上承式50m钢筋混凝土拱桥施工工法

上承式50m钢筋混凝土拱桥施工工法

1．前言

随着我国城市桥梁建设的发展，桥梁的结构和形式在不断进步，拱桥在市政工程中应用越来越多，中等跨度的拱桥已成为桥梁建设的一个重要发展方向。我局承担的贵阳市金阳新区的观山东路特大桥，引桥50m钢筋混凝土拱桥采用现浇法施工，在贵阳市市政设计研究院、贵州省桥梁设计研究院的配合下，对传统的支架方法加以改进和提高，形成了门架支架，预压调拱，曲线控制，分段不分环，对称多点浇筑的施工方法。既提高了工效，又保证了工程质量。此成果已完成，经总结形成本工法。

2．工法特点

利用门架分段不分环施工预应力连续拱桥的突出特点在于：

（1）门架轻盈简单，易于施工，支立快，易于调整；

（2）不用大型设备，施工成本低；

（3）浇筑前进行预压，积累原始数据，保证安全，采用等效预压减小劳动强度；

（4）用竹木组合模板分节吊装支立，浇筑后的肋拱曲线优美；

（5）分段不分环，减少混凝土早期收缩和接茬，保证混凝土的内在质量和外在美观。

（6）对称多点泵送浇筑混凝土，保证支架安全和提高混凝土浇筑速度。

3．适用范围

（1）本工法适用于铁路、公路、市政等工程各种现浇拱桥；

（2）具有现浇条件，且有可进行门架支立场地，如果桥下为既有行车线路或有房屋不能用此工法，如果是河流经过改造可参照本工法施工。

4．工艺原理

50米上承式肋拱上部结构施工主要分为四部分：拱肋、拱上立柱、纵梁及桥面板梁。其主要技术难点在拱肋施工：

拱肋采用多功能门架搭设满堂支架施工，根据支架的稳定性和安全性检算，确定搭设间距。底模和侧模为双层方木加竹木胶合板制做成大块木模板，然后拼装而成。浇筑前采用预压和等效预压进行调拱，混凝土浇筑采用2台混凝土输送泵进行泵送浇筑混凝土，分段不分环对称进行浇筑混凝土。

5．工艺流程与操作要点

5．1工艺流程（见图1）

5．2操作要点

本工法施工拱肋要点在于地基处理，支架的布置及施工，支架预压，绑扎钢筋及支立侧模，浇筑混凝土。

5．2．1地基处理

在搭设支架前，需对地基进行平整处理，对于原地面为鱼塘处，采用清除淤泥，换填30cm 厚片石，然后再在其上铺20cm厚土夹碎石，并用压路机和打夯机将每层夯压密实，其它地面采用原地面夯实后，在其上铺20cm厚土夹碎石，并用压路机或打夯机夯压密实。在清除淤泥及处理原地面时，均将地面沿道路中线做成2%的人字坡，并在支架两侧50cm外各挖一条排水

沟，以防雨水下渗，造成地基下沉。

图1工艺流程图

5．2．2支架的布置及施工

满堂支架设计按照<<公路桥涵施工技术规范>>JTJ041-2000第九章第二节：模板、拱架和支架的设计进行，其中荷载计算按照<<公路桥涵施工技术规范>>JTJ041-2000附录D：普通模板荷载计算参考资料进行。

5．2．2．1荷载计算及荷载组合：

上承式拱桥的混凝土施工主要集中在拱肋施工和桥面板施工两部分，以下分别对拱肋施工和桥面板施工时的荷载进行计算比较：

a．拱肋及横肋施工时产生的荷载：（单肋部分）

（1）模板和支架自重：600KN

（2）新浇钢筋混凝土自重：2114.84KN

（3）施工人员和施工料/具等行走运输或堆放的荷载：50KN

（4）振捣混凝土时产生的荷载：145.6KN

（5）其他防雨、养生产生的荷载，风、雪等荷载：30KN

计算强度荷载组合：(1)+(2)+(3)+(4)+(5)=2940.44(KN)

验算刚度荷载组合：(1)+(2)+(5)=2744.8(KN)，由于拱肋自重主要集中在模板下的三根立柱上，故可只验算此三根：2940.44/(81×3)=12.1(KN/根)

b．桥面板施工时产生的荷载：（单跨部分）

(1) 模板和支架自重：2014.1KN

(2) 新浇钢筋混凝土自重：9339.4KN

(3) 施工人员和施工料/具等行走运输或堆放的荷载：150KN

(4) 振捣混凝土时产生的荷载：566.5KN

(5) 其他防雨、养生产生的荷载，风、雪等荷载：90KN

计算强度荷载组合：(1)+(2)+(3)+(4)+(5)=12160(KN)

验算刚度荷载组合：(1)+(2)+(5)=11443.5(KN)

桥面板自重主要集中在桥面板11m部分，其边缘部分受力较弱，故可将荷载均载于桥面板下11m部分：12160/(81×13)=11.5(KN/根) <12.1(KN/根)。

由于拱肋作用力比桥面板集中，其安全系数比桥面板施工的要小，故直接验算单拱肋施工时支架荷载即可。因此，在验算轴向力时，取大值12.1KN/根。

C．立柱稳定性与轴向力检算：

长细比：λ=h / i i = √I / A

其中h为步距，取1.2m，钢管外径48mm，内径41mm。

所以i=√I / A =15.78mm

λ=1200/15.78=76.05<[λ]=150

稳定安全系数：1.972，立柱稳定。

轴向力安全系数：30/12.1=2.48，轴向力满足。

5．2．2．2地基验算

a．地基承载力计算

采用五根立柱下共用两根25cm×20cm×250cm枕木，故最大地基承载力：

12.1×5÷（2.5×0.25×2）=48(KPa)

b．地基处理依据

(1) 通过满堂支架的设计计算，要求地基承载力不小于100Kpa，48(Kpa)<100(Kpa)；

(2) 通过地基预压确定，地基在承载时的非弹性沉陷不大于6mm。

5．2．2．3门架搭设

经以上荷载计算，确定支架搭设采用如下结构：多功能门架横桥向搭设，顺桥方向间距为0.6米，门架多采用1.93米高标准门架与1.7米、0.9米、0.5米小门架进行调拱，每层门架底部全部用长钢管顺桥向锁住，横桥向每四层锁一道钢管，每隔4根门架设剪刀撑一道。支架底部通过底座立于枕木上，枕木间距0.6米。具体详见图2。

在桥跨内测设出桥梁中心线和支架搭设边线，测出每个立杆的搭设位置，根据放样结果横向安放枕木，测定其标高，计算各处门架搭放高度。根据施工放样结果，搭设支架从桥跨中间向两侧搭设，至两侧时采用横杆及横撑调整。第一层立杆拼装后，固定纵横水平连杆，调整立杆的底托，使纵横杆保持水平、立杆竖直；调整好后，再逐层向上拼装，直至拼到拱肋底部处；再在支架上安装顶托及拼装斜撑。

按门架施工规范严格控制，保证门架间距和垂直度。分层搭设，在高层采用滑轮及滑轮组将门架提升。在门架顶端安放顶托，拱顶设计预拱度值按10cm计算，以拱脚为零按直线分配。顶托上横桥向铺12×12方木作底方木，然后是顺桥向10×10顶方木，方木之间用楔型木调平，局部用抓钉抓牢。详见图3

5．2．3支架预压

支架拼装好后，在顶托上放置承重方木，铺竹胶板做底模后。同时，在两侧设置观察点30~40