120米跨現(xiàn)澆鋼筋砼箱形拱橋主拱圈施工工法介紹

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1、一百二十米跨現(xiàn)澆鋼筋砼箱形拱橋主拱圈施工工法1．前言余姚雙溪口水庫大橋?yàn)閮艨鐝?20m上承式懸鏈線箱形拱橋，該橋?yàn)榧瘓F(tuán)公司同類橋的最大跨徑，其支架部分及主拱圈施工不僅難度大，而且存在著很大的施工安全風(fēng)險。我公司結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)，針對大跨上承式鋼筋混凝土箱形拱橋技術(shù)進(jìn)行了科技攻關(guān)，充分利用該型拱橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)制定科學(xué)合理的施工工藝，解決了施工技術(shù)難題，經(jīng)總結(jié)形成本工法。以本工法為核心的“120m跨現(xiàn)澆鋼筋砼箱形拱橋主拱圈施工技術(shù)”獲得集團(tuán)公司優(yōu)秀論文一等獎。2．工法特點(diǎn)本橋主拱圈采用支架現(xiàn)澆施工法，其中支架部分為在兩拱腳段根據(jù)原有的地形情況采用在硬化的地面上直接拼裝碗扣式腳手架，中間段采用梁柱式

2、復(fù)合體系：其結(jié)構(gòu)構(gòu)成為：明挖現(xiàn)澆混凝土基礎(chǔ);鋼支架分三層，底層為置于混凝土基礎(chǔ)上鋼管立柱支墩;中層用萬能桿件搭成框架結(jié)構(gòu)形成縱梁;上層為滿布式碗扣式腳手架。拱部利用碗扣式支架調(diào)整成拱型，拱架卸落利用碗扣式支架頂?shù)目烧{(diào)托撐完成。而主拱圈混凝土則采用分環(huán)、分段的方法進(jìn)行施工，即：整個拱圈根據(jù)支架的結(jié)構(gòu)體系分為3個澆筑環(huán)；即底板環(huán)、腹板環(huán)及頂板環(huán)，每環(huán)澆筑時再分5段對應(yīng)水平長度分別均為24m，先對稱澆筑拱腳段，再從跨中段向兩拱腳方向澆筑，拱頂段澆筑完后，再澆筑1/4段。段與段之間預(yù)設(shè)間隔槽(頂板不設(shè)間隔槽)，間隔槽寬1.5m，根據(jù)監(jiān)控單位的施工加載計算，腹板和底板環(huán)兩環(huán)同時合攏，使拱圈形成一個開

3、口箱形結(jié)構(gòu)，然后再進(jìn)行頂板環(huán)的分段澆筑及合攏。3．適用范圍本橋施工方法可適用于大跨徑現(xiàn)澆鋼筋砼拱橋的施工。4．工藝原理4.1主拱圈施工技術(shù)4.1.1主拱圈底模標(biāo)高的確定主拱圈的支架現(xiàn)澆過程中，立模標(biāo)高的合理確定，是關(guān)系到主拱圈的線形是否平順、是否符合設(shè)計的一個重要問題。如果在確定立模標(biāo)高時考慮的因素比較符合實(shí)際，而且加以正確的控制，則最終主拱圈與橋面系線形較為良好；否則最終主拱圈線形會與設(shè)計線形有較大的偏差。立模標(biāo)高并不等于設(shè)計中橋梁建成后的標(biāo)高，總要設(shè)一定的預(yù)拋高，以抵消施工中產(chǎn)生的各種變形（撓度）。其計算公式如下：模板定位標(biāo)高＝設(shè)計標(biāo)高＋運(yùn)營預(yù)拋高＋施工預(yù)拋高＋支架變形其中支架變形值是

