中承式鋼筋混凝土系桿拱橋主拱肋施工

中承式鋼筋混凝土系桿拱橋主拱肋施工劉鳳蘭【摘要】浙江湖州市南潯和興大橋?yàn)橐蛔?跨自錨式中承式鋼筋混凝土系桿拱橋，主跨計(jì)算跨徑85m.以南潯和興大橋?yàn)槔榻B軟士地基中承式系桿拱橋的施工工藝.【期刊名稱(chēng)】《鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)》【年(卷)，期】2006(000)009【總頁(yè)數(shù)】3頁(yè)(P60-62)【關(guān)鍵詞】公路橋;系桿拱;主拱肋;施工【作者】劉鳳蘭【作者單位】中鐵七局集團(tuán)有限公司，鄭州,450009【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類(lèi)】U448.22+51概述浙江湖州市南潯和興大橋?yàn)闄M跨長(zhǎng)湖申航道的公路橋。湖州臨近太湖屬于平原區(qū)軟土地帶，該橋主橋設(shè)計(jì)為3跨自錨式鋼筋混凝土中承式系桿拱橋，跨徑布置為26.5m+85m+26.5m，柔性系桿剛性拱結(jié)構(gòu)(圖1)。3跨自錨式中承式拱橋是將中承式拱橋和上承式拱橋完美地結(jié)合在一起的橋型，外觀氣勢(shì)宏偉，造型新穎美觀，開(kāi)創(chuàng)了在平原地區(qū)興建大跨度拱橋的先例，推動(dòng)了拱橋技術(shù)的發(fā)展。該橋主橋橋面總寬18m,其中15m行車(chē)道+2x1.5m人行道；主跨拱肋凸出橋面部分，橋面寬度增加到20.9m,主拱肋是本橋的主要受力構(gòu)件，拱軸線為二次拋物線，計(jì)算跨徑L=85m，計(jì)算矢高F=20m，矢跨比為1/4.25。拱肋斷面為工字形，高2m，寬1.2m（拱腳加寬到1.7m），為減輕自重，內(nèi)部挖空成空心截面。設(shè)計(jì)每片主拱肋分5段施工，為滿(mǎn)足35m通航凈跨的要求，采用鋼拱架作支架，主拱肋各段預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合的施工方法。具體施工方案：兩拱腳段在支架上現(xiàn)澆，中間3段預(yù)制吊裝。此方案與全現(xiàn)澆相比優(yōu)點(diǎn)為：①縮短工期；②解決主拱肋預(yù)壓?jiǎn)栴}；③減少木材、模板數(shù)量；④減少高空作業(yè)時(shí)間；⑤拱肋線形容易控制。圖1大橋主橋立面（單位：m）2主拱肋的施工2.1主拱肋現(xiàn)澆段（拱腳段）施工（1） 支架在長(zhǎng)湖申運(yùn)河南北岸靠近岸邊的水中插打中600mm鋼管樁，利用鋼管樁和陸地混凝土基礎(chǔ)拼接萬(wàn)能桿件支架，支架上面用內(nèi)填充混凝土的短鋼管調(diào)節(jié)高度。拱肋縱向以工字鋼，橫向以方木，再縱向鋪5cm厚木板做成弧型底模。（2） 預(yù)壓及預(yù)留沉降量預(yù)壓采用等于1.5倍拱肋混凝土重量的沙袋在萬(wàn)能桿件支架上堆積，預(yù)壓時(shí)間為3d，預(yù)壓前必須做好各種高程的測(cè)量及記錄。預(yù)壓過(guò)程中，每隔6h進(jìn)行1次測(cè)量,并做好記錄，預(yù)壓卸載后進(jìn)行一次全面的檢查和測(cè)量，預(yù)壓沉降量控制在1cm之內(nèi)方可進(jìn)行下步施工。⑶混凝土澆筑鋼筋和模板安裝完畢即可進(jìn)行混凝土的澆筑施工。混凝土在拌和站集中拌制，水平運(yùn)輸采用混凝土運(yùn)輸攪拌車(chē)，垂直運(yùn)輸用混凝土輸送泵。采用坍落度為13~18cm厚的混凝土，摻加適量減水劑。