（3）全橋拱圈、邊墻、內(nèi)墻、路板等混凝土達到設(shè)計值的95%時，方可拆除支護；(4)支架要對稱拆除，隔板孔要拆除。第 3 步：建造橋面、裝飾件和其他配件。2、施工工藝流程施工準備地基處理支護架設(shè)預壓安裝拱圈鋪設(shè)底模安裝拱圈鋼筋安裝頂模拱圈混凝土澆筑；三、具體施工方法3.1 基礎(chǔ)處理橋梁基坑一、五跨開挖底標高4.238m，二、三、四跨開挖底標高3.238m，新開挖湖底標高8.0m。地基處理采用塊石、磚渣、石灰土分層，從基坑底部回填至設(shè)計湖底標高以下2

5、0cm處。最后采用C20混凝土硬化至設(shè)計的湖底標高?；A(chǔ)處理結(jié)構(gòu)層見圖3.1。具體處理方法如下：圖 3.1現(xiàn)澆支護基礎(chǔ)處理結(jié)構(gòu)層示意圖地基處理前，先排掉基坑內(nèi)積水，清除坑底泥漿及軟泥層，再用礦渣回填至1m左右厚度，用壓路機壓實，然后用每層50厘米厚的磚填充。渣達到標高6.3m（即石灰土結(jié)構(gòu)層底面），每層填筑完成后，采用18T帶式振動單滾筒壓路機壓實。第二步，將6%的石灰土分成8層（共1.5m），每層的密實度不低于94%。碾壓填土至標高7.8m，從最后兩層石灰土層開始至橋梁中心線左右兩側(cè)。在側(cè)面做一個1.0%的橫向坡度；第三步，用C20混凝土硬化至標高8.0m，即頂層混凝土樓板厚度為20cm。一

6、致，保證硬化混凝土地坪有足夠的支撐強度，表面排水順暢，不積水?；A(chǔ)處理寬度應控制在超過兩側(cè)現(xiàn)澆支座架設(shè)寬度1.5m。在基礎(chǔ)處理過程中，應在基礎(chǔ)兩側(cè)1m以上的距離處設(shè)置縱向排水溝，并在縱向排水溝的末端（橋梁處）設(shè)置集水坑。 A5 號基臺）。內(nèi)水。排水溝設(shè)底寬30cm，頂寬50cm，深50cm。集水坑平面尺寸為1.5m1.5m，深度為1.5m。圖3.2、3.3為現(xiàn)澆支護基礎(chǔ)處理正視圖、處理寬度及兩側(cè)邊溝排水情況。圖 3.2現(xiàn)澆支護基礎(chǔ)處理標高圖 3.3現(xiàn)澆支護基礎(chǔ)處理寬度及排水布置示意圖特別提示：橋蓋施工時基坑底部為粉質(zhì)粉質(zhì)粘土，新建人工湖已開挖注水，雨季施工，有可能湖水水位將上升并溢入基坑；同時

7、，項目建設(shè)過程中，塊石、磚渣等建筑垃圾資源豐富，價格低廉。因此，地基處理方案的設(shè)計和計算都比較保守。這僅供參考。進行了設(shè)計和計算驗證。3.2 支架架設(shè)及預緊1.支架布局現(xiàn)澆支架采用483.5mm鋼管碗扣支架架設(shè)。根據(jù)思明湖大橋現(xiàn)澆支架設(shè)計計算書確定碗扣支架的垂直間距為60cm，水平標準距離為90cm，側(cè)向距離低于側(cè)壁與內(nèi)墻是確定的。 30cm，二樓一、五跨步距120cm，其余60cm，二、三、四跨一樓120cm，其余60cm，如圖3.4、3.5 ;同時，在支架頂部垂直于鋼管拱圈支座增加斜鋼管支座，斜鋼管支座長度1.5m，縱橋方向間距1.2m，水平橋向與鋼管拱圈水平布置間距相同，如圖3.6所示；

