钢筋混凝土叠拱桥施工方案分析

摘要：本文主要结合工程实例，详细地介绍了钢筋叠拱桥的施工方法。

关键词：钢筋混凝土；拱桥支撑；案例分析

一、工程简介

本桥位于洋湖湿地内，是交通枢纽路上的一座重要桥梁。设计为下承式叠拱桥，整体为连续体系，内外拱与主梁固结，主梁内外拱处设置支座。

主拱为钢筋混凝土构件，横桥向分两片拱肋布置，立面采用两个矢跨比不同、拱顶叠合的形式。

吊杆采用单杆布置，通过冷铸锚锚固于中间梁端和拱肋上。吊杆规格采用成品件PES5-109钢索。每根吊杆由φ5-109镀锌刚强度低松弛预应力钢丝组成，标准强度为1670Mpa ，吊杆钢索双护层均为高密度聚乙烯护套（PE-彩色PE）。吊杆间距5m，全桥共20 根吊杆，锚具采用PESM5-109的冷铸镦头锚，锚具经调质热处理，外表面镀锌。

主梁外侧梁高１.５米，顶板厚2２cm，底板厚25cm，横梁除在拱梁固结段间距特殊布置外，其余５米一道，横梁厚３０cm，吊杆锚固位置65cm厚。纵梁采用边箱截面，腹板厚４０cm，底板厚２５cm，边箱与拱肋固结处设实心段。边箱为纵向预应力构件，采用１２-Ф１２１５.２预应力钢绞线。采用搭设满堂支架现浇，现浇箱梁全断面分两次浇注完成，第一次浇底板和腹板，第二次浇注顶板及翼板。

0#和3#桥台设计为一字形桥台，台身厚180cm，背墙厚60cm。每个台下设12根∮1.2m桩基，承台尺寸为27.5m×5.4m×2m。1#和2#墩采用纵向花瓶式桥墩，每个支座对应一个墩身，墩台截面为180cm×240cm，墩顶截面为240cm×240cm，墩顶设有遮板。每个墩身下设650cm×650cm承台，承台厚250cm。墩身采用C40钢筋砼，台身及承台采用C30钢筋砼。

二、施工方案

雅河属静水河，施工期间无通航要求，故计划采用围堰法施工，主梁及拱肋采用支架法现浇。在桥的两侧填筑土石围堰，对支架基础进行抛石挤淤处理，使之满足支架承载要求。

计划对桥台位置原地面降低标高后进行桩基施工，桥墩桩基采用筑岛施工。桥南、桥北分两个工作面同步施工，桩基完成后进行承台施工。墩身采用大块定型钢模施工。主梁及拱肋采用支架现浇，先搭支架浇筑主梁，主梁浇筑完成后在主梁梁底支设临时钢管桩支撑，拆除支架，在梁顶搭设拱肋支架，浇筑拱肋混凝土。

三、主要项目的施工方法

1、桥梁桩基及下部工程、主箱梁均采用常规方法施工，在此不再赘述。

2、拱肋施工

2.1拱肋施工顺序

（1）箱梁预应力施工完成后，拆除箱梁满堂支架，保留临时钢管桩支撑。

（2）在箱梁上搭设满堂支架，并对支架进行预压，预压沙袋的重量为拱肋重量的1.2倍，约1646吨。预压方法同箱梁的支架预压。预压加载分四次进行，第一次加载50%，第二次加载至80%，第三次加载至100%，第四次加载至120%，充分消除支架的非弹性变形，并根据支架的弹性变形情况，获取弹性变形参数，调整拱圈模板的预拱度。