澆筑采用水平分層，斜向分段連續(xù)澆筑方式，從拱腳向上順序推進(jìn)，分段長(zhǎng)度2~3m,分層下料厚度不超過(guò)30cm，上層混凝土必須在下層混凝土初凝之前覆蓋，以保證接縫處混凝土的接合良好。2.2主拱肋預(yù)制段施工拱肋預(yù)制臺(tái)座設(shè)置拱肋第二段和中段為預(yù)制安裝，預(yù)制采用立式預(yù)制，便于拱肋的起吊和移動(dòng)。預(yù)制臺(tái)座采用C20素混凝土，上鋪10cm厚鋼筋混凝土面層，表面鋪6mm鋼板以使混凝土表面光潔。中段拱肋由于左右對(duì)稱(chēng)，坐標(biāo)計(jì)算時(shí)只需取其相對(duì)坐標(biāo)進(jìn)行控制；二段拱肋立式預(yù)制時(shí)兩端要放在同一平面上，其坐標(biāo)需要進(jìn)行平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)。將拱肋上、下緣線形近似看為二次拋物線，再加上該點(diǎn)的預(yù)拱度作為施工用下緣線方程。吊桿預(yù)埋鋼管的控制臺(tái)座施工完畢，在其上找出中線和起始點(diǎn)，做好標(biāo)記，并在適當(dāng)位置放出護(hù)樁測(cè)定距離并記錄。根據(jù)計(jì)算鋼管中心線與拱肋上、下緣交叉點(diǎn)的坐標(biāo)，在臺(tái)座上放出鋼管中心下緣點(diǎn)，待鋼筋與模板施工完畢后，再在側(cè)模頂放設(shè)鋼管中心的上緣點(diǎn)位，使之與下緣點(diǎn)拉線成為鋼管中心線以控制鋼管位置。⑶預(yù)制拱肋橫移預(yù)制段拱肋側(cè)模采用定型鋼模，內(nèi)模采用木模(內(nèi)模不能取出)，拱肋澆筑一次成型。拱肋混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后用托盤(pán)移至河邊，由于拱肋下緣為弧線，所以在起梁、移梁時(shí)在拱肋與油頂、拱肋與移梁托盤(pán)間要墊上與弧線一致的楔形木。由于拱肋軸線重心偏高，在起梁、移梁時(shí)，雙側(cè)均用兩臺(tái)導(dǎo)鏈拉住防止傾倒，移梁時(shí)前、后導(dǎo)鏈同步收緊和放松，將拱肋移至河邊。2.3預(yù)制段主拱肋吊裝、就位(1)鋼拱架施工(圖2)鋼拱架采用中600mm鋼管樁作基礎(chǔ)，鋼管樁壁厚8mm,入土深度25m。在鋼管樁分配橫梁上拼裝平面尺寸為6mx8m,高度為4m的萬(wàn)能桿件支架。分配鋼箱（平面尺寸2mx6m）在萬(wàn)能桿件支架頂端就位作為支撐拱架支座的平臺(tái)。2條主拱肋下各設(shè)4棉拱架，間距為0.85m+0.75m+0.85m，棉與棉之間用聯(lián)接系角鋼、結(jié)點(diǎn)板聯(lián)結(jié)，兩肋拱架之間用5道雙層貝雷梁聯(lián)接。為了減少拱架等對(duì)萬(wàn)能桿件支架產(chǎn)生的水平推力，在拱腳部位設(shè)水平拉桿，水平拉桿安裝后鉸接固定。圖2鋼拱架示意（單位：m）（2） 吊裝方案主拱肋每段重量約80t,采用1臺(tái)最大起吊質(zhì)量100t、最大起吊高度34.6m的浮吊作業(yè)。拱肋由浮吊吊起轉(zhuǎn)向后，直接擱置在拱架上就位。先吊裝中段然后兩邊段就位。遵循吊裝過(guò)程中對(duì)預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)生的內(nèi)力最小的原則，吊點(diǎn)設(shè)置在距拱肋端頭3.5m位置附近，同時(shí)要避開(kāi)支點(diǎn)。由于拱肋為曲梁，第二段的2個(gè)吊點(diǎn)有高差，捆綁時(shí)要設(shè)置防滑繩。為了防止千斤繩受力時(shí)損傷拱肋，在捆綁時(shí)在拱肋4個(gè)棱角上墊上橡膠和角鐵。