大跨度拱箱施工工艺资料

＊＊大桥，两端桥头与南北两侧的道路衔接。

大桥全长 297.02m (20m 空心板+3×64m 上承式箱型肋式拱桥+4×20m 空心板) ,桥面全宽 30m.
根据原桥设计方案，主桥上部①~④采用净跨 60 m 的钢筋混凝土上承式箱型肋式拱, 横桥共设 4 道箱肋 (每幅桥 2 道)，每道箱肋由两片预制箱通过现浇底板湿接缝形成整体. 主桥箱型肋式拱采用工厂分段预制，缆索安装拱肋，桥墩处对称施工，合拢后形成多孔拱肋，然后进行现浇接缝及肋间横系梁、拱上建造、桥面板的施工。

施工工艺复杂，施工精度及施工控制要求较高。

特别是主桥拱箱在缆索吊装期间,缆索最大吊装分量为 35。

6T，吊装风险较大，在每跨同时落梁期间，存在整垮垮塌的危（wei）险。

经咨询得知，加工一台跨度 200 米、吊重 40T，并能横向挪移 30 米的缆索吊机，需要 1500 万元，并且从定货到交货需要 8 个多月的时间，施工工期难以满足要求.为降低施工安全风险，在合同工期内完成工程施工任务,迫切需要对现有拱肋施工工艺进行改进。

我项目部自从承揽该桥施工任务后，多次对该施工方案进行调研,结合现场的实际情况，认为原方案工艺复杂,施工精度及施工控制较高，主桥缆索施工期间，施工风险很大, 存在严重的不安全隐患。

由于此方案存在多种不利因素,一致认为将设计方案由预制安装修改为满堂支架现浇法施工,河道中间施工改到非汛期施工。

满堂支架搭设简单,架立快捷迅速，易于调整,拱箱整体性好，对结构有利，而且便于施工，施工时不需要大型机械，成本可以大大降低.
1、施工方法简介
北岸①~②跨、南岸③~④跨，通过进占,变水上施工为陆地施工，这两孔陆地施工条件相对较好。

②~③跨，由于在主河道，现在 2 号桥墩处进行导流,然后回填河道，表面进行三七灰土处理。

拱箱施工时，先将桥位地基处理后，表面浇注 10cm 混凝土，在软基部位增加钢筋网片，待混凝土强度达到设计强度后,采用碗扣式满堂脚手架单幅逐跨现浇施工工艺进行施工，施工时，外侧模采用竹胶板(按跨长配置二套模板) ,内模采用胶合板(按跨长配置二套模板)，底模采用木模板(按三跨长度配置)。

施工工艺流程如下：
2、施工工艺流程
河道导流
回填，灰土处理
垫层混凝土浇注
做侧摸，内摸
搭满堂脚手架
安装方木铺底摸
支架预压
绑底板钢筋
立侧摸
监理质监站验收浇底板混凝土
绑腹板钢筋
立内模
监理质监站验收浇腹板混凝土
立顶板底摸
绑顶板钢筋
监理质监站验收浇顶板混凝土
养护，拆架子
1、河道导流
澧河大桥所处的位置，河面宽度约 80 米，经我们通过当地水文局的水文资料得知，近 20 年来，澧河水在 11 月份到来年 5 月底最大流量为 19m3/s，根据水文资料，我们采用断面为 22 平米的导流明渠进行导流，然后封死河面，垫平，碾压，修筑支架平台。

经过现场勘察，决定利用 2 号承台，在承台两侧各做 40 公分宽， 4 米高的砼墙，内配置钢筋网片,做成导流明渠，导流断面为 22 平米，满足需要。

其导流断面见下图.
2、地基处理
先用推土机将表层耕质土、有机土推平并压实；承台基坑清淤后采用分层回填亚粘土并整平压实.原有地基整平压实后，再在其上填筑大约 30cm 的黄土,并选择最佳含水量时用振动压路机进行辗压,辗压次数不少于 3 遍，如果发现弹簧土须及时清除，并回填合格的砂类土或者石料进行整平压实,然后在处理好的黄土层上浇注 10cm 混凝土,浇注混凝土比箱宽每边宽出 1 米。