（3）绑扎拱肋钢筋；钢筋绑扎、焊接、加工均应严格按照现行公路桥涵施工技术规范的规定进行。

（4）在支架上安装拱肋模板；

（5）立模完成并进行验收后分段现浇拱肋，并做好吊杆预埋件的预留预埋工作。

（6）浇筑间隔混凝土，使拱肋合拢；

（7）混凝土养护；

（8）支架卸落。

2.2拱肋支架搭设

拱肋支架采用满布式钢管脚手架搭设，模板采用特制定型钢模。支架分拱盔、卸架设备、拱架支架三部分组成。

在主梁上布置搭设扣件式钢管脚手架，采用∮48mm×3.5mm的钢管，立杆钢管纵横向间距0.6米，立杆采用扣件连接。立杆间设横杆连接，横杆步距为1.2米，地脚杆距地20cm；中跨的斜撑按顺桥向（纵向）设4×5道，横桥向设3×4道；边跨适当减少斜撑数量。

立杆的底部设底托，顶部设顶托。顶托在地面上大致调好后，再运至顶部安装，对顶托的标高及伸出量进行微调。

顶托标高调整好后，在其上安放槽钢作为横梁，安放方木作为纵梁，对纵梁的曲线进行调整，使与拱肋线型保持一致。

支架架设完成后，对支架进行预压。预压采用吊车吊装袋装砂进行，根据底模的实际受力情况进行预压。预压分段进行，先对肋顶部进行预压，再对内拱进行预压，最后对外拱进行预压。

预压过程中加强对各测点进行高程和位置监测。测点分别设于拱顶、内外拱分离处、四分之一拱跨、内拱拱脚、外拱拱脚处。预压在加载50%和120%理论荷载后停止加载，进行12小时的拱架沉降、变位连续观测；在120%理论荷载加上后，连续观测48hr 的拱架沉降、变位。

支架预压完成后，对支架的平面位置、顶部高程、节点连接及纵、横向稳定性时行全面检查，当符合要求后，进行安装拱肋钢模板。

2.3模板制作与安装

拱肋模板采用大块定型钢模，在株洲桥梁厂定制，用吊车吊装。底模采用厚度为8mm的Q235钢板制作，侧模和顶模采用6mm的Q235钢板制作。模板背面设角钢加筋肋。模板整体分成四块，底板、侧模、顶模分块拼装，法兰连接，每块模板不小于2m2。

2.4拱肋混凝土浇筑

拱肋混凝土采取沿桥跨方向分段浇段。按照使拱架受力对称、均匀和变形小的原则，分段位置分别设于拱顶（两侧内外拱分离处）、拱脚处。各段的接缝面与拱轴线垂直，各分段点预留间隔槽，间隔槽宽度为0.6米。每个分段内的混凝土一次连续浇筑完成，当因故中断时，将施工缝浇筑或凿成垂直于拱轴线。对已浇筑成斜面的，将斜面凿成垂直于拱轴线的平面或台阶式接合面。

间隔槽待拱圈分段浇筑完成后，其强度达到75%设计强度以及接合面按施工缝处理后，由拱脚向拱顶对称进行浇筑。拱顶及两拱脚间隔槽混凝土在最后封拱时浇筑。

浇筑顺序如下图所示:

拱肋浇筑过程中多次张拉端横梁预压力筋，使墩台保持无推力。

2.5卸架

待间隔槽混凝土强度达到设计强度的75%后开始卸架。顶部扣压模板在混凝土初凝后即可拆除。当混凝土达到抗压强度达到2.5MPa时拆除侧模。底模必须等到拱圈最后施工段混凝土抗压强度达到100%设计强度方可拆除。

为保证拱圈均匀降落，卸架前制定卸架程序，按照既定的卸架程序进行：

卸架选在白天气温较高时进行，先卸落拱顶支架，从拱顶开始，逐渐向拱脚对称卸落。卸架时控制卸架速度，避免拱架突然卸落。

3吊杆安装

本桥布置单吊杆形式，通过冷铸锚锚固于中间梁段和拱肋上。吊杆规格采用成品件PES5-109钢索。每根吊杆由φ5-109镀锌刚强度低松弛预应力钢丝组成，标准强度为1670Mpa ，吊杆钢索双护层均为高密度聚乙烯护套（PE-彩色PE）。吊杆间距5m，全桥共20 根吊杆，锚具采用PESM5-109的冷铸镦头锚，锚具经调质热处理，外表面镀锌。

