广福大桥拱圈混凝土现浇钢拱架施工方案

青川广福沟桥

拱圈混凝土现浇钢拱架施工方案

1、工程概况

新建青川广福沟桥位于广元市青川县沙溪镇，横跨白龙江一级支流广福沟。一岸连接幸福村，一岸连接G212线国道全桥位于直线上。

广福沟桥全长150m，江面宽约100m，属于宝珠寺水库上游库区段支流新建桥梁工程。两岸两岸地形高陡，桥址区坡面基岩裸露，库水淘刷、浪袭现象明显，地形坡度约45～65度，坡高约70米。处于宝珠寺水库常年俺没范围。微风化变质石英砂岩平均单轴饱和抗压强度80MPa，容许承载力4000KPa；微风化含碳质绢云板岩平均单轴饱和抗压强度40MPa，容许承载力1500KPa。桥址区域地面高程2586～2975m。

主要技术标准：

公路等级：四级公路；

设计车速：20Km/h；

设计荷载：汽车为公路二级，人群3.5KN/㎡

桥梁宽度：净—6(两车道行车道)+2×0.75m(人行道)+2×0.3m栏杆，总宽8.1m；

设计洪水频率：1/100；

引道路基宽度6.5m,

地震：设计地震动水平峰值加速度为0.15g，抗震设防基本烈度：7度。

桥型采用上承式钢筋混凝土悬链线箱形无铰拱，主孔跨径L=100m；矢跨比1/5.5；拱轴系数m=1.896。主拱立面平置，两岸各为2*9.8米的预应力简支空心板引桥，拱上结构为立柱、盖梁、跨度9.8m的预应力钢筋混凝土简支空心板梁。下部采用双柱式桥墩、桩基础，单排双柱式桥台。

主拱圈采用钢拱架现浇箱型截面。在拱脚部位设置纵向长3m的实体拱托，拱托以后设置1.913m的实体段和1m的漏斗型渐变段，然后为一般横断面，一般横断面由一箱四室断面，中室宽1.25m，边箱宽1.25m，全宽6.7m；箱高1.8m，拱箱顶、底板厚0.18m，腹板厚0.25m，腹板与顶、底板相交处设置0.15m×0.15m倒角，腹

板与隔板相交处设置0.15m×0.15m倒角，隔板与底板相交处设置0.15m×0.15m倒角，隔板与顶板相交处设置0.15m×0.15m倒角。主拱圈及拱托为C40、C45混凝土。经项目部组织技术人员多次讨论，本着节约成本、充分利用现有资源、安全可行的原则，我部拟利用专利钢拱架作为施工钢拱架，并参考以前一些大跨现浇拱桥施工的成功经验及相关技术规范，拱圈拟采用分三环、分段进行浇筑。

本方案仅为技术性方案，对于施工机构、人员安排、工期计划、质保安全体系等方面，本方案未及。

2、钢拱架方案布置

2.1、总体构思

(1)、为降低成本，充分利用钢拱架构件，减少改制和加工件数量，将拱架设计成折线段，通过改变横向垫木的高度来形成拱盔，在折点位置的拱架上弦设置短连杆。

(2)、拱架设计2m桁高(销孔中心高度)，横向桁架片数根据需要通过计算确定；横向连接采用标准套筒螺栓及联结系槽钢进行连接。

(3)、拱脚设置铰支座，铰支座利用砂筒上设置型钢分配梁支承，以方便卸架。

(4)、在拱顶设铰，以减小因销孔间隙及垫木、砂筒压缩等非弹性变形产生的拱架附加内力，在拱架合拢并松索完成后，再连接拱顶上下弦，形成两铰拱来支撑拱圈浇筑时的荷载；同时在拱顶铰部位设置钢箱活塞，以便于合拢时拱架标高调整和刹尖。

2.2、预拱度的设置

(1)、弹性挠度

拱肋施工期间的弹性挠度由拱架的自重挠度＋浇筑一环时拱架挠度＋浇筑二环时拱架挠度＋浇筑三环时拱架挠度+拆架后拱肋挠度组成，参考计算资料，总的弹性＝2cm。

挠度取δ

1

(2)、拱架销孔间隙产生的非弹性挠度

全桥拱架按28个销接接头计，每个接头非弹性变形(销孔间隙)0.75mm，则全桥

ds＝28×0.75＝21mm；近似按悬链线弧长与失高的变化关系求得：拱架销孔间隙产

生的非弹性挠度δ

2

＝3.5cm。

(3)、垫木、砂筒压缩值

按以往的经验，垫木压缩值取2cm，砂筒压缩值取1.5cm，则δ

3

＝1.5cm。

(4)、由设计部门提供的因恒载、温度变化、混凝土收缩徐变及拱座水平位移产生的挠度δu＝8cm。

综合以上因数，取钢拱架总的预拱度值δ＝δ

1＋δ

２

＋δ

３

＋δu＝15cm。

拱架含上述预拱值的各主要节点坐标见附图01中的《拱架各主要节点坐标表》。

2.3、拱架的具体布置祥见附图01

广福沟桥拱圈混凝土现浇钢拱架系利用专利钢拱架的基本三角①及部分特殊加工配件件拼制而成。在设计中，为降低成本，充分利用原有构件，减少改制和加工件数量，将拱架设计成的折线段，通过改变横向垫木的高度来形成拱盔。因而除拱脚和拱顶特殊节段及其它少量新加工件外，拱架的绝大部分利用专利钢拱架标准构件。拱架每一折线段长度按尽量小的原则布置，以使拱架上下弦受力更为均匀，使拱盔垫木高度相对较小，以节约施工用木材，同时应满足上弦折点处连杆可连接的最小长度需要。因而拱架每一折线段按2～3片基本三角布置。拱盔横木最小高度9cm，最大高度67cm，各横木具体高度见附图01中的《拱盔各横向垫木高度表》。

根据受力和施工要求，拱架横向按8片钢拱架桁片布置，每片宽52cm，片与片间净距48cm，拱架横向总宽度7.52m，桁架上下弦销孔中心高度2m。片与片之间在上下弦(2[16槽钢)位置通过标准套筒螺栓(M22螺栓)进行连接；在上下弦连接钢销两侧及上下两基本三角对接钢销两侧的斜腹杆(2[8槽钢)位置，利用联接系槽钢([10槽钢)和U型螺栓进行连接来增强拱架的整体性。具体连接部位见附图01及《钢拱架使用说明手册》

(1)、基本三角①的结构形式

见图(2)示，单片基本三角①长4m(按销孔中心计算)，高2m，宽0.52m，单片重525kg。主弦杆为2[16槽钢，斜腹杆为2[8槽钢，内腹杆为2∟50×5角钢；所