为尽量减少地基变形的影响，在承台基坑回填好的地基上做30cm 三七灰土。

为避免处理好地基受水浸泡，在两侧开挖40×30cm 的排水沟，排水沟分段开挖形成坡度，低点开挖集水坑。

在拱角处小于1m 高的下部份层用土方夯实，并用砖进行外断面封口。

土方上面同样浇筑10cm 厚的混凝土垫层。

3、支架安装
本支架采用“碗扣件”式满堂脚手架，其结构形式如下：纵向立杆间距为 90cm，横向立杆间距除拱箱底板所对应的位置处间距按 60cm 布置外,其余按 90cm 摆布间距布置 (可详见《澧河大桥拱板满堂支架布置图》) ,在高度方向每间隔 0。

9m 设置一排纵、横向联接脚手钢管，使所有立杆联成整体,为确保支架的整体稳定性，在每三排横向立杆和每三排纵向立杆各设置一道剪刀撑。

在地基处理好后,按照施工图纸进行放线，纵桥向铺设好垫木，便可进行支架搭设。

支架搭设好后,测量放出几个高程控制点，然后带线，在立杆上口安装可调顶托，可调顶托是用来调整支架高度和拆除模板用的，本支架使用的可调顶托可调范围为 20cm 摆布.
脚手管安装好后，在可调顶托上铺设 12＊9cm 纵向方木，拱箱底模板下方的 10＊6cm 方木横向布置，长 4m，间距为 0。

4m；木枋布置好后进行拱箱底 2cm 竹胶模板安装，进行支架预压。

4、支架受力验算
(1)、支撑强度验算：
腹板处受力：P=P1+P2+P3+P4
底模腹板处荷载：P1=1。

4x2。

6=36.4KN/m2 (按1。

4m 混凝土厚度计划,钢筋混凝土的单位重为2 。

6)
模板荷载：P2=200kg/m2=2KN/m2
设备及人工荷载:P3=250kg/m2=2 。

5KN/m2
混凝土浇筑冲击及振捣荷载：P4=200kg/m2=2KN/m2
则有P=P1+P2+P3+P4=42 。

9 KN/m2
(2)、立杆强度验算：
大横杆布局1.2m，长细比为x=l/i=1200/15 。

78=76 查表可得Φ=0.744
则有：立杆纵向压力容许值[N]= ΦA [б ]=0。

744x489x215=78.22KN(486 为立杆的截面积)
立杆的最大压力值 Nmax=PxA=42。

9x0.6x0.9=23。

12KN
可见[N]＞N,抗压强度满足要求.
另由压杆弹性变型公式得： (按 10m 计算)
△L=NL/EA=23.12x103x10x103/2。

1x105x4。

89x102=2.25mm.
压缩变型很小.
单幅箱梁每跨混凝土 326.4m3 ，自重约 849T,按上述间距布置底座，则每跨拱箱下共有 964 根立杆，可承受 1802T 的分量。

故每根杆可承受 18。

7KN,比值为 1802/849=2。

12，彻底满足施工要求.
(3)、纵杆 12x9 方木验算:
底模下脚手架立杆的纵向间距为 0.9m,横向间距为 0.6m.按简支梁受力考虑：
腹板处的受力为 P=42.9KN/m2
慷慨的计算截面反抗矩： W=bh2/6=9x122/6=216cm3
由梁正应力计算公式得
б=QL/10w=42。

9x0.6x103x0。

92/10x216x106=9.65MPa＜[ б] =10MPa,强度满足要求。

由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：
T=3Q/2A=3x42。

9x0.6x103x(0。

9/2) /2x9x12x10-4=1.61MPa＜[T]=2MPa(参考普通木质)
由矩形梁挠度计算公式得：
E=0.1x105MPa I=bh3/12=9x123/12=12964cm3
Fmax=5ql4/384EI=5x42.9x0 。