8、垂直剪刀撐連續(xù)設(shè)置到頂部，水平剪刀撐設(shè)置在支架內(nèi)部，水平剪刀撐的垂直間距不大于4.8m（底層第一個水平剪刀撐設(shè)置在單杠處）在支架的底端，頂部水平剪式撐桿設(shè)置在支架上下第二個水平桿上，第一、二、四、五跨支架高度均小于4.8m，僅底層和頂層設(shè)置兩個水平剪式支撐，第三個跨度支撐的高度為5.4m，除了頂層和底層兩個水平剪式支撐外，還增加了一層水平剪式支撐在括號的中間）。圖 3.4現(xiàn)澆支座立面布置圖 3.5現(xiàn)澆支座橫斷面布置圖 3.6加鋼管斜撐布置2.支架架設(shè)根據(jù)立桿和橫桿的設(shè)計組合，從下往上依次安裝立桿和橫桿。安裝時，應保證立桿垂直并在平整牢固的表面上，底部無懸垂。先將所有的豎桿和水平桿安裝在水平的工

9、作面上，然后逐層安裝，同時安裝所有的水平桿。剪式撐桿與立、橫單杠同步架設(shè)，并沿架設(shè)高度連續(xù)排列。斜桿與地面的夾角在45度到60度之間。最下方的斜桿與豎桿的連接點高度控制在離地30cm以內(nèi)。剪刀撐桿采用搭接連接，搭接長度100cm，用不少于2個旋轉(zhuǎn)緊固件固定。根據(jù)支架的設(shè)計和布置架好支架后，測量吊線安裝頂撐，調(diào)整頂撐高度。3.3 拱環(huán)支架（二次配電梁）制作與安裝1.拱環(huán)支架制作橋梁拱圈支座采用48mm3.5mm鋼管按拱圈弧度折彎而成。在制作鋼管拱圈支座前，先將現(xiàn)場1:1鋼管拱圈支座按圖紙給出的設(shè)計拱腹線和預拱度值做弧形大樣圖，并焊接1:1鋼管拱環(huán)支撐臺面彎曲。臺架制作時，在鋼管弧度內(nèi)側(cè)50cm處

10、沿弧內(nèi)線將22鋼筋頭焊接在操作臺鋼板上。如圖 3.7 所示。圖 3.7鋼管拱圈支撐彎臺示意圖各鋼管拱環(huán)支架折彎完成后，與大樣圖對比。如有偏差，應及時調(diào)整，直至加工后的鋼管拱環(huán)支座弧度與大樣圖重合。鋼管拱環(huán)由熟練工人制作。進行折彎，保證生產(chǎn)出來的鋼管拱環(huán)的形狀和幾何尺寸一致。在加工好的鋼管拱環(huán)支架上，標出與碗扣支架相同的距離，以便鋼管拱環(huán)支架安裝定位準確，分段加工時，搭接搭接部分預置在頂升部分。2.鋼管拱環(huán)支架安裝鋼管拱環(huán)支架加工完成后，運至現(xiàn)場進行安裝。安裝時注意鋼管拱環(huán)上的標記與支架支撐位置一一對應。焊接固定，防止鋼管支架滑動和移位，鋼管拱與頂托之間形成的三角形間隙用三角木楔填充，使頂托整個

11、頂面受力均勻。鋼管拱環(huán)支架的水平布置間距與碗扣支架的水平布置間距相同。安裝定位完成后，再次檢查標高，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整。在調(diào)整頂升標高和鋼管拱圈的支護加工時，應考慮拱圈的預拱度。拱環(huán)預彎度=設(shè)計預彎度+支架彈性變形值。鋼管拱環(huán)支架的安裝定位如圖3.8所示。圖3.8鋼管拱環(huán)支架安裝定位示意圖3.4 支架預緊預壓的目的是消除支座（扶壁）和基礎(chǔ)的非彈性變形；二是獲取支座（扶壁）的彈性變形值，作為施工預留拱度的依據(jù)；三是確定支座的穩(wěn)定性和基礎(chǔ)的承載能力。在施工過程中進行驗證以確定支架和基礎(chǔ)的承載能力的穩(wěn)定性。根據(jù)設(shè)計要求，預載重量為上部結(jié)構(gòu)重量的110%。各跨上部結(jié)構(gòu)的恒載和預載110%重量數(shù)據(jù)如下表所