吊杆拉索为单端张拉，拱上为固定端，梁下为张拉端。张拉顺序为：5号-6号、3号-8号、1号-10号、4号-7号、2号-9号。

在浇筑拱肋及梁体时，预先预埋锚垫板，螺旋筋及钢管，并保证其位置准确。施工中应严格保证下导管无缝钢管的铅垂度，梁体内锚垫板的水平度及其底面标高。垫板、预埋管、保护罩钢材型号均采用Q235C。

吊索在上桥安装前进行超张拉，经超张拉检验合格后方可安装。

3.1吊杆安装准备

吊杆拉索在工厂配套定制，成品交货时须附产品质量保证书、产品批号、工程项目名称、设计索号及型号、生产日期、数量、长度、重量、弹性模量等资料及产品出厂检验报告和有关技术参数，外层PE套颜色为天蓝色。

吊杆采用吊车安装。在吊杆安装前，全面检查预埋管道的位置、垂直度、顺直度等指标是否满足设计要求，清除干净管道内的杂物。

对千斤顶、油泵等张拉机具及测力设备进行配备检验并进行标定，张拉机具的配备，要求最大张拉能力大于拉索所需的拉力。

3.2吊杆安装顺序

（1）拧出吊杆上端螺母，装到拱上待穿吊杆预留孔道槽内；

（2）利用吊车将待穿吊杆的拱上预留孔道放下；将吊绳的连接头与吊杆上端的锚杯连接起来；缓慢将吊杆牵引向上，穿出拱肋预留孔道，拧上上端螺母；

（3）卸下牵引接头；

（4）拧下下端螺母，将下端锚杯穿进横梁的预留孔道内，再拧上下端螺母。

（5）重复上述步骤，以同样的方法进行下一根吊杆的安装；

3.3调节标高

在横梁底部预留孔安装千斤顶，按设计要求调节螺母，使桥面标高达到设计要求；

每次调节一片横梁，即两个吊点，同一片横梁上的两个吊点同步进行调节标高。

在横梁底部搭设工作平台，按顺序安装撑脚、张拉杆、千斤顶、张拉螺母及各种油、电管线；

起动油泵，缓慢加压，开始张拉。张拉过程中密切关注监控数据，当标高达到设计标高立即停止张拉。

拧紧吊杆端头螺母。

3.4吊杆及锚头防护

安装减震块。减震块材料为高阻尼橡胶材料，施工时采取防落措施。

用注油泵对下预埋管内灌注防腐油脂。

安装上下锚头的保护罩，往保护罩内注入防腐油脂进行锚头防腐。

检查吊杆外防护PE是否有损坏，如有损坏及时修复。

安装吊杆外套管及防水罩，在施工完成后将拱顶预留槽及梁底张拉槽采取防腐措施后用钢板封闭。

吊杆的安装，应严格施工工序间的管理和监控，安装时不得磕碰敲击损坏锚具，不得损坏拉索的材质，不得使其变形；应精确计算下料长度，保证一端的锚杯能够满足调节高程的需要，严格控制剥除PE长度，张拉结束后按照要求做好防腐措施。

安装施工时不得挤压、弯折索体，不得损伤索体的保护层和索端的锚头及螺纹；防止索体穿入预留管时因偏位而产生摩擦受损。

3.5吊杆的张拉

吊杆张拉顺序如下：

吊杆张拉在横梁底部搭设张拉平台上进行。

吊杆采用单端张拉，张拉时顺桥向及横桥向两侧对称同步进行。各千斤顶同步之差不大于油表读数的最小分格。

以索力为主、以延伸值为校核进行拉索张拉。

再次张拉端横梁预应力束。

3.6桥面系施工及索力调整

在桥面铺装及防撞护栏附属工程完成后，拆除临时支撑，并第二次调整调杆索力，使索力值符合设计要求。

结语：本文结合具体的工程实例，钢筋混凝土叠拱桥的施工技术，施工原则及注意事项进行了系统的阐述，为工程安全顺利完成提供技术支持，可为类似工程的施工提供借鉴。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。