6x106x0 。

94/384x1296x10—8x1 。

0x1010=1 。

7mm
＜[F]=2.25mm ([F] =L/400)
刚度满足要求.
(4)、横杆10x6 方木验算：
小横杆的间距为0 。

3m，故在底板下受力为Q=42 。

9x0 。

3=12 。

87t/m。

而大横杆为每米Q=42.9x0 。

6=25.74T/m。

故小横杆受力安全。

腹板处的是受力为P=42 。

9KN/m2。

小方的计算截面反抗矩：
W=bh2/6=6x102/6=100cm2
б=ql2/10w=42。

9x0.3x103x0.62/10x100x10—6=4。

63MPa＜[ б] =10MP a
强度满足要求。

T=3Q/2A=3x42.9x0。

3x103x(0。

6/2) /2x6x10x10—4=0.965MPa＜[T] =2NPa(参考普通木质)
E=0。

1x105MPa I=bh3/12=6x103/12=500 cm3
Fmax=5ql4/384EI=5x42.9x0.3x106x0 。

64/384x500x10—8x1x1010=0.434mm
＜[F] =1。

5mm [F] =l/400
刚度满足要求。

以上计算公式的符号代表为:
Бmax—计算截面最大弯曲正应力
L—立杆间距
Q—作用在小横杆上的均布荷载
P—作用在小横杆上的集中荷载
W—小横杆计算截面反抗距
EI—小横杆的抗弯刚度
Fmax—小横杆计算最大挠度值
[F]—容许挠度
[б] —钢材强度极限值
N—计算轴向力
E—立杆的弹性模量
5、支架预压
安装模板前,要对支架进行压预.支架预压的目的：a、检查支架的安全性，确保施工安全。

b、消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响,有利于桥面线形控制.
预压荷载为拱箱单位面积最大分量的1.2 倍。

本方案采用沙袋堆砌分段预压法进行预压.为了解支架沉降情况，在加水预压之前测出各测量控制点标高，测量控制点按顺桥向每5 米布置一排，每排3 个点.在加载50％和100％后均要复测各控制点标高，加载100% 预压荷载并持荷24 小时后要再次复测各控制点标高，如果加载100％后所测数据与持荷24 小时后所测数据变化很小时，表明地基及支架已基本沉降到位，可进行卸载,否则还须持荷进行预压，直到地基及支架沉降到位。

卸载完成后，要再次复测各控制点标高, 以便得出支架和地基的弹性变形量 (等于卸载后标高减去持荷后所测标高)，用总沉降量(即支架持荷后稳定沉降量)减去弹性变形量为支架和地基的非弹性变形(即塑性变形)量。

预压完成后要根据预压成果通过可调顶托调整支架的标高.
经过预压测量，得出支架预压后总沉降量在4~10mm 之间,最大非弹性变形量为8mm，平均非弹性变形量为5mm 摆布。

