千斤頂斜拉扣掛連續(xù)澆注拱肋混凝土施工工法

千斤頂斜拉扣掛連續(xù)澆注拱肋混凝土施工工法由廣西壯族自治區(qū)公路橋梁工程總公司完成的工法01形成原因操作原理質(zhì)量控制工法特點(diǎn)材料設(shè)備安全措施目錄030502040607環(huán)保措施應(yīng)用實(shí)例效益分析榮譽(yù)表彰目錄0908010基本信息《千斤頂斜拉扣掛連續(xù)澆注拱肋混凝土施工工法》是廣西壯族自治區(qū)公路橋梁工程總公司完成的建筑類施工工法；作者分別是馮智、韓玉、陳光輝、李玉彬、秦大燕；適用范圍是大跨度SRC拱橋拱肋混凝土及大跨徑鋼管混凝土拱橋管內(nèi)混凝土澆筑。《千斤頂斜拉扣掛連續(xù)澆注拱肋混凝土施工工法》主要的工法特點(diǎn)是斜拉扣掛連續(xù)澆筑調(diào)載方法是“減載；受力明確，計(jì)算簡單，操作容易；施工快速；混凝土施工縫少，且澆筑過程中拱肋各斷面標(biāo)高始終都是下降、反復(fù)變化?。煌度胄?，節(jié)能環(huán)保。2008年1月31日，《千斤頂斜拉扣掛連續(xù)澆注拱肋混凝土施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部評定為2005-2006年度國家二級工法。形成原因形成原因《千斤頂斜拉扣掛連續(xù)澆注拱肋混凝土施工工法》的形成原因是：SRC（勁性鋼骨架鋼筋混凝土）拱橋采用先架設(shè)勁性鋼骨架，然后以該骨架為支架澆筑拱肋混凝土（因?qū)⒐羌茏陨硪舶趦?nèi)，故通常還稱其為外包混凝土）的施工方法拱肋混凝土的連續(xù)澆筑過程中，整個(gè)拱肋的應(yīng)力和變形會發(fā)生很大的變化，如不采取必要的調(diào)載措施來控制，會使拱肋線形發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的變化，從而使拱肋受力性能和結(jié)構(gòu)安全性受到非常不利的影響，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致拱肋在施工過程中直接失穩(wěn)。常用的調(diào)載方法有：地錨加載法（如丹東沙河橋），水箱加載法（如宜賓橋），多點(diǎn)均衡澆筑法（如該橋最初方案）。前兩種方法相當(dāng)于在拱上施加額外的荷載，對穩(wěn)定不利，第三種方法則是多點(diǎn)作業(yè)，需要設(shè)備多，施工難度大?！肚Ы镯斝崩蹝爝B續(xù)澆注拱肋混凝土施工工法》即在勁性骨架架設(shè)完成后，在其上實(shí)現(xiàn)分環(huán)從拱腳至拱頂對稱連續(xù)澆筑拱肋混凝土的施工方法，是由過去大跨度拱橋拱肋混凝土澆筑時(shí)調(diào)載方法——“加載法”拓寬思路而提出的“減載”新概念新設(shè)想。該工法關(guān)鍵技術(shù)是在跨徑312米的邕寧邕江大橋的施工中開發(fā)的，經(jīng)交通部鑒定具有國際領(lǐng)先水平。該工法還被推廣應(yīng)用到大跨徑鋼管混凝土拱橋的管內(nèi)混凝土灌注施工中。

工法特點(diǎn)工法特點(diǎn)《千斤頂斜拉扣掛連續(xù)澆注拱肋混凝土施工工法》的工法特點(diǎn)是：1.斜拉扣掛連續(xù)澆筑調(diào)載方法是“減載”不是對拱肋額外增加荷載，從這個(gè)概念上來說，最具先進(jìn)性。2.受力明確，計(jì)算簡單，操作容易，效果突出。3.施工快速，與多工作面均衡澆筑法相比，施工速度大大加快。4.混凝土施工縫少，且澆筑過程中拱肋各斷面標(biāo)高始終都是下降、反復(fù)變化小，大大提高成橋后的整體受力性能。5.可充分利用勁性骨架吊裝施工時(shí)的斜拉扣掛系統(tǒng)，投入小，節(jié)能環(huán)保。6.采用斜拉扣掛體系，可以根據(jù)需要靈活調(diào)整拱肋澆筑順序，如：可先澆筑完成拱肋橫撐位置混凝土，以提前加設(shè)橫撐，達(dá)到提高拱肋整體穩(wěn)定性的目的等。