（3） 預(yù)制段拱肋高程及位移控制根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算的數(shù)據(jù)，拱架上中段拱肋位置處預(yù)留下沉量5cm（含彈性變形及非彈性變形），第二段拱肋位置入拱架的預(yù)留下沉量為3cm。為了控制、調(diào)整拱肋高程，對(duì)應(yīng)拱肋各段的支點(diǎn)位置在拱架上用8mm鋼板焊成頂面水平的分配橫梁，在分配橫梁上測(cè)量放樣、高程測(cè)設(shè)，使該點(diǎn)高程達(dá)到拱肋設(shè)計(jì)下緣高程，并在分配橫梁上距拱肋兩側(cè)距離相等的位置作點(diǎn)，以控制拱肋就位。在分配橫梁上墊5~10mm鋼板，一方面為了墊夠高度，另一方面可通過(guò)抽插鋼板調(diào)整高程。鋼板上放置楔形木，以適應(yīng)拱肋底部曲線線形。吊裝過(guò)程中安排專(zhuān)人利用2臺(tái)全站儀，隨時(shí)觀測(cè)拱肋高程及軸線偏移情況，并把各次記錄結(jié)果存檔備查。如發(fā)現(xiàn)拱肋或拱架有異常的較大沉降和偏位，需立即停止加載待查明原因采取相應(yīng)措施后繼續(xù)施工。必須隨時(shí)觀察拱座位移，如大于設(shè)計(jì)允許范圍，停止加載，分析原因采取相應(yīng)對(duì)策。⑷拱肋的平衡穩(wěn)定措施拱肋在支點(diǎn)就位后，立即用導(dǎo)鏈在上、下游兩側(cè)穩(wěn)定拱肋。中段就位后，用4臺(tái)導(dǎo)鏈將其固定在拱架上，吊裝主拱第二段時(shí)，除用4臺(tái)導(dǎo)鏈將該段固定在拱架上外，在與中段相接的上緣和與拱腳段相接的下緣各用一條導(dǎo)鏈將第二段拱肋與中段和拱腳段連接，加強(qiáng)第二段拱肋的穩(wěn)定性。由于第二段拱肋放置在拱架上后有近23°的傾角，為防止拱肋下滑，需要采取防滑措施，一方面及時(shí)焊接上部端頭與中段拱肋端頭部分鋼筋、下部端頭與拱腳端頭的鋼筋，另一方面用4根L75的角鐵頂在拱腳段與二段拱肋下部端頭之間濕接縫處。拱肋位置調(diào)整采用安放在拱架上的2臺(tái)千斤頂調(diào)整高程，千斤頂上應(yīng)墊楔形木。高程調(diào)整要緩緩進(jìn)行，并隨時(shí)用水平儀觀測(cè)，調(diào)整完畢后用鋼板墊實(shí)。采用10t導(dǎo)鏈固定在拱肋的上下端，人工調(diào)整主拱肋軸線前后位置，調(diào)整就位后將拱肋接頭鋼筋焊接固定。拱肋的合龍一側(cè)的3段拱肋全部吊裝就位后，用儀器觀測(cè)拱肋安裝在縱向軸線方向的偏差和接頭高程偏差是否在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，超出則繼續(xù)調(diào)整。整條拱肋的線型調(diào)整完畢焊接所有接頭鋼筋，分3次灌注濕接縫。首先兩拱腳段與拱座之間灌注濕接縫，然后拱腳段與主拱第二段間濕接縫灌注，最后是第二段與主拱中段濕接縫澆筑。濕接縫灌注混凝土應(yīng)采用較小的水灰比，澆筑合龍段宜在一天中溫度最低時(shí)進(jìn)行，防止混凝土收縮產(chǎn)生裂紋。3結(jié)語(yǔ)主拱肋預(yù)制段采用立式預(yù)制，與平面預(yù)制相比可少占用施工場(chǎng)地，免除平面預(yù)制起吊時(shí)的翻身等工作。主拱肋采用預(yù)制和現(xiàn)澆相結(jié)合的方法，打破了傳統(tǒng)的全預(yù)制和現(xiàn)澆的思想束縛，既解決了拱腳段因水面較淺浮吊無(wú)法作業(yè)的問(wèn)題，又減少全現(xiàn)澆時(shí)在繁忙航道上高空作業(yè)的工作量。由于現(xiàn)澆段與預(yù)制段可