钢管拱桥施工方案

3.7钢管拱施工方案

3.7.1工程简述

主桥上部构造采用三跨连续梁拱组合体系，桥梁总长99m。中跨为下承式钢管混凝土拱桥，拱梁固接，跨径55m；加劲梁为三跨变截面预应力混凝土连续型结构，桥跨布置为22+55+22m。

（1）拱肋

主拱由两片拱肋组成，横向间距为8.9m。拱脚顺桥向间距为55m,矢高11m,矢跨比1/5,设计拱轴线采用二次抛物线。拱肋每隔6m设置一道腹腔工字钢，单拱共设9道，全桥共18道。拱肋采用由两根φ600×12mm的圆钢管混凝土组成的竖向哑铃形断面，管内浇泵送充填C50混凝土，两管之间用钢腹板和加劲构造联接形成整体。两片拱肋之间设置三根一字式横撑，横撑由两根φ400×10mm的圆钢管和钢腹板组成。主钢管内的混凝土采用能补偿收缩值的微膨胀混凝土，同时应设法降低混凝土的水化热。

（2）吊杆

全桥吊索共8对16根，吊杆间距6m。吊杆采用55φ7的高强度镀锌钢丝成品索，标准强度为1570MPa，双层PE保护层，两端配置相应的冷铸镦头锚，上端为固定端锚固于拱肋上钢管，下端为张拉端锚固于横梁。锚头要防护严密，并可拆卸更换。吊杆及锚具应符合上海浦江缆索有限公司企业标准《挤包护层扭绞型拉索》（Q/IMAA01-2000）。为保护吊索，除采用PE保护层外，在桥面以上2.5m高度内设不锈钢管，在与主梁结合处设防水罩，上下锚头采用防腐油脂处理，并设置减震器，在索管内注入发泡材料。

（3）加劲主梁及横梁

主梁为三跨变截面预应力混凝土连续箱梁，跨径布置为22+55+22m横断面为单箱双室断面，桥面宽度由边跨的9.4m以直线形式渐变到中跨的11.3m，箱梁梁高160cm，顶板厚为25cm，底板厚度为22cm，边腹板厚度为90cm，中腹板厚度为60cm，拱脚处横梁和吊杆处的横梁均为预应力钢筋混凝土结构，拱脚下横梁厚度为2m，吊杆下横梁厚度为0.6m，端横梁为普通钢筋混凝土。

（4）所有钢构件均采用Q345D钢材。

3.6.1现浇连续梁支架施工方案

WDJ碗扣支架立杆采用LG300、LG240、LG180、LG120、LG90五种型号；横杆采用HG120、HG90、HG60三种型号。碗扣式满堂支架，支架立杆横向间距为90cm，纵向间距为90cm，上下层步距按60cm，施工中通过设在杆件上下的可调底座、上托来调节所需要的高度。碗扣支架沿桥梁纵向每3.0～5.0m设一道剪刀撑。

三个区段跨越荣光路、吉林大路、东平路、公平路、经纬南路、自由大路等6条交通线，跨路地段采用在碗扣架上（该处碗扣架加密至60×60cm）架设32a工字钢的方法预留车道，以保证交通通行。其中吉林大路和自由大路处采用预留4车道，其余4条大路采用预留2

车道。

3.6.1.1碗扣式支架预拱度计算与设置

支架搭设完成，在现浇混凝土箱梁施工前，对支架进行相当于1.2倍箱梁自重的荷载预压，检验支架的承载能力，减少和消除支架体系的非弹性变形及地基的沉降。支架压重材料采用相应重量的砂袋，并按箱梁结构形式合理布置砂袋数量，待消除支架非弹性变形量及压缩稳定后测出弹性变形量，即完成支架压重施工。撤除压重砂袋后，设置支架施工预留拱度，调整支架底模高程，并开始箱梁施工。