操作原理適用范圍施工工藝工藝原理操作原理適用范圍《千斤頂斜拉扣掛連續(xù)澆注拱肋混凝土施工工法》適用于大跨度SRC拱橋拱肋混凝土及大跨徑鋼管混凝土拱橋管內(nèi)混凝土澆筑。

工藝原理《千斤頂斜拉扣掛連續(xù)澆注拱肋混凝土施工工法》的工藝原理敘述如下：在勁性骨架若干適當(dāng)位置利用千斤頂、鋼絞線扣索，施加一個(gè)隨混凝土澆筑過程而變化的，斜向拱軸線上方的拉力，用以調(diào)整勁性骨架在對稱連續(xù)澆筑外包混凝土過程中產(chǎn)生的應(yīng)力和變形，使其應(yīng)力和變形控制在規(guī)定的目標(biāo)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)澆筑拱肋混凝土的目的。在應(yīng)力和變形兩者間，以應(yīng)力控制為主，變形控制為輔，力求做到在連續(xù)澆筑混凝土過程中沒有反復(fù)變形或者反復(fù)次數(shù)最少。

施工工藝《千斤頂斜拉扣掛連續(xù)澆注拱肋混凝土施工工法》的工藝流程見圖1。

圖1工藝流程圖《千斤頂斜拉扣掛連續(xù)澆注拱肋混凝土施工工法》的操作要點(diǎn)如下：一、斜拉扣索的設(shè)置1.設(shè)置依據(jù)根據(jù)拱肋混凝土施工各階段工況對拱肋勁性骨架及扣索進(jìn)行受力分析。通常情況下，斜拉索的抗拉剛度小于拱勁性骨架的抗推剛度的0.87%，斜拉索的索力在拱勁性骨架上澆筑外包拱肋混凝土的過程中變化值小于5%，為了簡化計(jì)算，假設(shè)在拱骨架澆筑混凝土過程中，斜拉索索力不自動改變。2.斜拉扣索的組數(shù)、位置、索力值確定程序1）畫出在分環(huán)對稱連續(xù)澆筑混凝土?xí)r拱腳、L/8、L/4、3L/8、拱頂及截面尺寸突變處的控制應(yīng)力過程線。2）從應(yīng)力過程線中找出應(yīng)力嚴(yán)重超標(biāo)的截面，首先選擇一組對該截面應(yīng)力影響較大的斜拉索，其位置通?？拷澳_，計(jì)算這組對稱斜拉索索力為1時(shí)，對上述截面應(yīng)力的影響，然后通過試算來確定這組斜拉索的索力及變化，將其對上述控制截面應(yīng)力產(chǎn)生的影響與控制截面應(yīng)力過程線疊加，如能使應(yīng)力全部控制在預(yù)定值內(nèi)，斜拉索位置、索力的選擇就完成了。材料設(shè)備材料設(shè)備《千斤頂斜拉扣掛連續(xù)澆注拱肋混凝土施工工法》所用的主要機(jī)具設(shè)備見表1。質(zhì)量控制質(zhì)量控制《千斤頂斜拉扣掛連續(xù)澆注拱肋混凝土施工工法》的質(zhì)量控制要求如下：1.嚴(yán)格貫徹執(zhí)行《ISO9000質(zhì)量管理體系》，遵照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ041-2004、《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》JTGF80/1-2004的有關(guān)規(guī)定。2.整個(gè)澆筑過程拱肋及扣索的應(yīng)力分析是保證施工質(zhì)量的關(guān)鍵，必須深入、仔細(xì)研究，不但要滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，還要結(jié)合施工實(shí)際和以往的施工經(jīng)驗(yàn)，盡量優(yōu)化施工程序。3.在施工前，做好詳細(xì)的施工技術(shù)交底，施工時(shí)嚴(yán)格按照制定的施工方案進(jìn)行，嚴(yán)格地按照各施工流程的操作要點(diǎn)進(jìn)行。4.在混凝土澆筑施工前，必須做好設(shè)備的檢修和調(diào)試工作，保證在澆筑過程中設(shè)備不出現(xiàn)故障，并且要設(shè)置足夠數(shù)量的備用設(shè)備。5.成立專門的質(zhì)量管理小組，實(shí)行質(zhì)量負(fù)責(zé)制度。