12、示：跨度重量混凝土重量(T )鋼筋重量(T)模板重(T )全部的(T )預載 110%重量（噸）評論第一個十字架256.354.733344378.4模板自重按1.0KN/計算第二跨度435.867.843.3546.9601.6第三跨度688.683.753.3825.6908.2第四跨度435.867.843.3546.9601.6第五跨度256.354.733344378.4鋼管拱圈安裝好后，沿雙節(jié)鋼管拱圈橫向排列10cm10cm方木，中間距25cm。固定好后開始上料預壓，用沙袋預壓。預壓加載時，砂袋從拱環(huán)中心沿水平和垂直兩側(cè)均勻分布，在分布載荷前應設(shè)置沉降觀測點。沉降觀測點沿拱環(huán)縱向每

13、隔1/4跨度設(shè)置一個監(jiān)測斷面，每個監(jiān)測斷面在拱環(huán)外側(cè)共設(shè)置5個觀測點，1/每邊4條和縱向中心線。 ，如圖 3.9 所示。施加預壓前，監(jiān)測并記錄各沉降觀測點的初始標高。加載完成后，每24小時監(jiān)測并記錄測量點的高程。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)計算各點的沉降量。當每個監(jiān)測點連續(xù)72小時累積沉降量平均值小于5mm或24小時觀察到的沉降平均值小于1mm時，判斷支架預壓合格。卸荷6小時后，再次監(jiān)測各測點標高，計算各測點彈性變形量，確定施工總預拱度。圖 3.9現(xiàn)澆支座預載沉降觀測點布置示意圖3.5 模板安裝1、底模安裝拱圈底模采用15mm竹膠合板。預裝卸料完成后，在主配電梁上鋪設(shè)一塊固定的竹膠合板。拼接形成的三角形接縫用

14、玻璃膠填充，確保接縫拼接平整、緊密、不漏漿，整體縱橫接縫平直。底模安裝好后，檢查底模標高。底模標高=設(shè)計拱腹線標高+設(shè)計預拱度+支架彈性變形值。2.側(cè)模安裝側(cè)模采用15mm竹膠合板+（5cm10cm）方木背波紋。竹膠合板是根據(jù)拱環(huán)的弧邊在現(xiàn)場制作的。木背瓦楞的基本間距為20cm（中到中），與底模垂直。布局。安裝邊模前，先將邊模安裝邊線放在鋪好的底模上，沿邊線垂直組裝邊模。中間部分采用雙接頭48mm3.5mm鋼管+16mm拉桿固定，拉桿間距60cm。上模和下模用鋼釘固定。如圖 3.10 所示。圖3.10拱環(huán)側(cè)模安裝定位示意圖3.上模安裝安裝好拱圈鋼筋和預埋預留鋼筋后，安裝拱圈頂模。拱圈頂部形式采

15、用15mm竹膠合板+（5cm10cm）方木背波紋，加固采用加工圓弧28鋼筋。外側(cè)縱向鋪設(shè)，拱圈主筋采用16鋼筋連接固定。 28弧形鋼筋橫向布置和16固定連接鋼筋縱向布置均相距60cm，沿拱環(huán)縱向橫向預留90cm。一個5cm寬的水平全長洞口，澆筑拱圈混凝土，將拱圈混凝土的頂面做成5cm寬的平面，這樣鋼管支架就可以架起并降到底部，以備后續(xù)使用。路板澆筑，如圖 3.11 所示。橋梁跨度中心線兩側(cè)1m以內(nèi)不得設(shè)置頂模板，沿拱圈高度不超過2m設(shè)置活動模板，使混凝土能夠進入模板并振動，混凝土澆注至開口位置時應及時封閉。一旦固定，繼續(xù)向上澆注混凝土。 圖3.11拱圈上模及預留鋼管支撐平臺安裝定位示意圖3.6

