大跨度钢筋混凝土欧式坦拱桥顶推技术实践

[摘 要] 随着我国城市化的逐步推进，钢筋混凝土拱桥结构形式越来越多地出现在道路建设中。但在软弱地基上建造钢筋混凝土拱桥具有一定的难度，需要严格控制其两端桥台的变形量，以保证拱桥安全。本文对如何在软弱地基上控制其两端桥台的变形量进行了分析研究。

[关键词] 软弱地基；砼拱桥；顶推卸载；节能环保

[中图分类号] TU445.462；TU448.34 [文献标志码] A [文章编号] 1003-1324（2012）-04-0080-03

在我国桥梁系列中，拱桥作为一种古老的桥式以其跨越能力大、承载能力高、可用地方材料、造价经济、养护维修费用少、造型美观等特有的技术优势而成为建筑历史最悠久、竞争力较强，并且常盛不衰、不断发展的桥梁形式。

本文中结合我单位施工的聊城利民路徒骇河钢筋混凝土拱桥施工技术经验，对钢筋混凝土拱桥顶推施工技术进行了分析研究，并且实践证明该技术取得了良好的应用效果，经查新该技术为国内首例。

1 工程概况

聊城市利民路徒骇河五跨钢筋混凝土拱桥座落在黄河冲积平原上，长188m，宽35m，各跨的矢高比为1/10，属典型的欧式风格坦拱桥。桥墩为薄壁空心桥墩，不承受水平力，全部水平推力由两端桥台和阻滑板承受，设计允许变形量每端为5mm，如何防止桥台发生过量变形是确保桥梁安全的相当重大的技术难题。施工中采用了大跨度拱圈卸载、落架技术，安全可靠，创造性地解决了图纸中所要求的将拱圈的水平荷栽“对称、均匀”地传递到大桥两端桥台、阻滑板（或重力式桥台）上。通过预压对两端桥台及台后阻滑板进行“顶推”，使桥台与阻滑板后地基挤压密实并承受预压力以增大桥台后方的抗推能力，提高拱桥的安全储备。

2 施工工艺

2.1 工艺流程

施工准备安装监测仪器安装并调试计算机中心机房及顶推设备顶推施工桥台基础二次注浆、间隔缝浇筑混凝土。

2.2 工艺原理

在钢筋混凝土拱桥拱圈合拢达到设计强度后，采用数台数控油压千斤顶通过桥台与阻滑板之间的间隔缝，同时对两端桥台及阻滑板实施顶推。通过提前施加的水平推力，使阻滑板后的地基土更加密实，使两端桥台向河中心产生一定的变形量，并通过桥台基础压密注浆施工时预留下的注浆孔实施二次压力注浆，从而大大提高了桥台及阻滑板抵抗水平推力的能力，确保变形量控制在设计要求范围内。

同时，顶推施工过程，通过控制千斤顶的计算机中心机房，以及埋设于阻滑板内的位移传感器、百分表实施全过程的施工监控量测，对变形量及水平推力实行双控，凡一项指标达到设计要求，顶推施工即可完成。

3 具体实施过程

3.1 施工准备

1）拱桥的台后阻滑板施工完毕，且阻滑板的混凝土强度达到设计要求的100%。在阻滑板施工过程中，要埋设好位移传感器。阻滑板的台后回填土分层回填至设计标高。

2）拱桥的各跨按照要求进行合拢，且各个合拢段的混凝土强度达到设计强度的100%，合拢处混凝土弹性模量达到100%。

3.2 安装监测仪器及顶推设备

（1）在拱桥边跨的跨中、1/4跨位置，以及其它中间跨的跨中位置设置好竖向变形位移计（采用百分表进行测量），如图2；桥墩及桥台与阻滑板之间已设置好的水平位移计与桥台上面设置好的竖向位移计，如图3。

（2）为确保顶推过程中各顶推千斤顶在计算机中心机房的控制下实施联动，必须进行安装前的调试。调试的内容有：千斤顶的输出功率及行程、油路、油路接头、回油机构动作的灵敏可靠性、油压表、控制线路等。

3.3“顶推”施工

顶推工作是按照分级加载、循环逐步的方式进行施工。在每一级顶推前，首先测量出桥墩、桥台、阻滑板相对位移、应力原始初步数据，在每级顶推力施加完毕后，进行这一级顶推的位移、应力测量，并与原始数据进行比对、分析。经确认后，方可进行下一级顶推。如此循环下去，直至顶推完成为止。

1）加载步骤

（1）准备完毕后，先根据安装在千斤顶上的精密压力表调试油路设置油压和输出油压的关系，先空载后负载。

（2）按照提前制定的加载分级方案加载，每一级之间间隔2～4小时。输出油压到达指定数值后停止，进行测量。每级加载必须在全部监测点的变形测量结果出来后进行。

（3）当其中一侧桥台总位移到达设计要求数值或者单个千斤顶累计顶推力达到设计要求的推力时则停止该侧桥台的顶推力，而另一侧则继续顶推直至达到总位移到达设计要求数值或者单个千斤顶累计顶推力达到设计要求的推力时为止。

2）监测与分析

确保桥梁工程结构安全的关键是全过程监测顶推对桥台、阻滑板的影响变化情况，及时、准确的测量各级加载后的变形量，并与分析计算值比较，及时反馈指导设计和施工。主要监测的内容参见表1。

3）顶推完成后的工作

（1）顶推完成后，立即进行浇筑顶推间隔缝处的混凝土。支设模板时，要注意保护千斤顶、油压管。

（2）后浇带要采取高标号混凝土浇筑，要掺入适量混凝土膨胀剂。

（3）当后浇混凝土强度达到标准强度的100%时，方可撤除千斤顶，再浇筑上剩余的后浇带部分。

（4）在浇筑后浇带混凝土后，要立即着手桥台的注浆工作。注浆的目的：补充因顶推而造成的桥台与地基之间的空隙，采用42.5水泥：水：水玻璃=1：0.6：0.06拌制。

4 结束语

就软弱地基上的拱桥采用重力式桥台和普通阻滑板相比较而言，运用顶推工艺并采用普通阻滑板的设计方案，可节约钢筋混凝土使用量、减少土方开挖回填量以及不设置抗水平位移的围护桩等。拱桥的顶推施工工艺运用到具体工程中，既可以提高拱桥的安全储备，预防桥梁建成后因桥台变位所引起的病害，还可以对拱桥工程因桥台变位所引起的桥体质量危害进行有效的处置，创造更大、更广泛的社会经济效益。

作者简介 魏巧云，（1961—），女，工程师，大学学历，从事工程管理工作。