安全措施安全措施采用《千斤頂斜拉扣掛連續(xù)澆注拱肋混凝土施工工法》施工時(shí)，除應(yīng)執(zhí)行國家、地方的各項(xiàng)安全施工的規(guī)定外，尚應(yīng)遵守注意下列事項(xiàng)：1.嚴(yán)格貫徹執(zhí)行“三標(biāo)一體化”管理體系遵照《公路工程施工安全技術(shù)規(guī)程》JTJ076-95、《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》（建規(guī)96號）、《施工現(xiàn)場臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》JGJ46-2005等有關(guān)規(guī)定。2.在施工前做好安全技術(shù)交底工作，成立安全管理領(lǐng)導(dǎo)小組，實(shí)行安全生產(chǎn)責(zé)任制度。3.編制專項(xiàng)安全保證措施方案和生產(chǎn)安全事故緊急預(yù)案。4.拱上布置的混凝土輸送泵管通道、人行通道和工作平臺要安全、牢固，并要掛設(shè)安全網(wǎng)。5.施工中，各個(gè)工作面要保持通信通暢，統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮。6.加強(qiáng)施工控制，保證拱肋承載骨架的安全。

環(huán)保措施環(huán)保措施《千斤頂斜拉扣掛連續(xù)澆注拱肋混凝土施工工法》的環(huán)保措施如下：1.嚴(yán)格貫徹執(zhí)行“三標(biāo)一體化”管理體系，遵照《建設(shè)工程施工現(xiàn)場管理規(guī)定》有關(guān)規(guī)定。2.制定施工期間環(huán)境保護(hù)措施，做到統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布置、綜合治理、化害為利。3.生產(chǎn)生活垃圾、廢水集中處理。4.采取有力措施防止施工中的燃料、油、混凝土、污水、廢料和垃圾等有害物質(zhì)對植被、河流的污染，防治噪聲對環(huán)境的污染。

效益分析效益分析1.技術(shù)效益采用《千斤頂斜拉扣掛連續(xù)澆注拱肋混凝土施工工法》，成功地解決了大跨徑鋼骨架鋼筋混凝土拱橋拱肋混凝土連續(xù)澆筑施工的技術(shù)難題，確保了施工安全，提高了工效，降低了費(fèi)用，增加了效益，且此工法還可以應(yīng)用到大跨徑鋼管混凝土拱橋管內(nèi)混凝土的灌注施工中，提高鋼管混凝土拱橋的施工質(zhì)量。

2.經(jīng)濟(jì)效益《千斤頂斜拉扣掛連續(xù)澆注拱肋混凝土施工工法》施工方便，縮短工期，節(jié)約人工可有效降低工程造價(jià)，具有經(jīng)濟(jì)效益，僅在廣西邕寧邕江大橋的施工中應(yīng)用就節(jié)約工期5個(gè)月，節(jié)省費(fèi)用298萬元。在鋼管混凝土拱橋中應(yīng)用也取得了較好的效益。

3.社會效益《千斤頂斜拉扣掛連續(xù)澆注拱肋混凝土施工工法》不但解決了SRC拱橋勁性骨架外包混凝土施工周期長、加載點(diǎn)多面廣、工藝復(fù)雜的難題，而且解決了大跨度鋼管混凝土拱橋拱肋鋼管內(nèi)填芯混凝土加載時(shí)標(biāo)高反復(fù)變化的難題，促進(jìn)了這兩種橋型向更大跨度發(fā)展。應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例《千斤頂斜拉扣掛連續(xù)澆注拱肋混凝土施工工法》的應(yīng)用實(shí)例如下：1.廣西邕寧邕江大橋廣西邕寧邕江大橋?yàn)橹骺?12米的中承式鋼管混凝土勁性骨架鋼筋混凝土拱橋，全長460米，橋面寬16.5米，設(shè)計(jì)荷載：汽一超20，掛一120。由武警交通指揮部工程設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)，廣西公路橋梁工程總公司第二工程處施工，建設(shè)工期：1993年1月～1996年9月。該橋拱肋骨架外包混凝土采用《千斤頂斜拉扣掛連續(xù)澆注拱肋混凝土施工工法》，半跨采用了3組扣索，最大索力分別為400、1100、1150千牛。外包鋼筋混凝土在斷面上分4層，沿拱軸線方向則根據(jù)拱肋安全和現(xiàn)場需要，共分10次完成混凝土澆筑（澆筑順序見圖9），其中底板混凝土的澆筑只用了40小時(shí)，如用多工作面均衡澆筑法最少需30天。

圖9邕寧邕江大橋外包混凝土澆筑順序2.廣西三岸邕江大橋廣西三岸邕江大橋?yàn)橹骺?70米中承式鋼管桁架混凝土架拱橋，全長352米，橋?qū)?2.8米，6個(gè)車道，設(shè)計(jì)荷載：汽一超20，掛一120，為當(dāng)時(shí)世界最大跨徑的中承式鋼管混凝土拱橋，由廣西交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)、廣西公路橋梁工程總公司第二工程