（1）支架压重情况分析

a本桥支架基础不用处理直接利用原有路面，根据以往的施工经验和参考地基承载参数，取支架下基座沉降值为0mm。

b碗扣式支架为使用较成熟的支架形式，其压缩及挠度值（弹性变形）依经验取5mm。

c非弹性变形主要表现在底模木楔块上，因木楔及方木间接触面少，其变形值较小，可通过经验公式推算和一次压重情况确定。以标准跨计算，取其非弹性变形为5mm。

d在预压施工结束后，应调整支架上部顶托，使模板安装位置符合设计。

（2）预拱度设置：综合考虑各方面因素，合理设置预拱度。

a现浇混凝土箱梁支架预拱度理论计算与设置

（3）碗扣式支架布置形式与验算

支架材料选用和质量要求

a本工程支架为现浇混凝土连续箱梁承重用，选用碗扣式支架。其中部分现浇混凝土箱梁底模及侧模采用2.44×1.22m竹胶板并以6×9cm木方背肋，外部采用型钢桁架支撑(间距0.9m)，部分侧模采用定型钢模，施工荷载通过桁架作用在碗扣式支架上。

b支架杆件规格为φ50×3.5mm，为定型产品，且有产品合格证。杆件的连接楔口和端部切口应平整，禁止使用有明显变形、裂纹和严重锈蚀的杆件。

c按现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）的规定选用连接楔口与杆件管径相配套的锻铸件，严禁使用不合格的杆件。

3.6.1.2支架基础处理

碗扣式支架搭设前，要对支架基础进行处理。经现场调查，东新路站至海关站区间均为高架桥位于临河街，均为沥青混凝土原地面，不需处理即可满足支架地基强度要求。对于墩台基坑附近开挖过的地面，采取山皮石分层回填分层压实予以加固，其上做30cm水泥稳定砂砾。

现浇混凝土箱梁支架布置形式

（1）本工程现浇混凝土箱梁支架采用满堂式支架，支架布置形式如图3.6-1和3.6-2所示：本工程跨大路口段支架搭设需预留车道,根据工程实际情况,采用在碗扣架上架设工字钢的方法预留车道,确保道路的通行。如图3.6-3所示：

支架布置形式示意图3.6-1

支架布置形式示意图3.6-2

图3.6-3 跨大路路口支架示意图

3.6.1.3支架验算

（1）非墩台盖梁碗扣式支架杆件验算

根据建筑施工安全技术规范，模板支架主要验算立杆稳定性。非墩台盖梁处（标准断面）碗扣式支架步距（立杆）采用60cm，纵距、横距采用90cm。

①支架荷载计算

a梁体钢筋混凝土自重取：25×8.21/9.8=20.94KN/m2（根据设计图纸计算侧模也承担了一部分荷载）

单位面积自重加安全系数：20.94KN/m2×1.2=25.13KN/m2

b模板及方子自重取：0.9KN/m2×1.2=1.08KN/m2（根据模板结构形式计算）

c支架自重取：0.057×9=0.57KN×1.2=0.684KN

d施工人员、机具重量及内箱取：2KN/m2×1.4=2.8KN/m2（（根据施工实际情况确定）e倾倒混凝土产生冲击荷载取：2KN/m2×1.4=2.8KN/m2

f混凝土灌注振捣取：2KN/m2×1.4=2.8KN/m2

g纵横梁方木容重取：r=6KN/m3

上述中1.2和1.4为荷载分项系数

所以总荷载为：25.13+1.08+2.8+2.8+2.8=34.61KN/m2

②支架立杆受力计算

支架自重直接作用于立杆轴线，支架上托是4m的15cm×15cm方木由此按三跨等跨连续梁计算，均布荷载q=34.61×0.9=31.15KN/m。

碗扣式构件设计荷载，横杆步距为0.6m时，每根立杆荷载40KN

杆件（钢管）截面特性

外直径φ50mm，壁厚3.5mm，截面积A=5.11cm2，惯性矩I=13.90cm4，回转半径r=1.65cm。

立杆自由计算长度

L=步距+2a=60cm+2×30cm=120cm

a---模板支架立杆伸出顶层水平杆中心线至模板支撑点长度取30cm

立杆稳定性计算

长细比λ=L/i=120cm/1.65cm=72.73查表的知折减系数φ=0.773

N/φA=（31.15×103）/（0.773×5.11×10-4）=78.86MPa

查《路桥施工手册》表8-8得知

单根钢材容许应力为165 MPa

结论：立杆稳定性满足结构要求。因支架直接座落在原沥青路面上，故地基承载力定能满足要求。

墩台横梁处碗扣式支架验算

根据建筑施工安全技术规范，模板支架主要验算立杆稳定性。非墩台盖梁处（标准断面）