16、 拱環(huán)鋼筋的加工與安裝1、鋼筋加工拱圈用鋼筋的加工方法與鋼管拱圈支架相同。首先，按1：1在現(xiàn)場放出拱圈用鋼筋大樣。拱圈用鋼筋各截面彎曲成型后，與現(xiàn)場大樣進行對比。 ，并及時調(diào)整，直至加工后的拱環(huán)鋼筋的弧度與大樣圖完全吻合。切割材料時，需要調(diào)整同一截面上的分段接頭，使其不超過鋼筋總數(shù)的25%。生產(chǎn)完成后，按鋼筋數(shù)量分別存放，并標明標志。2.鋼筋安裝拱圈主筋各段完成后，按設(shè)計規(guī)范要求的保護層類型、位置、間距、厚度等安裝拱圈加強筋，鋪設(shè)保護層墊。主筋采用埋弧焊連接。3.7 混凝土澆筑與維護1.混凝土澆筑混凝土澆筑采用現(xiàn)場集中攪拌的方式，將罐車運到現(xiàn)場，兩臺汽車泵分別停在橋梁左右兩側(cè)，泵入模具。拱圈混

17、凝土從拱腳全寬至拱頂頂部對稱連續(xù)逐層澆筑，嚴格控制兩端澆筑速度均勻。在混凝土澆筑過程中，應經(jīng)常檢查模板、鋼筋和預埋件的保護層的位置和厚度，確保其位置正確，不變形。還指派專人檢查模板和支架的變形情況。如有變形、位移或下沉，應立即糾正加固。2.混凝土保健初凝后，拆除圓頂模板，用土工布覆蓋混凝土進行養(yǎng)護。養(yǎng)護過程中經(jīng)常噴水，使混凝土表面始終保持濕潤，養(yǎng)護時間不少于14天。3.8 拱環(huán)支架的拆卸主拱圈、邊（內(nèi)）墻、巷道板達到設(shè)計強度的95%，可拆除拱圈支架。因此，支架拆除順序是先拆除第一和第五跨，然后是第三跨，最后是第二和第四跨。支架的拆卸按照“自上而下，先搭后拆”的原則進行。各孔的拆卸從穹頂?shù)絻啥说?/p>

18、拱腳對稱進行，橫向同時拆卸。即先松開頂撐，使底模與梁體分離，隨時觀察梁底是否變形，特別是拱足位置的水平位移。如果發(fā)生變形，必須立即停止拆除支撐。拆除剪刀撐、斜撐，最后拆除小橫桿、大橫桿、豎桿等。4.總結(jié)1、橋梁上部結(jié)構(gòu)施工采用支架+配電梁+竹膠板模板的常規(guī)施工方法。不單獨制作拱架的施工方法在小跨度現(xiàn)澆混凝土拱圈施工中值得推廣應用，其優(yōu)點主要有：一是拱架的焊接和安裝程序。省略，可加快施工進度；二是減少拱架生產(chǎn)用鋼量，降低建設(shè)成本。同時對弧度支座分布梁進行了計算驗證，雙節(jié)48mm3.5mm鋼管值得參考。其主要優(yōu)點是：一是比其他鋼種更容易加工制造；三是鋼管使用后可以矯直重復使用。2、橋梁設(shè)計每跨主筋數(shù)量為668根，均為直徑28的鋼筋。每跨主筋多達20002500根。如果采用電弧焊，焊接速度慢，焊接產(chǎn)生的焊渣很容易嚴重燙傷竹膠模板，甚