6、模板安装
为保证现浇拱箱的外观质量光洁度、表面平整度和线形，加快施工进度，拱箱模板采用竹胶板。

拱箱底模加工时可根据拱箱线形曲线及宽度将模板分段(按顺桥向每 2 。

44m 为一段考虑)制作，将每一段视为直线段，即分段用折线代替圆曲线，从而提高了模板的使用效率。

在安装底板时,在慷慨和小方之间根据不同的角度，采用大头嵌栈调整。

底板接缝处，用胶带密封，侧板采用1 。

8cm 厚的竹胶板。

采用对拉螺栓加支撑进行固定拱箱内模采用2cm 胶合板,木枋横向布置,木枋布置间距为40cm 摆布。

为施工方便，内模分块加工成几种型号，并确保同一类型号的模板能够互用；加工时，将面板和木枋通过铁钉加工成整体,为便于内模从拱箱内取出。

内模支撑采用方木做排架，立柱支撑在底板砼顶面上,方楞顺桥向按0。

9 米设置一排，每排6 根，且每排均需设置剪刀撑和纵、横水平撑, 以增加支架的整体稳定性，防止内模胀模。

浇注砼之后，等强度达到设计强度的30%后方可进行拆除内模。

7、钢筋施工
底模立好后，进行拱箱钢筋绑扎.钢筋安装前进行测量放线，按设计尺寸用墨斗在底模板上弹出混凝土边线，钢筋进场后试验员对钢筋作全面试验检查，严把质量关。

两钢筋搭接端部应预先折向一侧，使两接合钢筋轴线一致。

焊接长度不小于设计和施工规范要求.
钢筋在加工场加工完成后，分批运至施工现场，按型号进行绑扎焊接成型。

先绑扎底层钢筋,接头尽量在钢筋场焊接.钢筋位置进行检验，合格后安装侧边模板，进行拱箱底层
混凝土浇筑。

拱箱间横系梁钢筋及隔板钢筋与箱肋钢筋同时绑扎,混凝土同时浇筑。

8、混凝土施工
混凝土拌制在漯河西北郊区的金海岸混凝土拌和站集中拌制，由8m3 混凝土搅拌运输车运输至现场，采用两台吊车吊装吊罐浇筑。

浇筑时采用五点同时浇筑：即从拱顶往下摆布对称浇筑;在两边1/4 跨处从下往上摆布对称浇筑；在两拱脚处从下往上摆布对称浇筑。

振捣时振动器挪移间距不超过作用半径的1.5 倍，与侧模应保持50~l00mm 的距离，每一处振动完毕后应边振动边徐徐提出振动棒，应避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。

浇筑过程中按规定制取混凝土标准试件，作为质量评定依据.
底板浇筑完成待初凝后，立拱箱内模板,然后按上面同样工序浇筑腹板混凝土。

腹板浇筑完成后，立内顶模板，然后绑扎顶板钢筋,预埋立柱钢筋，按 5 点同时浇筑顶层混凝土.混凝土浇筑温度控制在5 度-15 度之间施工。

砼浇筑时在拱箱1/4 点向下1m 范围内设置合拢段,预防拱架在受载后沉降变形对拱箱构件造成影响。

合拢段处挡板应在拱箱砼强度不小于90％后方可拆除。

在拱箱砼顶板施工完成后，最好进行合拢段砼施工。

先浇筑底板砼,对施工缝凿毛后立模板，再进行腹板及顶板砼施工。

三个预留人孔最后用高一标号的混凝土浇筑。

钢筋焊接满足设计要求。

每幅桥每孔施工完成后,不能拆除脚手架，继续施工另一孔拱箱，最后施工中间拱箱。

整个一幅拱的全部混凝土达到设计强度的90％时后，才干拆除每孔的脚手架，移到另一幅施工.
箱拱拱肋施工工艺由预制安装改为满堂支架现浇施工后,具有以下特点：
在漯河市澧河大桥箱拱拱肋由预制安装改为满堂支架现浇工艺后，施工过程安全可靠，未浮现任何事故;降低了材料用量,避免大型安装设备投入，大幅节约施工成本，确保了工程的顺利按期完成,取得了良好的经济效益和社会效益.
由下两种方案实施效果对照表可以看出 ,箱拱拱肋预制安装改为满堂支架现浇施工后，不仅很好的解决了工程中遇到的实际难题,确保了工程质量和安全,而且明显降低了工程成本,增加工程施工效益.
预制安装法
单价
5817 元/t
440 元/m3
300 元/m3
5817 元/t
9409 元/t
680 元/t
8000 元20000 元/个
73 元/m3 400000 元
满堂支架现浇法
单价
5817 元/t
440 元/m3
1733029 元100000 元714016 元75000 元
项目
箱肋钢筋
箱肋砼
吊索基础砼吊索基础钢筋吊索钢绞线
索塔租赁吊索钢丝绳
预制台座预制拱肋运输满堂支架租赁支架预压
模板
施工导流
合计(元)
4923509
834460
540000
1454250
192887
580720
1640800
120000
112814
400000
10799438
3254961
合计
(元)
4022456
899976
1733029
100000
714016
75000
7544477
工程量
691。

5
2045.4
1
1
1
1
元
工程量
846。

4
1896.5
1800
250
20.5
854
205.1
6
1545.4
1
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
11
12
13
14 单位
t
3
3 t t t t 个t m m。