4、根據(jù)支架加載試驗(yàn)，綜合各項(xiàng)測試結(jié)果，最后繪出支架荷載—撓度曲線，進(jìn)行內(nèi)插而得。根據(jù)以往上承式拱橋施工及監(jiān)控經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合本橋的具體情況，估計在施工過程中影響本橋結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線形的因素主要有以下幾方面：(1)施工臨時荷載。(2)支架變形。(3)日照影響。(4)主拱圈混凝土澆筑順序和主梁的安裝順序。(5)混凝土澆筑方量的控制。(6)混凝土彈性模量和徐變。當(dāng)上述因素與估計不符，而又不能及時識別引起控制目標(biāo)偏離的真正原因時，必然導(dǎo)致在以后階段施工中采用錯誤的糾偏措施，引起誤差累積，因此在施工控制過程中，將通過對應(yīng)力和位移偏差分析、結(jié)構(gòu)參數(shù)敏感性分析、結(jié)構(gòu)參數(shù)識別，找出誤差原因，確定出設(shè)計參數(shù)真實(shí)值，以

5、此為基礎(chǔ)對該橋進(jìn)行有效施工控制。為使拱圈最終成形后符合設(shè)計和規(guī)范的要求，必須在支架上設(shè)置預(yù)拱度。拱頂預(yù)拱度包括拱圈自重產(chǎn)生的拱頂彈性下沉、拱圈溫度降低與砼收縮產(chǎn)生的拱頂彈性下沉、墩臺水平位移產(chǎn)生的拱頂彈性撓度值、拱架在設(shè)計荷載作用下的彈性及非彈性變形、支架基礎(chǔ)受載后非彈性下沉。預(yù)拱度δ=運(yùn)營預(yù)拋高＋施工預(yù)拋高＋支架變形根據(jù)設(shè)計和監(jiān)控單位提供的數(shù)據(jù)，拱頂處預(yù)拱度按全部預(yù)拱度總值設(shè)置，暫定為15cm，拱腳處為零，其余各點(diǎn)按二次拋物線分配。即:δx＝δ[1-4x2/L2]δx——任意點(diǎn)（距離拱頂水平距離為x）的預(yù)加高度。δ——預(yù)拱度總值。x——跨中至拱腳的水平距離。L——拱圈的計算跨徑。支架預(yù)壓

6、完成后，拱頂下沉18mm，與監(jiān)控單位計算基本吻合。預(yù)拱度無需再調(diào)整。4.1.2主拱圈施工方案的確定拱圈混凝土施工過程是一個對支架不斷加載的過程?？紤]拱圈澆筑與支架變形之間的相互影響關(guān)系，為防止支架異常變形，破壞主拱軸線，甚至產(chǎn)生混凝土裂縫，同時遵循“分環(huán)分段灌注順序應(yīng)使支架在混凝土灌注過程中發(fā)生的變形幅度最小”的施工原則，確定了主拱圈澆筑順序。見圖1（圖中所標(biāo)數(shù)碼即為混凝土澆筑順序）主拱圈混凝土采用分環(huán)、分段的方法進(jìn)行施工，即：整個拱圈根據(jù)支架的結(jié)構(gòu)體系分為3個澆筑環(huán)；即底板環(huán)、腹板環(huán)及頂板環(huán)，每環(huán)澆筑時再分5段對應(yīng)水平長度分別均為24m，先對稱澆筑拱腳段，再從跨中段向兩拱腳方向澆筑，拱頂

7、段澆筑完后，再澆筑1/4段。段與段之間預(yù)設(shè)間隔槽(頂板不設(shè)間隔槽)，間隔槽寬1.5m，根據(jù)監(jiān)控單位的施工加載計算，腹板和底板環(huán)兩環(huán)同時合攏，使拱圈形成一個開口箱形結(jié)構(gòu)，這樣對支架和結(jié)構(gòu)比較安全，然后再進(jìn)行頂板環(huán)的分段澆筑及合攏。為了避免支架局部異常變形，采取拱頂兩側(cè)對稱的方法施工。圖1：主拱圈澆筑順序4.1.3模板體系4.1.3.1底模在碗扣式腳手架上的可調(diào)托撐上縱向鋪設(shè)弧形工字鋼，工字鋼與可調(diào)托撐之間的三角形空隙用角鋼